摘要：随着人们生活水平的提高，对电能的需求也越来越大，对供电的稳定性和安全性也越来越关注。在火电厂中，由于负荷控制电源供电故障问题，很容易造成供电中断的情况，严重影响了人们的正常生活，还会导致工厂停工，造成严重的经济损失。本文通过对电厂厂用电源供电故障机理的原因分析，通过模拟故障期间各数据进行判断，提出具体改造控制电源的手段，避免厂内低电压而导致控制电源失电的问题，提高机组运行的安全性，保证火电厂供电的安全供电水平全面提升。
关键词：火电厂；供电故障；主要机理；解决策略
引言
近年来，随着现代配电系统调度自动化水平的逐步提升，准确而且全面地获取配电系统的实时负荷数据成为配电管理系统各种功能模块实现的基础和前提。配电网状态估计能够利用有限的量测数据，结合系统的拓扑结构，以数学方法对运行参数进行处理，对数据采集中心传来的低精度、不完整的负荷数据修正和补充，实现对负荷数据的实时估计。因此，它一直是国内外学者研究热门。
1典型案例分析
某电厂0.4kVMCC控制电源分为两类，一类为没有经过电源改造的MCC段，供电方式为MCC开关间隔自供电方式，控制电源取自MCC间隔动力电源A、B相；另一类为经过电源改造的MCC段，供电方式为直流110V系统供电。本文通过实际故障案例的定性分析，对两种控制电源方案进行可靠性比较，提出了改进方案。在夏季，由于突如其来雷暴天气的影响，造成750kV云横Ⅱ线路发生了三相短路，引起对侧榆横变电站差动保护动作，对侧开关跳闸，同时发出“远方跳闸”指令，导致该公司云横Ⅱ线开关跳闸（公司为双回线），两台机组重要辅机跳闸。通过事后对故障的主要原因进行分析，能够明确，由于750kV的线路受到雷击的影响，产生三相短路的，使得750kV母线电压短时间内大幅度下降，造成厂用电压异常降低，使得设备控制电压大幅度降低，导致重要辅机跳闸。在此次事故后对故障录波、数据分析并进行仿真模拟，开关接触器及其控制电源均降幅度大，导致开关接触器断开造成设备停运。
2故障分析以及改造的思路
（1）未改造过的MCC段马达。没有改造过的MCC段应用低压马达综合保护装置。采用低压马达综合保护的控制电源取用MCC动力电源中两相，在开关内配置变压器将380V的电源转变为120V和12V交流电，其中120V属于接触器控制电源，交流12V则为接触器工作电源。当故障发生时，0.4kV的母线电压会减少一半，控制电源与设备低压马达综合保护工作电源可能降至为原来的一半，导致运行电源切换装置在切换过程中受到影响，造成接触器断开，电机也无法正常运行。因此设备的控制电源降低或失压，依然对马达的运行会造成影响。（2）改造过的MCC段马达。经过改造之后的MCC段马达，通过配置综合保护继电器，采用220V直流电源作为控制电源供电。220V直流供电取自厂内直流系统，即使在厂用电电压大幅度波动时，保护继电器不会因为自身的积压而造成接触器跳的指令。只要确保厂用电压及时恢复，接触器就会立刻吸合，也就是说，即使母线出现是电的问题，也不会对马达的运行造成影响，能够确保火电厂的稳定运行。通过将两种0.4kV MCC控制电源进行实验对比分析，突显出220V直流做为马达控制电源的优势性。
3故障解决的具体策略
3.1故障后的储能运行机制与负荷响应策略
故障起始时刻，结合光伏和蓄电池的出力与状态模型进行抽样，并计算故障期间光伏出力序列与蓄电池最大允许充放电功率Ｐｍａｘ，其为正常状态下的充放电功率限值乘以抽样得到的降额系数。以故障期间光伏和蓄电池的状态为参数，计算故障后的供电缺额与规定的负荷削减比例，合理调整负荷削减和切除的顺序，确定储能和负荷响应的联合调节策略。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆策略制定的基本依据是以最小的负荷响应费用为代价保证最大程度的重要负荷恢复供电。
3.2变频器低电压穿越
变频器是火电厂发电重要的辅机设备，但大多数变频器的低电压穿越能力很差。当出现控制电源电压跌落时，很可能造成变频器闭锁，退出运行。为满足火电厂辅机变频器低电压穿越的技术要求，保证在电网电压跌落期间，变频器仍可稳定工作，需配置低电压穿越电源。
3.3控制电源直流改造
通过采用未改造0.4kV母线的MCC段马达，控制电源出现相应跌落，跌落的深度会达到负荷最低的工作电压，这样就会导致主机系统有故障隐患。如重要辅机的油泵、发电机密封油泵等都在未改造的MCC段上。电压大幅度波动容易造成设备异常。但直流系统为MCC段各马达控制电源时，不会受到当地电网负荷变化影响，也不会随着昼夜变化、电站多样化等因素造成电网电压忽高忽低的问题，也不会因为大型设备的启停产生的电磁、干扰、闪变、斜坡等各种异常情况的影响，能够直接减少复杂电力系统中的直接雷和感应雷对设备造成的损害，可以有效避免关键负荷跳闸及机组跳闸的问题。220V的直流电源也能够直接作为信号系统、继电保护以及自动装置等工作电源，保证电力系统的稳定运行，及便出现了各种意外情况，例如交流母线失电，也可以为关键负荷提供短时间内的供电，可以确保关键负荷与安全运行的稳定性和有效性。
3.4供电能力评估模型的优化求解
选用遗传算法对供电能力评估模型进行优化求解，优化对象为馈线在尖峰负荷时刻的接入负荷，编码对象为馈线的负荷接入倍数，其表示馈线实际负荷与Ｎ－１状态下负荷的比值。采用二进制编码方式，设定最大接入倍数为满足容量约束的最大负荷与Ｎ－１状态下负荷的比值，以满足模型的负载率约束。模型的目标函数为系统供电能力最大化，此即遗传算法中个体的适应度。采用搜索空间限定法进行约束条件的处理：在每一轮的遗传运算后淘汰不满足约束的个体，并通过轮盘赌选择操作补足个体规模，保证供电能力较大的个体被选择的概率更大。选择后的个体可能重复，再结合交叉与变异操作保证种群多样性。
结束语
综上所述，本文通过对火电厂负荷供电故障机理进行分析，结合具体的案例，对750kV线路故障产生原因进行分析，明确了具体的解决策略，通过对实际电网线路故障的总结，判断交、直流做为马达控制电源的优缺点，对变频器低电压穿越期间的运行方案进行改进，确保变频器在电压跌落时，能够使得变频器拖动电机稳定连续运行。通过低电压穿越装置在火电厂供电系统应用能够减少设备故障几率。在低电压期间快速的响应特点，大大提高设备运行可靠性，避免造成供电中断。
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论文作者:张明,周国政,刘博
论文发表刊物:《基层建设》2019年第17期
论文发表时间:2019/9/12
标签：电源论文; 负荷论文; 火电厂论文; 故障论文; 接触器论文; 马达论文; 变频器论文; 《基层建设》2019年第17期论文;