杨明坤
中国电建集团河南工程有限公司 河南省郑州市450000
【摘要】火力发电厂热控电源故障、机组跳闸等事故会影响其发电质量与效率。本文通过分析火力发电厂热控直流电源可靠性，提出运行机组选择直流电源切换装置，消除二极管耦合，以此减少对直流电源可靠度的影响，就新建机组，实施热控交流电源控制方案。
【关键词】火力发电厂；直流电；热控；配置方案
火力发电厂内，控制系统就是神经系统，直接关系着其运行安全与运行经济。随着电厂朝着高参数、大容积发展，对热控电源系统提出了更好的要求。系统的安全运行直接影响运行可靠与运行安全。近几年，火力发电厂生产实践暴露，加大了电源设计隐患，电源供货安全问题，使得设备故障、系统故障与机组跳闸事件频发。这些事故严重影响机组的安全运行，降低电网安全。本文通过分析典型的案例，总结热控电源系统内存在的安全隐患，研究热控系统电源的可靠性，提出科学的配置方案，报道如下。
1 故障案例
1.1直流电源接地使得机组燃料跳闸
Xxxx年某天，电厂300MW机组主燃料跳闸，出现了MFT保护动作，机组出现了跳闸情况。事故发生之后，运行人员与热控人员协同检查，发现MFT4个直流跳闸继电器线圈全部被烧毁，均为220V继电器线圈，且继电器线圈已经消磁，出现了错误的保护动作，进而导致故障的发生。
通过分析故障信息，发现220V电源系统出现了3次460V的电压，电气两套直流系统均存在直流接地报警，第一套显示直流正极接地、第二套显示直流负极接地。
通过深入分析，发现事故原因为220V直流系统出现了460V的电压，烧损了线圈，阻断了220V继电器的运行，进而导致机组出现了停机事故。除此之外，大部分电厂热控系统选择的是双路直流电源二极管耦合方式，为110V、220V，任意一段直流系统出现接地故障，将会导致两段直流电源检测装置出现接地报警信号。在排查直流接地故障时，难以精准定位故障部位。若未能及时处理故障，将会导致机组停机事件频发，影响运行效率与质量。
1.2 电源设计不合理触发机组跳闸
xxxx年x月x日，10:00，电厂内的600MW机组1在维修之后机组启动过程中，因为触发了ETS，导致机组出现了跳闸事故。且用于检修操作、显示的触摸屏供电回路保险烧毁，触摸屏内部发生了故障。将ETS系统电源电压拉低到7.0V，PLC系统卡件查询电压，数值为24.0V。机组润滑油较低，这也是常闭接点，闭合之后触发了机组保护机关，负载故障无法快速熔断，使得系统电压使用时长下降。触屏电源设计不合理，触屏本身是显示信息，一般不会用于操作，不属于必要的存在部件，属于电源与保护回路两者的共同使用电源，会埋下故障隐患。
热控电源系统异常，使得机组多次发生跳闸故障，影响火电厂机组的安全运行，降低电厂运行效率，这也是火力发电厂的共性问题。通过研究电源系统的可靠性，提出针对性的解决方案。
2 火力发电厂直流电源系统可靠性分析
2.1直流电源系统可靠性分析
典型的火力发电厂直流电源系统，热控控制电源一般配置了2套直流电源系统，正常运行期间，2套直流电源系统未能相互连接，也未能独立运行。
左段与右段直流系统正常运行，独立工作，可以为设备提供两路完全独立的直流电源。每套直流电源内配备了蓄电池、充电设备、监控设备等，即便是全厂失去交流电源之后，直流系统也可以持续供电，能够维护设备安全。在各套直流系统发生绝缘能力降低或者是直接接地的情况，系统也不会相互影响。
2.2 二极管耦合后直流电源可靠性分析
选择二极管将两路直流电源在热控侧耦合后，可以实现两路直流干扰切换，可以将热控直流供电的可靠性提升。实际机组直流供电系统风险较大，会增加故障查找难度，系统运行监控难度，可能会导致更大故障的出现。
3 解决方案
我国制定的DL/T 5455-2012、DL/T 5044-2004对热控用直流电源提出了详细的要求，不允许直流负荷两路电源并列运行，但未能给出有效的解决方案。笔者结合权威资料， 提出以下几种解决方案。
3.1 热控110V/220V直流电源系统配置方案
针对耦合二极管问题，选择直流电专用切换装置解决，电气直流1也就是主电源经过耦合二极管可以直接输出。备用电源直流2经过耦合二极管串联恶意接触器J1接触，并联到输出端上。独立的辅助电源输入端为主电源、备用电源装置内部的逻辑回路。可以避免任何一路失电，减少装置内部逻辑的干扰与影响。
3.2 热控系统选择全交流供电
深入分析能够发现，热控系统多选择的是交流供电，很少选择直流供电，大部分选择的是两路UPS供电，在全厂交流电源消失之后，可以满足一定时间内的供电。经过调研论证，新建工程的热控系统可以全部使用交流供电，可以将热控电源系统简化，减少电气与热控电源之间的交叉，降低系统故障。主要包括：①锅炉主燃料跳闸继电器回路，详见下图1，两路交流电源分别供应两套继电器跳闸逻辑系统，若一路存在电源异常，不会造成保护误动；②汽轮机跳闸电磁阀电源，选择的是双通道交流控制电源，详见下图2。
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图1 锅炉MFT采用双通道交流供电或24V直流供电的方案
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图2 汽轮机跳闸电磁阀采用双通道方案
4 结束语
综上所述，火力发电厂热控电源故障会导致机组出现跳闸情况，应当设备的运行稳定。深入剖析其故障机理，制定可靠的技术方案，包括：1.运行机组上安装直流电源切换装置，将二极管耦合对直流电源系统影响消除；2.新建机组热控电源，选择交流供电方案，将系统简化，确保全厂运行可靠；3.结合规程、事故措施，制定标准，确保系统处于最佳状态。
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