茂名熱電廠直流系統(tǒng)屏更新改造設(shè)計(jì)方案

摘要：茂名熱電廠原用之直流系統(tǒng)屏為老式直流系統(tǒng)屏(同一屏為雙母線結(jié)線，采用直流發(fā)電機(jī)及硅充電裝置)[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。從超過30 a之運(yùn)行情況來看，主要存在之缺點(diǎn)或不足之處如下......
關(guān)鍵詞：熱電廠 直流系統(tǒng)屏 更新改造 設(shè)計(jì)方案淺析

1　老式直流系統(tǒng)屏存在之缺點(diǎn)

　　茂名熱電廠原用之直流系統(tǒng)屏為老式直流系統(tǒng)屏(同一屏為雙母線結(jié)線，采用直流發(fā)電機(jī)及硅充電裝置)[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。從超過30 a之運(yùn)行情況來看，主要存在之缺點(diǎn)或不足之處如下[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。

1.1　雙工作母線結(jié)線布置復(fù)雜

　　因直流屏采用雙工作母線結(jié)線，6根直流母線水平布置于屏頂上(根據(jù)控制、信號音響之需要，直流母線上還設(shè)有8根小母線)[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。在同一塊屏上，有兩組母線之饋線回路或電源與饋線回路相混合布置[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)接觸不良等缺陷時(shí)，往往因結(jié)線復(fù)雜和設(shè)備間距小，而使缺陷難以處理[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。

1.2　儀表和燈光信號難以維護(hù)

　　老式之直流屏，其屏之正面都不采用活動門之型式[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。這樣，裝于屏面上之儀表、信號燈等設(shè)備，往往損壞后不能更換[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。

1.3　直流發(fā)電機(jī)維護(hù)工作量和耗能大

　　茂名熱電廠原使用同軸電動直流發(fā)電機(jī)組及GVA型硅整流裝置擔(dān)負(fù)直流系統(tǒng)經(jīng)常負(fù)荷及作為蓄電池之核對性充電設(shè)備[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。配有1臺Z2-17，15 kW之直流發(fā)電機(jī)，由J2-62-4，17 kW之電動機(jī)帶動，當(dāng)直流電機(jī)持續(xù)運(yùn)行時(shí)，電動機(jī)月耗電量約12 MWh，影響節(jié)能降耗，且整流子碳刷易冒火花，需經(jīng)常維護(hù)[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。當(dāng)使用GVA型硅充電裝置擔(dān)負(fù)直流系統(tǒng)之經(jīng)常負(fù)荷時(shí)，由于硅整流裝置不能自動調(diào)節(jié)輸出，直流系統(tǒng)負(fù)荷突變時(shí)(如汽機(jī)啟動直流油泵)，若不及時(shí)調(diào)整硅裝置之輸出，將會導(dǎo)致母線電壓偏低，致使蓄電池過放電，嚴(yán)重時(shí)影響繼電保護(hù)裝置之正常工作[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。當(dāng)蓄電池進(jìn)行核對性放電時(shí)，因硅裝置為不可逆式，無法作為蓄電池之放電負(fù)載，蓄電池須在空母線之前提下另接電阻作負(fù)載進(jìn)行放電，而母線之倒閘操作較復(fù)雜，容易出現(xiàn)錯(cuò)漏[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。

1.4　絕緣監(jiān)察裝置動作靈敏度低

　　老式直流系統(tǒng)屏采用電磁式絕緣監(jiān)察裝置反映直流系統(tǒng)之接地狀況[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。從茂名熱電廠多年之運(yùn)行情況來看，該裝置能正確反映單極明顯之接地現(xiàn)象，但當(dāng)兩極之絕緣都下降時(shí)，卻不能準(zhǔn)確反映[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。

2　新直流屏之設(shè)計(jì)原則

　　茂名熱電廠為早期發(fā)電廠，機(jī)組控制模式采用原蘇聯(lián)早期形式，即電氣系統(tǒng)采用集中控制，60年代投運(yùn)之1號、2號機(jī)組，機(jī)、爐采用分散控制，70年代之3號、4號機(jī)組，機(jī)、爐采用集中控制[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。因此，對于現(xiàn)代機(jī)組普通采用之單元機(jī)組獨(dú)立之直流系統(tǒng)方式將無法實(shí)現(xiàn)，只能根據(jù)該廠之實(shí)際情況，采用全廠統(tǒng)一布置之直流系統(tǒng)方式[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。

2.1　接線方式

　　新之直流屏采用單母線分段之接線方式，兩組蓄電池經(jīng)聯(lián)絡(luò)刀開關(guān)進(jìn)行連接[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。為防止兩組蓄電池并列運(yùn)行，聯(lián)絡(luò)刀開關(guān)與蓄電池電源刀開關(guān)之間應(yīng)設(shè)有閉鎖措施[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。

2.2　屏上設(shè)備布置

　　做到簡單清晰，電源(充電設(shè)備和蓄電池)、饋線、事故照明裝置布置于各自之屏上[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。帶有儀表及燈光信號之屏面，使用活動門之型式[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。

2.3　充電裝置

　　選用可控可逆式硅充裝置，實(shí)行負(fù)荷自動跟蹤，保證直流母線之電壓質(zhì)量[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。當(dāng)蓄電池進(jìn)行核對性放電時(shí)，硅裝置工作于整流之逆變狀態(tài)，蓄電池不用另接電阻作為放電負(fù)載[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。

2.4　蓄電池組

　　原則上選用免維護(hù)密封式蓄電池，當(dāng)原GGM-800型蓄電池組經(jīng)校驗(yàn)后，仍滿足直流系統(tǒng)之要求時(shí)，可暫不更換[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。

2.5　絕緣監(jiān)察裝置和饋線開關(guān)

　　原則上選用90年代技術(shù)先進(jìn)、成熟可靠之設(shè)備[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。例如，選用由CMOS集成電路組成之ZJJ-1型絕緣監(jiān)察裝置，該裝置在直流兩極絕緣均等下降時(shí)都能正確動作發(fā)信[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。

3　新直流系統(tǒng)屏之設(shè)備選型

3.1　直流系統(tǒng)負(fù)荷

　　經(jīng)統(tǒng)計(jì)，直流系統(tǒng)各類負(fù)荷如表1[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。

　　因茂名熱電廠為中型火力發(fā)電廠，且與系統(tǒng)相連，所以蓄電池事故放電時(shí)間考慮為1 h[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。對于汽輪機(jī)潤滑油泵，因?yàn)槭歉邷亍⒏邏簷C(jī)組，故其事故計(jì)算時(shí)間為1.0 h，直流潤滑油泵之K值取0.8，密封油泵之K值取0.7計(jì)算[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。沖擊負(fù)荷考慮為1臺 大合閘電流之?dāng)嗦菲骱祥l[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。

3.2　蓄電池組之選擇

3.2.1按事故持續(xù)放電狀態(tài)選擇

tj=KkQsg/Isg=1.1×307 Ah/306 A=1.1 h

式中　tj——GGM型蓄電池假想時(shí)間，h；
Kk——可靠因數(shù)，取1.1；
Qsg——事故負(fù)荷計(jì)算容量，Ah；
Isg——事故放電電流，A[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。
　　 查《電力工程設(shè)計(jì)手冊》(西北電力設(shè)計(jì)院、東北電力設(shè)計(jì)院主編)中P769曲線表，得Idj=16.8 A，則

Qe≥36Isg/Idj=(36×306/16.8)Ah=658 Ah

式中　Qe——蓄電池之10 h放電容量，Ah；
Idj——單位容量蓄電池在放電假想時(shí)間內(nèi)所允許之放電電流，A[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。
　　 選用720 Ah之蓄電池即可[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。原選用之蓄電池為GGM-800型可滿足要求[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。
3.2.2按 大沖擊電流選擇

Qe≥0.78(Isg+Ich)=［0.78×(306+235)］ Ah=422 Ah

　　根據(jù)計(jì)算結(jié)果，蓄電池之容量按事故持續(xù)放電狀態(tài)下計(jì)算選擇[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。原運(yùn)行之GGM-800型蓄電池組仍滿足負(fù)荷之要求[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。

3.2.3直流電壓水平校驗(yàn)(以GGM-800型為例)

a)按事故放電初期，蓄電池突然承受放電電流之電壓水平驗(yàn)算：

Kcho=Iso/C10=609 A/800 Ah=0.76 h-1

式中　Kcho——單位容量蓄電池放電初期放電系數(shù)，h-1[陽光電子學(xué)校維修專家友情提示]。
　　 查GGM型蓄電池短時(shí)沖擊放電曲線表得：

表1　直流系統(tǒng)各類負(fù)荷

負(fù)荷名稱計(jì)算容量
/kW 經(jīng)常負(fù)荷
/A (事故負(fù)荷)/(初期Iso/A持續(xù)Is/A沖擊Ich/A) 事故時(shí)間
/h 事故放電
容量/Ah
經(jīng)常負(fù)荷 7.2 33 33 33 — 1 33
事故照明 25 — 114×0.6 114×0.6 — 1 68
通信備用電源 3 — 14×0.5 14×0.5 — 1 7
熱工備用電源 3 — 14×0.5 14×0.5 — 1 7
直流潤滑油泵 80×0.8 — 728×0.5 291×0.5 — 1 146
直流密封油泵 20.1×0.7 — 260×0.5 91×0.5 — 1 146
斷路器合閘電流 — — — — 235 — —
合計(jì) — 33 609 306 235 — 307

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