茂名熱電廠直流系統(tǒng)屏更新改造設(shè)計(jì)方案淺析

茂名熱電廠直流系統(tǒng)屏更新改造設(shè)計(jì)方案淺析摘要茂名熱電廠原用的老式直流系統(tǒng)屏存在結(jié)線簡單、維護(hù)困難、工作牢靠性差及配置不合理的問題，機(jī)組掌握模式既有集中掌握，又有分散掌握。在改造中，依據(jù)實(shí)際狀況，采納了全廠統(tǒng)一布置的直流系統(tǒng)方式，并通過分析、計(jì)算，對蓄電池組、充電設(shè)備等進(jìn)展了更新。運(yùn)行狀況說明改造到達(dá)了設(shè)計(jì)要求，且安全牢靠，維護(hù)便利。

1老式直流系統(tǒng)屏存在的缺點(diǎn)

茂名熱電廠原用的直流系統(tǒng)屏為老式直流系統(tǒng)屏(同一屏為雙母線結(jié)線，采納直流發(fā)電機(jī)及硅充電裝置)。從超過30a的運(yùn)行狀況來看，主要存在的缺點(diǎn)或缺乏之處如下。

1.1雙工作母線結(jié)線布置簡單

因直流屏采納雙工作母線結(jié)線，6根直流母線水平布置于屏頂上(依據(jù)掌握、信號(hào)音響的需要，直流母線上還設(shè)有8根小母線)。在同一塊屏上，有兩組母線的饋線回路或電源與饋線回路相混合布置。當(dāng)設(shè)備消失接觸不良等缺陷時(shí)，往往因結(jié)線簡單和設(shè)備間距小，而使缺陷難以處理。

1.2儀表和燈光信號(hào)難以維護(hù)

老式的直流屏，其屏的正面都不采納活動(dòng)門的型式。這樣，裝于屏面上的儀表、信號(hào)燈等設(shè)備，往往損壞后不能更換。

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(dòng)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)常常負(fù)荷及作為蓄電池的核對性充電設(shè)備。配有1臺(tái)Z2-17，15kW的直流發(fā)電機(jī)，由J2-62-4，17kW的電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，當(dāng)直流電機(jī)持續(xù)運(yùn)行時(shí)，電動(dòng)機(jī)月耗電量約12MWh，影響節(jié)能降耗，且整流子碳刷易冒火花，需常常維護(hù)。當(dāng)使用GVA型硅充電裝置擔(dān)負(fù)直流系統(tǒng)的常常負(fù)荷時(shí)，由于硅整流裝置不能自動(dòng)調(diào)整輸出，直流系統(tǒng)負(fù)荷突變時(shí)(如汽機(jī)啟動(dòng)直流油泵)，若不準(zhǔn)時(shí)調(diào)整硅裝置的輸出，將會(huì)導(dǎo)致母線電壓偏低，致使蓄電池過放電，嚴(yán)峻時(shí)影響繼電愛護(hù)裝置的正常工作。當(dāng)蓄電池進(jìn)展核對性放電時(shí)，因硅裝置為不行逆式，無法作為蓄電池的放電負(fù)載，蓄電池須在空母線的前提下另接電阻作負(fù)載進(jìn)展放電，而母線的倒閘操作較簡單，簡單消失錯(cuò)漏。

1.4絕緣監(jiān)察裝置動(dòng)作靈敏度低

老式直流系統(tǒng)屏采納電磁式絕緣監(jiān)察裝置反映直流系統(tǒng)的接地狀況。從茂名熱電廠多年的運(yùn)行狀況來看，該裝置能正確反映單極明顯的接地現(xiàn)象，但當(dāng)兩極的絕緣都下降時(shí)，卻不能精確反映。

2新直流屏的設(shè)計(jì)原則

茂名熱電廠為早期發(fā)電廠，機(jī)組掌握模式采納原蘇聯(lián)早期形式，即電氣系統(tǒng)采納集中掌握，60年月投運(yùn)的1號(hào)、2號(hào)機(jī)組，機(jī)、爐采納分散掌握，70年月的3號(hào)、4號(hào)機(jī)組，機(jī)、爐采納集中掌握。因此，對于現(xiàn)代機(jī)組一般采納的單元機(jī)組獨(dú)立的直流系統(tǒng)方式將無法實(shí)現(xiàn)，只能依據(jù)該廠的實(shí)際狀況，采納全廠統(tǒng)一布置的直流系統(tǒng)方式。

2.1接線方式

新的直流屏采納單母線分段的接線方式，兩組蓄電池經(jīng)聯(lián)絡(luò)刀開關(guān)進(jìn)展連接。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。

2.2屏上設(shè)備布置

做到簡潔清楚，電源(充電設(shè)備和蓄電池)、饋線、事故照明裝置布置于各自的屏上。帶有儀表及燈光信號(hào)的屏面，使用活動(dòng)門的型式。

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(dòng)跟蹤，保證直流母線的電壓質(zhì)量。當(dāng)蓄電池進(jìn)展核對性放電時(shí)，硅裝置工作于整流的逆變狀態(tài)，蓄電池不用另接電阻作為放電負(fù)載。

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，仍滿意直流系統(tǒng)的要求時(shí)，可暫不更換。

2.5絕緣監(jiān)察裝置和饋線開關(guān)

原則上選用90年月技術(shù)先進(jìn)、成熟牢靠的設(shè)備。例如，選用由CMOS集成電路組成的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(dòng)作發(fā)信。

3新直流系統(tǒng)屏的設(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。

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1h。對于汽輪機(jī)潤滑油泵，由于是高溫、高壓機(jī)組，故其事故計(jì)算時(shí)間為1.0h，直流潤滑油泵的K值取0.8，密封油泵的K值取0.7計(jì)算。沖擊負(fù)荷考慮為1臺(tái)最大合閘電流的斷路器合閘。

3.2蓄電池組的選擇

3.2.1按事故持續(xù)放電狀態(tài)選擇

tj=KkQsg/Isg=1.1×307Ah/306A=1.1h

式中tj——GGM型蓄電池假想時(shí)間，h；

Kk——牢靠因數(shù)，取1.1；

Qsg——事故負(fù)荷計(jì)算容量，Ah；

Isg——事故放電電流，A。

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=16.8A，則

Qe≥36Isg/Idj=(36×306/16.8)Ah=658Ah

式中Qe——蓄電池的10h放電容量，