茂名熱電廠直流系統(tǒng)屏更新改造設(shè)計方案淺析摘要茂名熱熱電廠原用的的老式直流系系統(tǒng)屏存在結(jié)結(jié)線復(fù)雜、維維護困難、工工作可靠性差差及配置不合合理的問題，機組控控制模式既有有集中控制，又又有分散控制制。在改造中中，根據(jù)實際際情況，采用用了全廠統(tǒng)一一布置的直流流系統(tǒng)方式，并并通過分析、計算，對蓄電電池組、充電電設(shè)備等進行行了更新。運運行情況說明明改造達到了了設(shè)計要求，且且安全可靠，維維護方便。1老式直流系系統(tǒng)屏存在的的缺點茂名熱電廠廠原用的直流流系統(tǒng)屏為老老式直流系統(tǒng)統(tǒng)屏(同一屏為雙雙母線結(jié)線，采采用直流發(fā)電電機及硅充電電裝置)。從超過30a的運行情況況來看，主要要存在的缺點點或不足之處處如下。1.1雙工作作母線結(jié)線布布置復(fù)雜因直流屏采采用雙工作母母線結(jié)線，6根直流母線線水平布置于于屏頂上(根據(jù)控制、信信號音響的需需要，直流母母線上還設(shè)有有8根小母線)。在同一塊塊屏上，有兩兩組母線的饋饋線回路或電電源與饋線回回路相混合布布置。當設(shè)備備出現(xiàn)接觸不不良等缺陷時時，往往因結(jié)結(jié)線復(fù)雜和設(shè)設(shè)備間距小，而而使缺陷難以以處理。1.2儀表和和燈光信號難難以維護老式的直流流屏，其屏的的正面都不采采用活動門的的型式。這樣樣，裝于屏面面上的儀表、信信號燈等設(shè)備備，往往損壞壞后不能更換換。1.3直流發(fā)發(fā)電機維護工工作量和耗能能大茂名熱電廠廠原使用同軸軸電動直流發(fā)發(fā)電機組及GVA型硅整流裝裝置擔負直流流系統(tǒng)經(jīng)常負負荷及作為蓄蓄電池的核對對性充電設(shè)備備。配有1臺Z2-17，15kW的直流發(fā)電電機，由J2-622-4，17kW的電動機帶帶動，當直流流電機持續(xù)運運行時，電動動機月耗電量量約12MWWh，影響節(jié)能降耗耗，且整流子子碳刷易冒火火花，需經(jīng)常常維護。當使使用GVA型硅充電裝裝置擔負直流流系統(tǒng)的經(jīng)常常負荷時，由由于硅整流裝裝置不能自動動調(diào)節(jié)輸出，直直流系統(tǒng)負荷荷突變時(如汽機啟動動直流油泵)，若不及時時調(diào)整硅裝置置的輸出，將將會導(dǎo)致母線線電壓偏低，致致使蓄電池過過放電，嚴重重時影響繼電電保護裝置的的正常工作。當當蓄電池進行行核對性放電電時，因硅裝裝置為不可逆逆式，無法作作為蓄電池的的放電負載，蓄蓄電池須在空空母線的前提提下另接電阻阻作負載進行行放電，而母母線的倒閘操操作較復(fù)雜，容容易出現(xiàn)錯漏漏。1.4絕緣監(jiān)監(jiān)察裝置動作作靈敏度低老式直流系系統(tǒng)屏采用電電磁式絕緣監(jiān)監(jiān)察裝置反映映直流系統(tǒng)的的接地狀況。從從茂名熱電廠廠多年的運行行情況來看，該該裝置能正確確反映單極明明顯的接地現(xiàn)現(xiàn)象，但當兩兩極的絕緣都都下降時，卻卻不能準確反反映。2新直流屏的的設(shè)計原則茂名熱電廠廠為早期發(fā)電電廠，機組控控制模式采用用原蘇聯(lián)早期期形式，即電電氣系統(tǒng)采用用集中控制，60年代投運的1號、2號機組，機機、爐采用分分散控制，70年代的3號、4號機組，機機、爐采用集集中控制。因因此，對于現(xiàn)現(xiàn)代機組普通通采用的單元元機組獨立的的直流系統(tǒng)方方式將無法實實現(xiàn)，只能根根據(jù)該廠的實實際情況，采采用全廠統(tǒng)一一布置的直流流系統(tǒng)方式。2.1接線方方式新的直流屏屏采用單母線線分段的接線線方式，兩組組蓄電池經(jīng)聯(lián)聯(lián)絡(luò)刀開關(guān)進進行連接。為為防止兩組蓄蓄電池并列運運行，聯(lián)絡(luò)刀刀開關(guān)與蓄電電池電源刀開開關(guān)之間應(yīng)設(shè)設(shè)有閉鎖措施施。2.2屏上設(shè)設(shè)備布置做到簡單清清晰，電源(充電設(shè)備和和蓄電池)、饋線、事事故照明裝置置布置于各自自的屏上。帶帶有儀表及燈燈光信號的屏屏面，使用活活動門的型式式。2.3充電裝裝置選用可控可可逆式硅充裝裝置，實行負負荷自動跟蹤蹤，保證直流流母線的電壓壓質(zhì)量。當蓄蓄電池進行核核對性放電時時，硅裝置工工作于整流的的逆變狀態(tài)，蓄蓄電池不用另另接電阻作為為放電負載。2.4蓄電池池組原則上選用用免維護密封封式蓄電池，當當原GGM-8800型蓄電池組組經(jīng)校驗后，仍仍滿足直流系系統(tǒng)的要求時時，可暫不更更換。2.5絕緣監(jiān)監(jiān)察裝置和饋饋線開關(guān)原則上選用用90年代技術(shù)先先進、成熟可可靠的設(shè)備。例例如，選用由由CMOS集成電路組組成的ZJJ-1型絕緣監(jiān)察察裝置，該裝裝置在直流兩兩極絕緣均等等下降時都能能正確動作發(fā)發(fā)信。3新直流系統(tǒng)統(tǒng)屏的設(shè)備選選型3.1直流系系統(tǒng)負荷經(jīng)統(tǒng)計，直直流系統(tǒng)各類類負荷如表1。因茂名熱電電廠為中型火火力發(fā)電廠，且且與系統(tǒng)相連連，所以蓄電電池事故放電電時間考慮為為1h。對于汽輪輪機潤滑油泵泵，因為是高高溫、高壓機機組，故其事事故計算時間間為1.0h，直流潤滑滑油泵的K值取0.8，密封油泵泵的K值取0.7計算。沖擊擊負荷考慮為為1臺最大合閘閘電流的斷路路器合閘。3.2蓄電池池組的選擇3.2.1按按事故持續(xù)放放電狀態(tài)選擇擇tj=KkQssg/Isgg=1.1××307AAh/3066A=1..1h式中tj——GGM型蓄電池假假想時間，h；Kk——可靠因數(shù)，取取1.1；Qsg——事故負荷計計算容量，Ah；Isg——事故放電電電流，A。查《電電力工程設(shè)計計手冊》(西北電力設(shè)設(shè)計院、東北北電力設(shè)計院院主編)中P769曲線表，得Idj=116.8AA，則Qe≥36Isgg/Idj==(36×3306/166.8)Ahh=658Ah式中Qe——蓄電池的10h放電容量，Ah；Idj——單位容量蓄蓄電池在放電電假想時間內(nèi)內(nèi)所允許的放放電電流，A。選用720AAh的蓄電池即即可。原選用用的蓄電池為為GGM-8800型可滿足要要求。3.2.2按最大沖沖擊電流選擇擇Qe≥0.78((Isg+IIch)=［0.78××(306++235)］Ah=4422Ahh根據(jù)計計算結(jié)果，蓄蓄電池的容量量按事故持續(xù)續(xù)放電狀態(tài)下下計算選擇。原原運行的GGM-8800型蓄電池組組仍滿足負荷荷的要求。3.2.3直直流電壓水平平校驗(以GGM-8800型為例)a)按事故故放電初期，蓄蓄電池突然承承受放電電流流的電壓水平平驗算：Kcho==Iso/CC10=6009A/8800Ahh=0.766h-1式中Kcho——單位容量蓄蓄電池放電初初期放電系數(shù)數(shù)，h-1。查GGM型蓄電池短短時沖擊放電電曲線表得：：表1直流系統(tǒng)統(tǒng)各類負荷負荷名稱計算容量/kWW經(jīng)常負荷/A(事故負荷)//(初期Iso/A持續(xù)Is/A沖擊Ich/A)事故時間/h事故放電容量//Ah經(jīng)常負荷7.2333333—133事故照明25—114×0.66114×0.66—168通信備用電源3—14×0.514×0.5—17熱工備用電源3—14×0.514×0.5—17直流潤滑油泵80×0.8—728×0.55291×0.55—1146直流密封油泵20.1×0..7—260×0.5591×0.5—1146斷路器合閘電流流————235——合計—33609306235—307Kcho=0..76h--1時，Ucho==1.86V，則直流母母線電壓為N.Uchho=1066×1.866V=1997.16V＞0.85UUe式中Ucho——單位容量電電池沖擊負荷荷初期端電壓壓，V；N——浮充電池個個數(shù)；Ue——直流母線額額定電壓，V。b)按事故放電電末期，蓄電電池再承受沖沖擊負荷時的的電壓驗算：：Km=Iss/C10==306AA/800Ah=0..38h--1Kchmm=Ich//C10=2235A//800AAh=0.229h-11式中Km——單位容量蓄蓄電池持續(xù)放放電系數(shù)，h-1；Kchm——單位容量蓄蓄電池沖擊放放電末期放電電系數(shù)，h-1。查有關(guān)曲曲線得Uchm==1.72V，則直流母母線電壓為N.Uchhm=1066×1.722V=1882.32V0.800Ue＜N.Uchhm＜0.85Ue式中Uchm——單位容量蓄蓄電池沖擊負負荷末期端電電壓，V。從計算結(jié)果果來看，選取取蓄電池為800AAh時，按事故故放電的末期期，蓄電池再再承受沖擊負負荷時，母線線電壓為182.332V，能滿足斷斷路器的合閘閘電壓要求，但但難以滿足直直流油泵的運運行要求(直流油泵運運行允許電壓壓范圍為(-10%～+10%))Ue間)。蓄電池的的容量應(yīng)選大大一級為宜，即C10=1000Ah。但上述校驗為運行中的極端情況，運行中出現(xiàn)的概率極少，當出現(xiàn)時可通過調(diào)整蓄電池組的放電個數(shù)來滿足直流油泵的運行。故原選用的GGM-800型蓄電池可滿足要求。但原用的GGM-800型Ⅰ、Ⅱ組蓄電池運行時間已達10a以上，受蓄電池自放電、過放電及電極純化等影響，蓄電池陰、陽極板脫落滲液嚴重，電池難以滿足充電，可靠性大大降低。因此，利用改造機會將Ⅰ、Ⅱ組蓄電池更換為英國進口的VH34-1000型免維護蓄電池。3.2.4蓄蓄電池的個數(shù)數(shù)蓄電池個數(shù)數(shù)為：N=2300/1.855=124，其中基本本電池數(shù)為88個，端電池池數(shù)為36個。3.3充電設(shè)設(shè)備的選擇3.3.1核核對性充電設(shè)設(shè)備3.3.1.11充電設(shè)備備的額定電流流a)按事故故放電后進行行充電的要求求選擇充電設(shè)設(shè)備，計算公公式為：Ic=1..1Qsg//t+Ijcc=1.1××307AAh/12h+33AA=61AA式中Ijc——浮充電設(shè)備備的工作電流流，A；Ic——充電設(shè)備應(yīng)應(yīng)具備的輸出出電流，A。b)考慮核對性性充放電，按按最大充電電電流選擇，Ic=0..1Qe+IIjc=(00.1×8000+33))A=1133A故充電設(shè)備備的額定輸出出電流應(yīng)大于于113A。3.3.1.22充電設(shè)備備的輸出電壓壓范圍對有端電池池的直流系統(tǒng)統(tǒng)，充電設(shè)備備的電壓應(yīng)滿滿足蓄電池充充電末期的電電壓選擇。即即：Uc=N××Ucm=1124×2..4V=2297.6V式中Uc——充電設(shè)備輸輸出電壓，V；Ucm——蓄電池滿充充電端電壓，V。取最最大一級，即即360V。充電電設(shè)備容量：：Pc=IccUcm=1113A××360VV=41kkW。不考慮選用用直流發(fā)電機機，應(yīng)選用的的硅整流裝置置為KGCfAA-150//360，則額定輸輸出電流為150A，最高輸出出電壓為360V。3.3.2浮浮充電設(shè)備浮充電設(shè)備備持續(xù)負荷電電流Ifc為Ifc=00.0042Qe+IIjc=(00.0042×10000+333)A=377.2A浮充電電設(shè)備正常工工作容量Pfc為Pfc=IIfcUcmm=37.22A×3660V=114kW按核對對性充電設(shè)備備選得的KGCfAA-150//360可滿足蓄電電池浮充電要要求。4結(jié)束語通過分析茂茂名熱電廠老老式直流系統(tǒng)統(tǒng)