茂名热电厂直流系统屏更新改造设计方案

摘要：茂名热电厂原用之直流系统屏为老式直流系统屏(同一屏为双母线结线，采用直流发电机及硅充电装置)[阳光电子学校维修专家友情提示]。从超过30 a之运行情况来看，主要存在之缺点或不足之处如下......
关键词：热电厂 直流系统屏 更新改造 设计方案浅析

1　老式直流系统屏存在之缺点

　　茂名热电厂原用之直流系统屏为老式直流系统屏(同一屏为双母线结线，采用直流发电机及硅充电装置)[阳光电子学校维修专家友情提示]。从超过30 a之运行情况来看，主要存在之缺点或不足之处如下[阳光电子学校维修专家友情提示]。

1.1　双工作母线结线布置复杂

　　因直流屏采用双工作母线结线，6根直流母线水平布置于屏顶上(根据控制、信号音响之需要，直流母线上还设有8根小母线)[阳光电子学校维修专家友情提示]。在同一块屏上，有两组母线之馈线回路或电源与馈线回路相混合布置[阳光电子学校维修专家友情提示]。当设备出现接触不良等缺陷时，往往因结线复杂和设备间距小，而使缺陷难以处理[阳光电子学校维修专家友情提示]。

1.2　仪表和灯光信号难以维护

　　老式之直流屏，其屏之正面都不采用活动门之型式[阳光电子学校维修专家友情提示]。这样，装于屏面上之仪表、信号灯等设备，往往损坏后不能更换[阳光电子学校维修专家友情提示]。

1.3　直流发电机维护工作量和耗能大

　　茂名热电厂原使用同轴电动直流发电机组及GVA型硅整流装置担负直流系统经常负荷及作为蓄电池之核对性充电设备[阳光电子学校维修专家友情提示]。配有1台Z2-17，15 kW之直流发电机，由J2-62-4，17 kW之电动机带动，当直流电机持续运行时，电动机月耗电量约12 MWh，影响节能降耗，且整流子碳刷易冒火花，需经常维护[阳光电子学校维修专家友情提示]。当使用GVA型硅充电装置担负直流系统之经常负荷时，由于硅整流装置不能自动调节输出，直流系统负荷突变时(如汽机启动直流油泵)，若不及时调整硅装置之输出，将会导致母线电压偏低，致使蓄电池过放电，严重时影响继电保护装置之正常工作[阳光电子学校维修专家友情提示]。当蓄电池进行核对性放电时，因硅装置为不可逆式，无法作为蓄电池之放电负载，蓄电池须在空母线之前提下另接电阻作负载进行放电，而母线之倒闸操作较复杂，容易出现错漏[阳光电子学校维修专家友情提示]。

1.4　绝缘监察装置动作灵敏度低

　　老式直流系统屏采用电磁式绝缘监察装置反映直流系统之接地状况[阳光电子学校维修专家友情提示]。从茂名热电厂多年之运行情况来看，该装置能正确反映单极明显之接地现象，但当两极之绝缘都下降时，却不能准确反映[阳光电子学校维修专家友情提示]。

2　新直流屏之设计原则

　　茂名热电厂为早期发电厂，机组控制模式采用原苏联早期形式，即电气系统采用集中控制，60年代投运之1号、2号机组，机、炉采用分散控制，70年代之3号、4号机组，机、炉采用集中控制[阳光电子学校维修专家友情提示]。因此，对于现代机组普通采用之单元机组独立之直流系统方式将无法实现，只能根据该厂之实际情况，采用全厂统一布置之直流系统方式[阳光电子学校维修专家友情提示]。

2.1　接线方式

　　新之直流屏采用单母线分段之接线方式，两组蓄电池经联络刀开关进行连接[阳光电子学校维修专家友情提示]。为防止两组蓄电池并列运行，联络刀开关与蓄电池电源刀开关之间应设有闭锁措施[阳光电子学校维修专家友情提示]。

2.2　屏上设备布置

　　做到简单清晰，电源(充电设备和蓄电池)、馈线、事故照明装置布置于各自之屏上[阳光电子学校维修专家友情提示]。带有仪表及灯光信号之屏面，使用活动门之型式[阳光电子学校维修专家友情提示]。

2.3　充电装置

　　选用可控可逆式硅充装置，实行负荷自动跟踪，保证直流母线之电压质量[阳光电子学校维修专家友情提示]。当蓄电池进行核对性放电时，硅装置工作于整流之逆变状态，蓄电池不用另接电阻作为放电负载[阳光电子学校维修专家友情提示]。

2.4　蓄电池组

　　原则上选用免维护密封式蓄电池，当原GGM-800型蓄电池组经校验后，仍满足直流系统之要求时，可暂不更换[阳光电子学校维修专家友情提示]。

2.5　绝缘监察装置和馈线开关

　　原则上选用90年代技术先进、成熟可靠之设备[阳光电子学校维修专家友情提示]。例如，选用由CMOS集成电路组成之ZJJ-1型绝缘监察装置，该装置在直流两极绝缘均等下降时都能正确动作发信[阳光电子学校维修专家友情提示]。

3　新直流系统屏之设备选型

3.1　直流系统负荷

　　经统计，直流系统各类负荷如表1[阳光电子学校维修专家友情提示]。

　　因茂名热电厂为中型火力发电厂，且与系统相连，所以蓄电池事故放电时间考虑为1 h[阳光电子学校维修专家友情提示]。对于汽轮机润滑油泵，因为是高温、高压机组，故其事故计算时间为1.0 h，直流润滑油泵之K值取0.8，密封油泵之K值取0.7计算[阳光电子学校维修专家友情提示]。冲击负荷考虑为1台 大合闸电流之断路器合闸[阳光电子学校维修专家友情提示]。

3.2　蓄电池组之选择

3.2.1按事故持续放电状态选择

tj=KkQsg/Isg=1.1×307 Ah/306 A=1.1 h

式中　tj——GGM型蓄电池假想时间，h；
Kk——可靠因数，取1.1；
Qsg——事故负荷计算容量，Ah；
Isg——事故放电电流，A[阳光电子学校维修专家友情提示]。
　　 查《电力工程设计手册》(西北电力设计院、东北电力设计院主编)中P769曲线表，得Idj=16.8 A，则

Qe≥36Isg/Idj=(36×306/16.8)Ah=658 Ah

式中　Qe——蓄电池之10 h放电容量，Ah；
Idj——单位容量蓄电池在放电假想时间内所允许之放电电流，A[阳光电子学校维修专家友情提示]。
　　 选用720 Ah之蓄电池即可[阳光电子学校维修专家友情提示]。原选用之蓄电池为GGM-800型可满足要求[阳光电子学校维修专家友情提示]。
3.2.2按 大冲击电流选择

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

　　根据计算结果，蓄电池之容量按事故持续放电状态下计算选择[阳光电子学校维修专家友情提示]。原运行之GGM-800型蓄电池组仍满足负荷之要求[阳光电子学校维修专家友情提示]。

3.2.3直流电压水平校验(以GGM-800型为例)

a)按事故放电初期，蓄电池突然承受放电电流之电压水平验算：

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

式中　Kcho——单位容量蓄电池放电初期放电系数，h-1[阳光电子学校维修专家友情提示]。
　　 查GGM型蓄电池短时冲击放电曲线表得：

表1　直流系统各类负荷

负荷名称计算容量
/kW 经常负荷
/A (事故负荷)/(初期Iso/A持续Is/A冲击Ich/A) 事故时间
/h 事故放电
容量/Ah
经常负荷 7.2 33 33 33 — 1 33
事故照明 25 — 114×0.6 114×0.6 — 1 68
通信备用电源 3 — 14×0.5 14×0.5 — 1 7
热工备用电源 3 — 14×0.5 14×0.5 — 1 7
直流润滑油泵 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
断路器合闸电流 — — — — 235 — —
合计 — 33 609 306 235 — 307

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