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        660 MW機(jī)組直流及保安電源系統(tǒng)改造概述

        2022-05-26 15:52:56岳晉
        機(jī)電信息 2022年10期
        關(guān)鍵詞:充電機(jī)汽機(jī)保安

        摘 要:隨著目前我國(guó)火電機(jī)組逐漸向大容量、高參數(shù)方向發(fā)展,為了保證機(jī)組在全廠(chǎng)失電故障后能夠安全穩(wěn)定地停運(yùn),直流系統(tǒng)以及保安電源系統(tǒng)的可靠性就顯得越發(fā)重要?,F(xiàn)針對(duì)660 MW機(jī)組直流系統(tǒng)及保安系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性?xún)?yōu)化進(jìn)行詳細(xì)分析,旨在解決目前直流系統(tǒng)及保安系統(tǒng)可靠性方面的突出問(wèn)題。

        關(guān)鍵詞:660 MW機(jī)組;直流系統(tǒng);保安系統(tǒng)

        中圖分類(lèi)號(hào):TM621.6? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A? ? 文章編號(hào):1671-0797(2022)10-0004-04

        DOI:10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2022.10.002

        0? ? 引言

        同華電廠(chǎng)一期直流系統(tǒng),每臺(tái)機(jī)組設(shè)兩組110 V直流系統(tǒng)和一組220 V直流系統(tǒng),每組直流系統(tǒng)包括蓄電池組、蓄電池充電器、直流配電屏等。直流系統(tǒng)蓄電池采用閥控式密封鉛酸蓄電池,不設(shè)端電池,正常以浮充電方式運(yùn)行。每組110 V蓄電池采用單母線(xiàn),兩組110 V蓄電池直流配電母線(xiàn)間設(shè)有聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān);110 V直流系統(tǒng)對(duì)電氣和熱工的控制、信號(hào)、繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置等負(fù)荷供電。每組220 V蓄電池采用單母線(xiàn),兩臺(tái)機(jī)組的220 V蓄電池直流配電母線(xiàn)間設(shè)有聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān);220 V直流系統(tǒng)為機(jī)組的動(dòng)力、直流事故照明、交流不停電電源等負(fù)荷供電[1]。110 V、220 V直流饋線(xiàn)采用輻射狀供電方式,每組110 V、220 V直流系統(tǒng)主屏及分電屏均設(shè)置微機(jī)型直流接地監(jiān)測(cè)裝置,每組蓄電池設(shè)置蓄電池檢測(cè)裝置。

        正常情況下,由380 V廠(chǎng)用系統(tǒng)向充電器提供兩路交流輸入,經(jīng)切換后向充電器供電,充電器將交流電轉(zhuǎn)換為直流向直流母線(xiàn)供電,同時(shí)對(duì)蓄電池組進(jìn)行浮充電;廠(chǎng)用電失電后,改由蓄電池組向直流母線(xiàn)供電;廠(chǎng)用電恢復(fù)后,恢復(fù)正常工作狀態(tài),并通過(guò)主充電器給蓄電池進(jìn)行均衡充電。

        直流220 V系統(tǒng)由蓄電池組和充電器在直流母線(xiàn)上并列運(yùn)行,充電器除帶正常220 V母線(xiàn)上負(fù)荷外,同時(shí)對(duì)蓄電池組浮充電;#1、#2機(jī)220 V母線(xiàn)聯(lián)絡(luò)刀閘在斷開(kāi)位置,公用充電器處于良好備用狀態(tài)。直流110 V系統(tǒng)由蓄電池和充電器在直流母線(xiàn)上并列運(yùn)行,#1(#2)充電器除帶正常Ⅰ(Ⅱ)段母線(xiàn)上的負(fù)荷外,同時(shí)對(duì)#1(#2)蓄電池組浮充電;Ⅰ、Ⅱ母線(xiàn)分段運(yùn)行,聯(lián)絡(luò)刀閘在斷開(kāi)位置,公用充電器熱備用。#1、#2機(jī)組各配置一臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)組作為各機(jī)組保安MCC段的應(yīng)急備用電源;每臺(tái)機(jī)組有汽機(jī)保安MCC、鍋爐保安MCC和脫硫保安MCC、事故照明MCC母線(xiàn),每段保安MCC母線(xiàn)有兩路電源,即正常工作電源和保安電源;汽機(jī)保安MCC工作電源分別由汽機(jī)PCA、PCB段供電,鍋爐保安MCC工作電源分別由鍋爐PCA、PCB段供電,脫硫保安MCC工作電源由本機(jī)組脫硫PC段供電,事故照明MCC工作電源由照明PC段供電;正常運(yùn)行時(shí),各保安MCC段的工作電源處于合閘狀態(tài),保安負(fù)荷由工作電源供電;當(dāng)汽機(jī)保安MCC、鍋爐保安MCC失電后,柴油發(fā)電機(jī)自啟動(dòng)作為第三備用電源;在接到啟動(dòng)指令6 s內(nèi),達(dá)到額定轉(zhuǎn)速和額定空載電壓,合上柴油發(fā)電機(jī)出口開(kāi)關(guān),再次檢測(cè)確認(rèn)保安MCC母線(xiàn)失電后,跳開(kāi)失電保安MCC段母線(xiàn)的工作電源開(kāi)關(guān),聯(lián)鎖合上失電保安MCC段母線(xiàn)的備用電源開(kāi)關(guān),12 s內(nèi)即可滿(mǎn)載運(yùn)行;柴油發(fā)電機(jī)能滿(mǎn)足三次自啟動(dòng)功能,連續(xù)三次啟動(dòng)失敗則發(fā)出失敗信號(hào),并閉鎖自啟動(dòng)回路;當(dāng)全部失電保安MCC段母線(xiàn)工作電源恢復(fù)后,將柴油發(fā)電機(jī)停運(yùn),恢復(fù)保安MCC段母線(xiàn)正常供電[2]。

        1? ? 直流及保安電源系統(tǒng)改造

        1.1? ? 110 V直流Ⅰ、Ⅱ段母線(xiàn)電源改造

        110 V直流Ⅰ段母線(xiàn)新增一面充電柜供電,電源分別取自#2機(jī)鍋爐、汽機(jī)保安MCC段,互為備用。充電柜設(shè)有自動(dòng)切換裝置,正常運(yùn)行時(shí)兩路電源開(kāi)關(guān)在合閘狀態(tài),一路電源供電,另一路電源備用;原#1充電柜電源改為由35 kV站電源降壓至380 V后單路電源供電,目前暫保留原電源供電,待35 kV電源改造完成后整改。110 V #2、#3充電柜作為110 V直流Ⅱ段母線(xiàn)供電電源,其中一面充電柜電源分別取自#2機(jī)鍋爐、汽機(jī)保安MCC段,互為備用。充電柜設(shè)有自動(dòng)切換裝置,正常運(yùn)行時(shí)兩路電源開(kāi)關(guān)在合閘狀態(tài),一路電源供電,另一路電源備用;另一面充電柜電源改為由35 kV站電源降壓至380 V后單路電源供電,目前暫保留原電源供電,待35 kV電源改造完成后整改。

        改造后110 V直流Ⅰ、Ⅱ段母線(xiàn)電源分別由兩面充電柜電源可靠供電。直流雙電源切換裝置說(shuō)明:切換時(shí)間<0.5 ms;直流電壓切換門(mén)限值75%~80%;紋波系數(shù)<0.5;最大切換電流10/30/50/75 A;輸入電壓110 V(±20%);最大耐受電流4 425 A(50 Hz,半周波10 s);最大開(kāi)斷電流1 000 A/25次(阻性)。

        1.2? ? 220 V直流Ⅱ段母線(xiàn)電源改造

        220 V直流Ⅱ段母線(xiàn)新增一面充電柜供電,電源分別取自#2機(jī)鍋爐、汽機(jī)保安MCC段,互為備用。充電柜設(shè)有自動(dòng)切換裝置,正常運(yùn)行時(shí)兩路電源開(kāi)關(guān)在合閘狀態(tài),一路電源供電,另一路電源備用;原#2充電柜電源改為由35 kV站電源降壓至380 V后單路電源供電。

        1.3? ? #2機(jī)組保安系統(tǒng)控制電源改造

        由于汽機(jī)保安MCC段控制電源取自鍋爐380 V直流110 V分屏二控制柜內(nèi),在該控制柜內(nèi)加裝“直流雙電源切換裝置”,電源保留原設(shè)計(jì),即分別取自110 V直流Ⅰ、110 V直流Ⅱ段。正常運(yùn)行時(shí),兩路電源開(kāi)關(guān)在合閘狀態(tài),一路電源供電,另一路電源備用,保證重要負(fù)荷的控制電源可靠。事故保安MCC段控制電源改為由鍋爐380 V直流110 V分屏二控制柜電源供電,拆除原汽機(jī)380 V直流110 V分屏電源電纜。柴油發(fā)電機(jī)出口開(kāi)關(guān)控制電源,電源改為由鍋爐380 V直流110 V分屏二控制柜電源供電,拆除原汽機(jī)380 V直流110 V分屏電源電纜。

        1.4? ? UPS電源改造

        UPS主路電源改為由汽機(jī)保安MCC段供電,旁路直流電源及檢修旁路電源保持原設(shè)計(jì)。

        1.5? ? 柴油發(fā)電機(jī)控制回路

        1.5.1? ? 存在問(wèn)題

        目前同華電廠(chǎng)共計(jì)2臺(tái)1 250 kW康明斯柴油發(fā)電機(jī)組,分別用于2臺(tái)機(jī)組保安電源,在直流110 V控制電源消失后,柴油發(fā)電機(jī)出口開(kāi)關(guān)跳閘,不能保持。

        原因:無(wú)論快切裝置還是DCS啟動(dòng)柴油機(jī)后,K5動(dòng)作并保持,開(kāi)接點(diǎn)閉合后,柴油發(fā)電機(jī)啟動(dòng)??刂齐娫匆坏┦щ?,K5返回,柴油機(jī)停機(jī)。柴油發(fā)電機(jī)二次回路改造前二次圖如圖1所示。

        1.5.2? ? 整改方案

        無(wú)論快切裝置還是DCS啟動(dòng)柴油機(jī)后,K5雙位置繼電器V1線(xiàn)圈得電,K51-1接點(diǎn)自保持,K51-2啟動(dòng)柴油發(fā)電機(jī),待柴油發(fā)電機(jī)建立電壓,K6動(dòng)作,K2動(dòng)作,出口開(kāi)關(guān)合閘,并用開(kāi)關(guān)輔助觸Q1再次可靠保持柴油發(fā)電機(jī)運(yùn)行。只有DCS指令停止柴油機(jī),使雙位置繼電器V2線(xiàn)圈得電,K52觸點(diǎn)跳開(kāi)出口開(kāi)關(guān),K51-2返回,開(kāi)關(guān)輔助觸Q1返回,停止柴油機(jī)運(yùn)行。柴油發(fā)電機(jī)二次回路改造后二次圖如圖2所示。

        1.6? ? 直流油泵控制柜

        1.6.1? ? 存在問(wèn)題

        我廠(chǎng)2臺(tái)機(jī)組共計(jì)6臺(tái)直流油泵,采用傳統(tǒng)的直流接觸器控制方式,動(dòng)力電源DC220 V,控制電源DC110 V,原設(shè)計(jì)沒(méi)有保持回路,致使直流110 kV控制電源消失后,直流接觸器返回,不能保持。

        1.6.2? ? 整改方案

        將原有直流潤(rùn)滑油泵、空側(cè)直流密封油泵、氫側(cè)直流密封油泵6臺(tái)控制箱,更換為智能型與傳統(tǒng)型相結(jié)合的直流油泵控制,控制電源由交流220 V電源供電,原110 V直流電源電纜接線(xiàn)拆除。

        2? ? 110 V直流改造后試驗(yàn)結(jié)果分析

        為了驗(yàn)證110 V直流Ⅰ、Ⅱ段及充電機(jī)的運(yùn)行可靠性,10月25日前夜班,利用#2機(jī)組電網(wǎng)調(diào)停時(shí)間,聯(lián)系電氣檢修配合進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)操作。試驗(yàn)前狀態(tài)如表1所示。

        試驗(yàn)操作步驟:

        (1)斷開(kāi)110 V直流Ⅰ段蓄電池組出口開(kāi)關(guān)QF13(各參數(shù)無(wú)變化),合上聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)QF14。

        試驗(yàn)現(xiàn)象:110 V直流Ⅰ、Ⅱ段的4臺(tái)充電機(jī)分擔(dān)負(fù)荷電流正常,如表2所示。

        (2)繼續(xù)斷開(kāi)110 V直流Ⅰ段#1充電機(jī)直流輸出開(kāi)關(guān)QF11。

        試驗(yàn)現(xiàn)象:110 V直流Ⅰ段的#2充電機(jī)、110 V直流Ⅱ段的兩臺(tái)充電機(jī)分擔(dān)負(fù)荷電流正常,如表3所示。

        (3)合上110 V直流Ⅰ段#1充電機(jī)直流輸出開(kāi)關(guān)QF11。

        試驗(yàn)現(xiàn)象:各參數(shù)維持第二步試驗(yàn)結(jié)果無(wú)變化,110 V直流Ⅰ段的#1充電機(jī)無(wú)輸出電流,該充電機(jī)的5個(gè)充電模塊顯示電壓115 V,如表4所示。

        (4)手動(dòng)將110 V直流Ⅰ段的#1充電機(jī)浮充電方式改為均充方式后,110 V直流Ⅰ段的#1充電機(jī)輸出電流正常。斷開(kāi)110 V直流Ⅰ段#1充電機(jī)交流輸入開(kāi)關(guān)1ZKK(各參數(shù)變化與步驟2一致),并斷開(kāi)聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)QF14。

        試驗(yàn)現(xiàn)象:110 V直流Ⅰ段的#2充電機(jī)分擔(dān)直流Ⅰ段負(fù)荷電流、110 V直流Ⅱ段的兩臺(tái)充電機(jī)分擔(dān)直流Ⅱ段負(fù)荷電流正常,如表5所示。

        (5)合上110 V直流Ⅰ段#1充電機(jī)交流輸入開(kāi)關(guān)1ZKK。

        試驗(yàn)現(xiàn)象:各參數(shù)維持第4步試驗(yàn)結(jié)果無(wú)變化,110 V直流Ⅰ段的#1充電機(jī)無(wú)輸出電流,該充電機(jī)的5個(gè)充電模塊顯示電壓115 V,如表6所示。

        手動(dòng)將110 V直流Ⅰ段的#1充電機(jī)浮充電方式改為均充方式后,110 V直流Ⅰ段的#1充電機(jī)輸出電流正常。

        (6)合上110 V直流Ⅰ段蓄電池組出口開(kāi)關(guān)QF13,110 V直流Ⅰ、Ⅱ段的4臺(tái)充電機(jī)各參數(shù)維持試驗(yàn)前參數(shù)。

        (7)再次斷開(kāi)110 V直流Ⅰ段#1充電機(jī)直流輸出開(kāi)關(guān)QF11。

        試驗(yàn)現(xiàn)象:110 V直流Ⅰ段的#2充電機(jī)分擔(dān)直流Ⅰ段負(fù)荷電流正常、110 V直流Ⅱ段的兩臺(tái)充電機(jī)負(fù)荷電流無(wú)變化,如表7所示。

        (8)合上110 V直流Ⅰ段#1充電機(jī)直流輸出開(kāi)關(guān)QF11。

        試驗(yàn)現(xiàn)象:110 V直流Ⅰ段#1充電機(jī)接帶負(fù)荷電流正常(注:只有蓄電池未退出運(yùn)行時(shí),任一充電機(jī)停、送電操作后均能正常接帶負(fù)荷電流,否則需將充電機(jī)充電方式設(shè)為均充,提高充電機(jī)輸出電壓,方可接帶負(fù)荷電流;接帶正常后設(shè)回浮充電方式)。

        按上述操作步驟做110 V直流Ⅱ段試驗(yàn),試驗(yàn)現(xiàn)象相同。

        3? ? 結(jié)語(yǔ)

        直流110 V改造前系統(tǒng)抗干擾能力很低,通過(guò)改造可以大大增強(qiáng)直流系統(tǒng)以及保安電源系統(tǒng)的抗干擾能力,能夠保證在發(fā)生全廠(chǎng)失電的極端情況下系統(tǒng)仍能安全穩(wěn)定運(yùn)行。

        [參考文獻(xiàn)]

        [1] 晉控電力同華發(fā)電660 MW機(jī)組集控運(yùn)行輔機(jī)規(guī)程[Z].

        [2] 晉控電力同華發(fā)電660 MW機(jī)組集控運(yùn)行規(guī)程[Z].

        收稿日期:2022-02-15

        作者簡(jiǎn)介:岳晉(1985—),男,山西壽陽(yáng)人,助理工程師,技師,研究方向:660 MW火電機(jī)組集控運(yùn)行。

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