火电厂直流系统电源改造.pdf

第8卷 2006年第9期电力安全技术 J 技 术 改 造 is h u g a iza o 火电厂直流系统电源改造 邓松涛， 马 伟 国电红雁池发电 有限公司， 新疆 乌普木齐 830047 〔 摘要〕 所取得的效果。 情况。 . 〔 关键词〕 针对国电红雁池发电 厂直流系统长时间存在的问题， 分析直流系统改造的必要性和改造后 介绍了 改造后的直流系统电源的配置、性能特点及其各部分的作用和在改造过程中的改进 直流系统; 电源; 改造 国电红雁池发电厂始建于70年代， 共有9台机 组，由于设计原因， 其中8台发电机及电厂升压站 和全厂辅助设备共同使用1套直流系统， 其设备均 采取传统的相控可控硅电源， 馈电输出32路合闸， 27路控制， 直流回路负荷点多， 回路复杂。 经过近 30 年的运行，发现系统已不能满足安全生产的要 求。 流线路出现绝缘降低时不能自 动报警， 没有自 动接 地选线装置。 发生直流接地时运行人员只能盲目 地 逐路取送直流电源寻找接地点， 停电 面积大、 时间 长，影响主设备的安全运行。 1 存在的问题 1 微机保护和自 动装置的应用， 对直流电源 提出了越来越高的要求， 原有的直流设备存在效率 低、纹波系数大、稳压与稳流精度不高等问题，已 远远不能满足电气仪器仪表、 继电保护和自 动化设 备对直流电源质量的要求。 2 直流馈电 屏老化严重， 转换开关切换失灵。 2组直流馈电 屏只能按固定运行方式分段运行， 而 不能按原设计要求灵活转换操作。另外，由于多次 设备治理改造， 随意取用直流电 源， 使一个切换开 关带多路负荷且2组直流馈电屏负载分配不均， 从 而造成馈电屏转换开关过负荷发热严重， 系统无法 合环运行。 3 直流系统馈电 输出部分原设计全部采用熔 断器，但熔断器在运行中暴露出熔断特性不稳定、 误差大的缺点。当末级电源出线发生短路，因熔丝 熔断时间长、 误差大， 会导致停电范围扩大， 给电 厂整个系统的安全带来一定的威胁。 4 直流系统的蓄电池管理自 动化程度不高， 不能根据蓄电池容量变化进行有效的检测并实时转 换充电状态; 充电装置输出到蓄电池组的电 压不稳 定， 造成蓄电池端电压尤其是浮充电压偏低， 蓄电 池长期处于欠充状态， 严重影响了蓄电池的使用寿 命。 5 直流系统绝缘监测装置功能不完善，当直 2改造方案 针对直流系统存在的问 题， 该厂于2004年对原 直流系统进行了彻底改造。由于该厂是新疆电网主 力电厂， 如果在改造过程中出现各支路的直流电源 中断或短路、 接地， 都将导致发电 设备误动和拒动， 甚至会造成新疆主电网的瓦解。 为了保证直流系统 改造时不让所有运行设备停电 及直流系统中断， 在 施工前制定了详细的技术措施。 1 充分做好改造过程中的事故预想， 合理安 排好机组运行方式。 2 考虑到大多数电缆长度不够及绝缘老化等 问题， 为了在改造中节省施工时间， 将存在问题的 电缆进行提前更换。 3 采用加装临时电 源的方法。在设备订货时 要求生产厂家提供2组技术条件一致的直流电源屏， 其中一组作为施工临时电源， 在施工前将直流电源 屏调试正常后接人蓄电池。 对单电源供电的设备就 近引一路电源， 实现双电源供电。 对双电 源供电的 设备认真检查解环点联络是否可靠。 在确认所有设 备的两路电源都可以正常切换后， 将所有负荷接到 临时电源上。 拆除旧的直流系统， 安装调试新直流 系统， 确认系统一切正常后， 再将所有负荷按平均 分配的原则， 从临时电源屏接到新的工作电源屏上。 3 直流系统设备配置 根电 力系统25项反措和火电 厂安全性评价要 求， 在设备选型时采用目 前较为先进的微机化管理 且操作灵活的高频开关充电 模块和快速直流空气开 _33_ J 技 术 改 造 is h u g a iz a o 电力安全技术第8卷 2006年第9期 关。 3.1 高频开关充电 模块 输出电 压纹波系数小于0.5， 稳压误差不大于 0.5，稳流误差不大于0.5，均流误差 3。以 上技术性能指标减少了纹波对自 动装置和继电保护 装置的干扰， 同时避免了蓄电 池脉动充放电的发生， 有效延长蓄电池寿命。 3.2微机监控系统 智能化的微机监控系统是整个直流系统的控 制、管理核心。以前的直流系统监控装置仅仅能够 监测系统的电 压、电流和充电 状况， 不能对系统中 各功能单元和蓄电池进行有效的自 动监测和控制。 本次改造中， 直流系统的微机监控装置采用以微处 理器为核心的模块化设计、 集散式监控系统， 对交 流配电、 直流馈电、 整流模块和蓄电池组实施全方 位的监控和控制，其主要功能特点有 1 监测双路交流供电电压和交流接触器状 态，当一路电源掉电、电网电 压过高或过低、电源 三相不平衡时， 自 动将系统供电 切换到另一路运行， 并发出声光报警信号。 2 检测整流模块的输出电流和故障状态， 实 现整流模块自 动均分负载，自 动实现整流模块的开 关和蓄电池均浮充转换。 3 监测各直流馈电输出的电 压、电流， 各馈 电输出开关状态、 熔断器状态、绝缘状态和降压单 元状态，当发生异常情况时发出声光报警。 4 根据设定的充电参数，实时调整整流模块 的充电方式、充电电流，自 动地完成蓄电池的精确 管理及控制。 5 具有电 池温度补偿功能， 根据环境温度的 变化自 动调整充电电 压， 保障电池处于最佳工作状 态，延长电池使用寿命。 6 具有RS2犯串行通讯接口 功能，可与电 力 自 动化系统对接，实现电源系统 “ 遥信、遥测、遥 控、遥调”的4遥功能。在调度中心的控制与操作 下，可全面实现直流电源柜的无人值守。 3.3自 动调压装置 控制母线采用传统的硅链降压，5V为一级降 压，根据该厂的实际情况共设7级调节范围，当合 闸母线的电 压波动时， 调压装置自 动调整控制母线 电压，调整速度快，过冲小于5. 3.4微机型蓄电 池在线监测仪 在线监测蓄电池的内部电阻、电势和剩余容 量， 可将单体电池或单组电池的浮充电压、充放电 曲线以及电池内阻上报， 在运行状态出现异常时及 时报警调整， 延长蓄电池组寿命， 确保直流系统的 运行安全。 3.5馈出回路 采用专用直流空气断路器快速切除故障， 根据 负荷情况配置不同容量的直流断路器， 以保证回路 的选择性; 同时带有报警接点， 送至监控系统便于 运行人员监视维护。因此，除蓄电池和充电装置输 出用熔断器外， 馈线输出选用GM 型直流空气断路 器。 直流空气断路器为插人式结构， 检修时有明显 断开距离。 3.6绝缘监测装置 绝缘监测仪选用2种工作状态 常规巡检和支 路巡检。 在常规监测状态下绝缘仪实时监测正、负 母线对地绝缘， 并与设定值比较， 当检测到电阻小 于设定值时， 发绝缘故障报警， 并自 动进入支路巡 检状态， 找出发生绝缘下降的支路。另外，由于绝 缘监测仪只能查找支路绝缘故障， 不能反映支路所 带设备绝缘的具体情况， 为了便于运行人员快速查 找回路绝缘故障， 又加装了一套手动绝缘监测装置， 两套装置配合使用取长补短， 使查找故障速度大为 提高。 正常运行时两组直流检测仪监视各段母线电 压并选择各支路总电源的绝缘情况， 当支路所带设 备出现接地时， 运行人员只需将手动接地电 压表切 换到相应母线取送电 源保险就能快速查出故障设备。 考虑到蓄电池长期在浮充电方式下运行， 极板 硫酸结晶， 堵塞极板微孔， 会使电 池容量下降。核 对性充放电 试验可以 使电 池活化， 容量得到恢复， 使 用寿命延长， 本着修旧利废的原则， 将1台旧直流电 机进行了改造， 使它成为大电流充电电源和放电负 载，可以定期对蓄电 池进行大电流充、 放电 试验。 2004年直流系统经改造后， 直流控制电源电 压 能自 动稳定在要求的范围， 保证了继电保护及其它 微机自动装置的安全可靠运行。对蓄电池的浮充、 均充装置微机化管理实时根据实际情况自 动调整， 减少了人员的维护工作量。 快速直流空气开关操作 方便， 实现了 上下级电 源相互配合， 能把故障 控制 在最小范围内。自 动绝缘监测仪和手动绝缘表相互 配合查找直流接地时快速、 准确， 减少了拉路查找 直流接地的时间和停电范围， 从而保证了设备的安 全运行。 微机蓄电池在线监测仪可以检查每个蓄电 池的运行情况， 并与充电装置自 动配合及时自 动或 人工调整， 提高了蓄电 池的使用寿命。 收稿日 期 2006- 01- 04 _34 _