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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)線復(fù)雜、維護(hù)困難、工作可靠性差及配置不合理的問題，機(jī)組控制模式既有集中控制，又有分散控制。在改造中，根據(jù)實(shí)際情況，采用了全廠統(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)行了更新。運(yùn)行情況說明改造達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，且安全可靠，維護(hù)方便。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，采用直流發(fā)電機(jī)及硅充電裝置)。從超過30 a的運(yùn)行情況來看，主要存在的缺點(diǎn)或不足之處如下。
1.1 雙工作母線結(jié)線布置復(fù)雜
因直流屏采用雙工作母線結(jié)線，6根直流母線水平布置于屏頂上(根據(jù)控制、信號音響的需要，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)備出現(xiàn)接觸不良等缺陷時(shí)，往往因結(jié)線復(fù)雜和設(shè)備間距小，而使缺陷難以處理。
1.2 儀表和燈光信號難以維護(hù)
老式的直流屏，其屏的正面都不采用活動(dòng)門的型式。這樣，裝于屏面上的儀表、信號燈等設(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)經(jīng)常負(fù)荷及作為蓄電池的核對性充電設(shè)備。配有1臺Z2-17，15 kW的直流發(fā)電機(jī)，由J2-62-4，17 kW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12 MWh，影響節(jié)能降耗，且整流子碳刷易冒火花，需經(jīng)常維護(hù)。當(dāng)使用GVA型硅充電裝置擔(dān)負(fù)直流系統(tǒng)的經(jīng)常負(fù)荷時(shí)，由于硅整流裝置不能自動(dòng)調(diào)節(jié)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)，若不及時(shí)調(diào)整硅裝置的輸出，將會導(dǎo)致母線電壓偏低，致使蓄電池過放電，嚴(yán)重時(shí)影響繼電保護(hù)裝置的正常工作。當(dāng)蓄電池進(jìn)行核對性放電時(shí)，因硅裝置為不可逆式，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)行放電，而母線的倒閘操作較復(fù)雜，容易出現(xiàn)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)屏采用電磁式絕緣監(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)行情況來看，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)，卻不能準(zhǔn)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)組控制模式采用原蘇聯(lián)早期形式，即電氣系統(tǒng)采用集中控制，60年代投運(yùn)的1號、2號機(jī)組，機(jī)、爐采用分散控制，70年代的3號、4號機(jī)組，機(jī)、爐采用集中控制。因此，對于現(xiàn)代機(jī)組普通采用的單元機(jī)組獨(dú)立的直流系統(tǒng)方式將無法實(shí)現(xiàn)，只能根據(jù)該廠的實(shí)際情況，采用全廠統(tǒng)一布置的直流系統(tǒng)方式。
2.1 接線方式
新的直流屏采用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)行連接。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
做到簡單清晰，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)行核對性放電時(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，仍滿足直流系統(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年代技術(shù)先進(jìn)、成熟可靠的設(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。
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