中粵能源有限公司輸煤直流系統的改進

徐 鵬

（廣東粵電集團湛江中粵能源有限公司，廣東 湛江 524000）

1 原輸煤直流系統概況

湛江中粵能源有限公司輸煤直流系統（圖1）為2套充電整流裝置、1組蓄電池和單段母線供電方式，蓄電池同時獲得浮充電。輸煤直流母線供電負荷包括6 kV（380V）輸煤A/B段上所有燃料設備控制、保護電源，#1、#2主機的電除塵A/B段所有設備控制、保護電源，脫硫氧化風機1A/1B/2A/2B電流變送器工作電源，8臺漿液循環泵控制保護電源等。

圖1 2組充電器、1組蓄電池、單母不分段直流系統

2 原輸煤直流系統存在隱患及風險分析

原設計是2組充電裝置和1組蓄電池，是按110kV變電站及以下直流系統配置1電2充的規定選擇的，未考慮到我廠屬改造項目，資金和區域等客觀條件受限，而就近將脫硫系統的漿液循環泵及氧化風機等重要設備也安裝到了輸煤6 kV動力室，相關開關的保護、儀表等電源全部由輸煤直流系統提供，這樣輸煤6 kV及其110V直流系統的可靠性顯得尤為重要。由于脫硫氧化風機、漿液循環泵屬發電廠脫硫系統的重要設備，根據目前南網和環保部門有關規定，脫硫系統必須與主機聯鎖在線監控，不得走旁路。若輸煤直流系統出現故障而引起上述設備跳機，則會影響2臺機組的運行，甚至引起全廠對外停電的重大安全事故。如蓄電池退出運行，充電柜也是不允許單獨向母線供電的。因此我廠輸煤直流系統的1組蓄電池、單母不分段的運行方式極不可靠，不能滿足運行生產的安全要求。

根據規程及直流系統蓄電池的維護要求，蓄電池每年至少要進行一次完全充放電的容量試驗。但由于現在的運行方式無法進行此項工作，故投運以來一直未做過直流系統蓄電池方面的維護。單組蓄電池不能很好地滿足我廠輸煤6 kV系統運行可靠性要求，且維護困難，不符合南網及公司有關繼電保護反措對直流供電的要求，因此配置2組蓄電池是必要的，此項改進對增強控制保護設備運行的可靠性有著重要意義。

3 輸煤直流系統改進措施及原理

重要的發電廠和變電站直流系統宜采用2組充電裝置、2組蓄電池的單母線分段接線方案，每組蓄電池和充電裝置分別接于一段直流母線上。根據DL/T5044—95《火力發電廠、變電所直流系統設計技術規定》，采用單母線接線的直流系統，2組單母線間需安裝聯絡開關，并應有防止2組蓄電池并聯運行的閉鎖措施，宜采用聯絡開關與蓄電池組電源開關機械閉鎖或電氣閉鎖。但系統接線應考慮在運行切換時不中斷直流負荷供電的要求，將一組充電設備接至直流母線。通過合理分析，再結合輸煤直流系統所供電的設備來考慮，計劃將原來的單母線、單組蓄電池、2組充電柜同時供電的系統改為單母線分段、2組蓄電池、2組充電柜供電方式。將原來的蓄電池和#1充電柜并入第一組直流母線，增加一組蓄電池和#2充電柜并入第二組直流母線。這樣就大大提高了輸煤直流系統的運行可靠性和維護的靈活性，并能完全滿足現輸煤直流系統所有負荷的需求。

目前，對于雙充雙電池系統爭議較多的是系統中2組蓄電池是否可短時并聯運行及如何選擇母線負荷切換方式等問題，下面就簡單介紹筆者對以上2個問題的觀點和解決措施：（1）2組蓄電池并聯：新版的DL/T5044（代替DL/T5044—95）設計規程已更改了1995版中關于蓄電池不能并聯的說法，表示2組蓄電池可短時并聯運行，其相關條文描述如下：“2組蓄電池的直流系統，應滿足在運行中2段母線切換時不中斷供電的要求。切換過程中允許2組蓄電池短時并聯運行。2組蓄電池正常時應是分列運行，考慮到定期充、放電試驗要求，為了轉移直流負荷，需要短時并聯運行。在2組蓄電池電壓相差不大，而且時間很短，對蓄電池沒有大的危害時是允許的?！蔽覐S輸煤直流系統在一般運行時，為了保證飽和充電，蓄電池是一直處于浮充電狀態中的。充電儀的輸出電壓始終高于蓄電池組電壓，使整個輸煤直流系統中母線電壓被充電儀輸出所鉗制，如果需要母線負荷切換，此時允許2組蓄電池短時并聯運行，2組蓄電池不會形成環流情況。充電儀模塊各自都配備獨立的中央處理器，正常運行由直流系統智能主機監控器操作其運行，可在0.1 V的精度下準確調整充電儀的輸出電壓。如果2組蓄電池需要并聯狀態操作，可通過直流屏上監控屏記錄2組蓄電池的電壓值，測量并聯端口電壓值，調整并聯端口兩側電壓一致后再并聯母線。由于開關電源模塊具有回流限制作用，充電裝置之間的并聯已滿足條件。（2）直流母線的負荷切換：可在分段的母線間設置1個或2個聯絡開關，蓄電池組輸出與充電裝置輸出并聯后接至相應直流母線。該接線方式母線切換的操作次序為：以I段母線側為例，先將兩側電壓調整相同，然后合上聯絡開關，此時系統出現蓄電池短時并聯運行狀況，然后斷開I段蓄電池的出線開關，完成母線切換。正常時聯絡開關應分開，禁止2組蓄電池長期并聯運行，蓄電池間也不存在環流。完成母線切換后，蓄電池可由充電儀進行充放電。綜上所述，此改進方案可適合分段母線切換時不掉電的要求。（3）為保證2組蓄電池能夠獨立工作，互相間不受影響，保持自身特性，采取不完全并聯運行方式，即2組蓄電池充、放電獨立運行，相互間不互充放。另外，按規定采用2組蓄電池的，應設立2個獨立的蓄電池室。這點由于現場區域限制無法實現，故在輸煤蓄電池室增裝另一組蓄電池時，應在2組蓄電池之間加裝防火隔離措施。（4）需增加一組直流系統絕緣檢測裝置模塊，它的功能是在線檢測任一運行方式下的對地絕緣情況（包括110V直流母線、蓄電池回路）、各個支路饋線回路絕緣狀況，自動檢出故障回路，這樣可大大方便運行和檢修人員進行維護。

改造后的輸煤直流系統如圖2所示。

4 結語

上述改進在保證輸煤直流系統最大可靠性的原則下，嚴格執行了直流系統運行維護規定，對確保我廠機組的安全可靠運行有著現實意義。

圖2 2組充電器、2組蓄電池、單母分段直流系統

［1］DL/T5044—95 火力發電廠、變電所直流系統設計技術規定

［2］JB/T8456—1998 電力系統直流屏通用技術條件及安全要求