梅鋼熱電廠二期直流系統(tǒng)改造方案及技術(shù)分析

趙國君

【摘 要】文章主要通過分析梅山鋼鐵公司熱電廠二期直流系統(tǒng)現(xiàn)狀，提出改進(jìn)措施及改進(jìn)方案，充分考慮了改造過程中存在的各種潛在風(fēng)險(xiǎn)，并在技術(shù)上通過采用臨時(shí)直流饋線柜的方式，大幅縮短了每個(gè)支路電源轉(zhuǎn)移過程中的停電時(shí)間，確保了改造項(xiàng)目的安全實(shí)施，提高了二期直流系統(tǒng)的供電可靠性。

【關(guān)鍵詞】直流系統(tǒng);改造;分析

【中圖分類號】TM621 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】1674-0688（2019）04-0111-02

1 原二期直流系統(tǒng)設(shè)計(jì)情況及存在的問題

1.1 原設(shè)計(jì)狀況

梅山鋼鐵公司熱電廠電氣主控室二期直流系統(tǒng)是由上海繼電器廠生產(chǎn)的免維護(hù)電池直流屏，是全廠輔助設(shè)備中的重要設(shè)備，電壓等級為DC220 V，主要供給2#發(fā)電機(jī)、4#發(fā)電機(jī)、6 kV系統(tǒng)等電氣設(shè)備工作及交流失電后的安保電源。二期直流系統(tǒng)2004年安裝，運(yùn)行至今已有10余年，充電裝置投產(chǎn)使用至今，因長期不間斷運(yùn)行，元器件老化相當(dāng)嚴(yán)重，充電裝置控制精度下降，隨著設(shè)備更新?lián)Q代，目前備件已無法購買到，存在安全隱患。目前，絕緣監(jiān)測系統(tǒng)模塊已經(jīng)不能正常檢測，且無備件更換，蓄電池也已經(jīng)使用10余年，不能滿足緊急情況下機(jī)組安全停機(jī)的要求。

1.2 生產(chǎn)中存在的實(shí)際問題

（1）設(shè)備進(jìn)入老化周期。系統(tǒng)投入運(yùn)行已經(jīng)10余年，系統(tǒng)電子元器件已經(jīng)進(jìn)入老化周期，直流屏內(nèi)大部分設(shè)備已嚴(yán)重老化，隨著設(shè)備更新?lián)Q代，有些部件已不生產(chǎn)，備品無法購買，且廠家人員已很難聯(lián)系到。一旦控制回路故障，嚴(yán)重影響電力安全生產(chǎn)，每年消耗大量的檢修費(fèi)用用于維護(hù)。目前已經(jīng)有零部件陸續(xù)出現(xiàn)故障，部件故障成為機(jī)組安全運(yùn)行的重大隱患。

（2）難以解決的技術(shù)缺陷。二期直流屏絕緣監(jiān)測模塊經(jīng)常發(fā)生故障，且存在誤報(bào)警現(xiàn)象，過段時(shí)間故障又自行消失。對檢修維護(hù)人員來說，無法判斷系統(tǒng)是否真正有直流接地故障，所以存在誤判現(xiàn)象。

（3）充電裝置性能差。達(dá)不到自動(dòng)運(yùn)行條件，充電經(jīng)常出現(xiàn)問題，承受環(huán)境溫度和外界干擾能力差，且維修困難。

（4）目前，直流屏無支路直流接地檢測功能，一旦發(fā)生分支直流接地，無法判斷是哪一路故障，延長了故障查找的時(shí)間。并且，由于沒有與電氣監(jiān)控系統(tǒng)接軌，運(yùn)行人員巡視時(shí)需要就地到現(xiàn)場進(jìn)行巡視，一旦發(fā)生故障，延誤了故障處理的時(shí)間。

2 技術(shù)改造方案

2.1 整體設(shè)計(jì)二期直流屏

對二期直流屏進(jìn)行整體設(shè)計(jì)，內(nèi)容包括監(jiān)控單元的設(shè)計(jì)、高頻開關(guān)模塊的設(shè)計(jì)，絕緣監(jiān)察模塊、微機(jī)直流系統(tǒng)接地絕緣監(jiān)察，蓄電池巡檢等功能。針對控制母線電壓不穩(wěn)情況，更換新型智能高頻開關(guān)。按滿足廠用電停電時(shí)輸出事故容量選擇蓄電池的容量。監(jiān)控系統(tǒng)模塊化設(shè)計(jì)。

2.2 更新改造中的注意事項(xiàng)

更新改造過程中，存在新舊直流屏同時(shí)運(yùn)行的階段。新直流屏完成蓄電池的充電后，針對舊直流屏出口逐個(gè)進(jìn)行電源移動(dòng)，直流出口全部移至新直流屏后，舊直流系統(tǒng)才可停止運(yùn)行。盡量減少原直流電源出口設(shè)備的變更，可有效防范更新改造后的意外錯(cuò)誤。改造過程中，一般情況下一次設(shè)備不停電，盡可能縮短設(shè)備無保護(hù)運(yùn)行的時(shí)間。在直流系統(tǒng)改造中最易出現(xiàn)直流接地故障，需要在改造過程中對舊直流系統(tǒng)中的連接電纜一一查明去向和功用，并防止改造過程中的絕緣層破損。防止保護(hù)回路中正負(fù)極的錯(cuò)接。

3 改造具體方案

（1）對1#直流饋線屏每路饋線支路移位。方案：在一期直流屏找32A備用開關(guān)作為此次改造直流屏的總臨時(shí)電源，臨時(shí)電源的選擇要考慮到所帶直流電源容量的大小，由于涉及饋線支路共15路（如圖1所示），從備用開關(guān)拉一路電源至臨時(shí)加裝的總開關(guān)，由總開關(guān)進(jìn)行15路饋線支路的分配，將各路直流負(fù)荷轉(zhuǎn)接至臨時(shí)開關(guān)板上，在每一路拉電轉(zhuǎn)移過程中首先要考慮到存在以下風(fēng)險(xiǎn)。電能計(jì)量屏：短時(shí)拉電會使得至南供的電能表不能計(jì)量。遠(yuǎn)動(dòng)屏：用來調(diào)節(jié)6#機(jī)無功。即拉電時(shí)不能進(jìn)行增磁減磁操作。754開關(guān)控制：中央控制屏3#屏（原2#P），拉電時(shí)754開關(guān)不能進(jìn)行分合閘遠(yuǎn)控操作。5#主變6kV側(cè)控制：中央控制屏9#P，705開關(guān)不能遠(yuǎn)控操作。3#爐直流：3#爐安全門不能操作。6 kV II段控制：6 kV II段1#柜，會造成6 kV II段開關(guān)不能操作的風(fēng)險(xiǎn)。2#機(jī)滅磁開關(guān)控制屏：至2#機(jī)勵(lì)磁小室。2#機(jī)滅磁開關(guān)不能操作。4#機(jī)控制電源：4#機(jī)在檢修，拉電不存在風(fēng)險(xiǎn)。NS2000：老遠(yuǎn)動(dòng)屏。通訊會有短時(shí)中斷。6 kV III段儲能：會造成6 kV III段開關(guān)分閘后不能及時(shí)儲能。6 kVI II段控制：會造成6 kV III段開關(guān)不能操作的風(fēng)險(xiǎn)。400 V III段控制：會造成400 V III段開關(guān)不能操作的風(fēng)險(xiǎn)。6 kV III段快切：先退6 kV IV段快切。拉電時(shí)會造成6 kV III段進(jìn)線電源停電無備用電源的風(fēng)險(xiǎn)。穩(wěn)定控制柜：由于穩(wěn)定控制柜現(xiàn)在不用，拉電不會造成風(fēng)險(xiǎn)。400 V II段直流：在400 V II段8#柜空開處將400 V I段直流并接入，然后再進(jìn)行拉電，保證400 V II段直流不停電。

（2）2#直流饋線屏?xí)簳r(shí)保留。由一期直流屏32A備用開關(guān)拉至饋線屏內(nèi)備用開關(guān)，接好后送電，保證2#直流饋線屏內(nèi)交直流同時(shí)停電時(shí)此屏饋線支路直流不掉電。

（3）對1#、2#直流饋線屏進(jìn)行停電。二期直流系統(tǒng)是2套模塊獨(dú)立供電，中間通過聯(lián)絡(luò)屏進(jìn)行聯(lián)系，由于2#饋線屏電源已由一期直流屏臨時(shí)供給，1#饋線屏負(fù)荷已轉(zhuǎn)移，因此便可以將兩路交流電源停掉，并拔除蓄電池熔芯，拉開兩面充電屏聯(lián)絡(luò)開關(guān)1DK，兩面饋線屏聯(lián)絡(luò)開關(guān)3ZK，拆除蓄電池正負(fù)極進(jìn)線（從蓄電池出線樁拆）。

（4）舊柜（1#饋電屏、2面充電屏、1面聯(lián)絡(luò)屏）拆除、新柜安裝、蓄電池拆除、安裝。拆除屏間及屏內(nèi)線，并用絕緣膠布包好，1組、2組蓄電池進(jìn)線分別改至1#、2#充電屏內(nèi)，聯(lián)絡(luò)屏內(nèi)所有聯(lián)絡(luò)線拆除，并做絕緣處理，拆除聯(lián)絡(luò)屏，新1#饋線屏就位，原饋線屏1負(fù)載移至新饋線屏。拆除屏間連線，并用絕緣膠布包好，1#、2#充電屏就位，聯(lián)絡(luò)屏內(nèi)交流進(jìn)線改至接入，屏間連線預(yù)留。拆除舊蓄電池及蓄電池屏，新蓄電池屏安裝就位，新蓄電池安裝，電池連線連接，巡檢單元的安裝，ZRD-3B電池巡檢安裝于電池屏內(nèi)，單節(jié)電池檢測線重新排布，蓄電池為208節(jié)。

（5）原1#饋線柜臨時(shí)負(fù)載接至新1#饋線柜。中間會有短時(shí)停電，告知值長做好預(yù)案。接好后拆除原來的臨時(shí)電源。

（6）舊2#饋線柜負(fù)載轉(zhuǎn)移至新2#饋線柜。2#饋線柜涉及的饋線包括以下14支路（如圖2所示），在停電時(shí)同樣存在風(fēng)險(xiǎn)。由于4#發(fā)電機(jī)已停機(jī)，因此涉及4#機(jī)的電源拉開不存在風(fēng)險(xiǎn)。包括4#機(jī)滅磁屏操作電源、4#發(fā)變組保護(hù)屏、4#機(jī)3QS操作電源、4#機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器電源;還包括4#機(jī)直流電源：是否涉及4#機(jī)直流油泵;6kVIV段控制電源：6 kV IV段涉及4#爐送引風(fēng)機(jī)及4#給泵，中央水泵房3#線，通知值長告知相關(guān)崗位做好停電預(yù)案;2#機(jī)控制電源：2#機(jī)開關(guān)短時(shí)不能操作;400 V IV段控制電源：短時(shí)停電不能操作;6 kV IV段儲能電源：6 kV IV段開關(guān)分閘后停電期間不能合閘;5#主變保護(hù)屏：短時(shí)停電通訊中斷;6 kV I段快切屏電源：退出6 kV III段快切。存在跳閘后無備用電源狀態(tài);753控制：753開關(guān)不能分合閘;400 V II段直流：在1#饋線屏已由400 V I段并接。

（7）舊2#饋線屏拆除。由于負(fù)荷都已轉(zhuǎn)移至新2#饋線屏，因此可以拆除。

（8）與上位機(jī)通訊?，F(xiàn)場功能聯(lián)調(diào)，系統(tǒng)測試，至此系統(tǒng)改造結(jié)束。

4 結(jié)論

梅山鋼鐵公司熱電廠二期直流系統(tǒng)進(jìn)行改造后，新的接線方式布局合理，對查找及處理接地點(diǎn)、模塊故障的查找等具有方便、可靠和安全的優(yōu)越性，更換后的直流系統(tǒng)有監(jiān)控單、微機(jī)接地巡檢儀、蓄電池測試儀等功能，使得直流系統(tǒng)工作更加可靠，輸出穩(wěn)定，減少運(yùn)行人員及維護(hù)人員的工作強(qiáng)度，而且可減少設(shè)備的維修費(fèi)用。直流屏在線監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用，降低了設(shè)備管理及維護(hù)成本，提高了工作效率，改造后直流屏一年常規(guī)維護(hù)2次，與改造前相比，每年可節(jié)約屏內(nèi)設(shè)備維護(hù)費(fèi)與設(shè)備更換費(fèi)4萬元，內(nèi)部元器件故障頻次明顯減少，對系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行發(fā)揮了重要的作用。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]胡偉偉.對110 kV變電站直流系統(tǒng)改造方案的探討[J].科技資訊，2017（30）.

[2]簡健，盛阿芳，文繼杰，等.哈三電廠110 V直流系統(tǒng)的問題及改進(jìn)[J].黑龍江電力，2003（4）.

[3]張志強(qiáng)，何政.烏江渡發(fā)電廠220V直流系統(tǒng)安全可靠性研究及改造實(shí)施[J].貴州水力發(fā)電，2000（4）.

[責(zé)任編輯：陳澤琦]