電廠事故保安電源系統(tǒng)及其調(diào)試l.doc

1、華北電力大學(xué)成人教育畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)論文題目： 電廠事故保安電源系統(tǒng)及其調(diào)試 學(xué)生姓名： 劉旭勝 學(xué)號(hào) 09301218 年級(jí)、專業(yè)、層次：09級(jí) 電力 高起專 函授站： 蘭州電力技校 二一一 年 八 月摘 要發(fā)電廠交流事故保安電源系統(tǒng)的作用是當(dāng)出現(xiàn)全廠停電情況時(shí)，為保證機(jī)組安全停機(jī)及重要設(shè)備系統(tǒng)的安全運(yùn)行提供可靠的交流電源。作為保護(hù)重要設(shè)備的最后防線，柴油發(fā)電機(jī)組的可靠起動(dòng)及保安電源系統(tǒng)的可靠切換尤為重要，本文介紹了保安電源系統(tǒng)常見(jiàn)的接線方式、保安電源系統(tǒng)的構(gòu)成以及通過(guò)柴油發(fā)電機(jī)組的起動(dòng)、保安電源的切換、試運(yùn)行等系列調(diào)試，檢驗(yàn)保安電源系統(tǒng)的可靠性和實(shí)用性。關(guān)鍵詞：保安電源,切換裝置,柴油發(fā)電

2、機(jī)組,調(diào)試目 錄摘要引言 1保安電源常見(jiàn)接線方式 1保安電源切換方式分析 2柴油發(fā)電機(jī)組的構(gòu)成及其起動(dòng)過(guò)程 3柴油發(fā)電機(jī)組的調(diào)試和試運(yùn)行 4結(jié)論 4參考文獻(xiàn) 5 致謝 6電廠事故保安電源系統(tǒng)及其調(diào)試1 引言當(dāng)發(fā)電廠主電源故障造成失電時(shí)，為保證重要設(shè)備的安全可靠的運(yùn)行，保安電源應(yīng)自動(dòng)及時(shí)投入供電。一般火力發(fā)電廠的保安電源設(shè)置在發(fā)電廠的低壓配電系統(tǒng)（0.4kv）中，保安電源作為保護(hù)重要設(shè)備的最后防線，至關(guān)重要。保安電源的選擇決定著整個(gè)保安電源系統(tǒng)的可靠性。保安電源的選擇是多樣的，起動(dòng)和切換方式各異，一般以快速起動(dòng)的柴油機(jī)組為基礎(chǔ)，因機(jī)組容量、接線方式等的不同，結(jié)合各電廠的實(shí)際情況，又有一些差別，這

3、些差別導(dǎo)致了保安電源的可靠性和靈活性的差異。2 保安電源常見(jiàn)接線方式通常，火力發(fā)電廠的機(jī)組都設(shè)置交流保安電源。交流保安電源一般采用快速起動(dòng)的柴油機(jī)組。柴油機(jī)組作為一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，受外界因素干擾的幾率最小，這也正是柴油機(jī)組作為發(fā)電廠保安電源而被廣泛選用的主要原因。由于保安段所帶負(fù)荷均為保機(jī)組安全運(yùn)行和保主要設(shè)備的重要負(fù)荷，一般需要全部投入。因此，保安段電源一般都采用單母線接線。常用單母線接線方式見(jiàn)以下示意圖：圖（a）接線方式，柴油發(fā)電機(jī)組有兩個(gè)作用，即作為保安電源母線的備用電源和保安電源。本方式的主要缺點(diǎn)為：當(dāng)保安段pc 為暗備用時(shí)，若出現(xiàn)一段母線的pc電纜故障，而發(fā)電機(jī)并沒(méi)有失去廠用電共6頁(yè)（

4、第1頁(yè)）時(shí)，柴油機(jī)組會(huì)起動(dòng)，此時(shí)事故段pc 就不再有備用電源了，這種方式的可靠性較差。圖（ b）接線方式，較好地解決了非機(jī)組失去廠用電時(shí)柴油機(jī)組的不必要啟動(dòng)，通過(guò)增加備用工作進(jìn)線，在非機(jī)組失電時(shí)兩個(gè)工作電源互相切換，使保安電源的可靠性和靈活性大大提高。圖( c) 接線方式，采用了保安變壓器、柴油機(jī)組和備用pc 供電的方式為保安段pc 供電，其中柴油機(jī)組和保安變電源作為備用。顯然，單臺(tái)變壓器供電的可靠性，要比還帶有其它多種負(fù)荷的機(jī)組pc供電的可靠性高，這一方案提高了保安段pc 正常供電的可靠性。在大機(jī)組的設(shè)計(jì)過(guò)程中，考慮到機(jī)組本身工作和備用變壓器容量較大，且負(fù)荷已經(jīng)比較飽滿，若采用圖（ b）接線

5、方式，低壓廠用變壓器和低壓廠用備用變壓器的容量需要增大，其投資將大于增加一臺(tái)保安變壓器的投資。從節(jié)約資金的角度出發(fā)，大機(jī)組一般都選用圖( c) 接線方式。隨著發(fā)電機(jī)組單機(jī)容量的不斷增大，圖( c) 接線方式在大機(jī)組保安電源系統(tǒng)得到廣泛應(yīng)用。3 保安電源切換方式分析發(fā)電廠交流事故保安電源母線都是由多個(gè)電源供電，其各電源之間供電切換的可靠性直接關(guān)系到發(fā)電機(jī)組設(shè)備安全停機(jī)的成敗。以往交流保安電源的切換多由dcs或柴油發(fā)電機(jī)自帶的plc控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。dcs和plc的特點(diǎn)是邏輯功能強(qiáng)，但屬于通用系統(tǒng)，缺乏針對(duì)性。目前專門為交流事故保安電源系統(tǒng)的切換而設(shè)計(jì)的微機(jī)自動(dòng)裝置，與dcs或者plc實(shí)現(xiàn)方式相比，

6、微機(jī)自動(dòng)裝置優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：² 安全性。從主供電源向備用電源切換時(shí)，采用串聯(lián)切換，從備用電源向主供電源恢復(fù)時(shí)，支持并聯(lián)切換方式，恢復(fù)過(guò)程無(wú)擾動(dòng)。² 靈活性。傳統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方式往往專門為現(xiàn)場(chǎng)某種接線方式或者運(yùn)行方式設(shè)計(jì)，一旦運(yùn)行方式改變，或者需要應(yīng)用到新的接線方式，改動(dòng)非常繁瑣。本裝置結(jié)合多種合理的保安電源切換方式并加以改進(jìn)，僅需更改部分定值即可滿足多種現(xiàn)場(chǎng)工程實(shí)施需求。² 快速性、準(zhǔn)確性。裝置采用先進(jìn)的硬件平臺(tái)，高精度并行ad 采樣芯片，保證了數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性以及切換的快速性。² 可靠性。在硬件和軟件上均設(shè)計(jì)了專門的抗干擾措施，以及完善的自檢、閉鎖邏輯

7、，并通過(guò)了第三方最高等級(jí)的emc檢測(cè)，其抗干擾性能有充分的保證。² 拓展性。由于該裝置軟件采用了先進(jìn)的圖形化邏輯組態(tài)技術(shù)、平臺(tái)化的硬件技術(shù)預(yù)留了豐富的接口功能，所以具有很強(qiáng)的可拓展性，可根據(jù)用戶的特殊需求，在較短的時(shí)間內(nèi)很方便的實(shí)現(xiàn)二次開(kāi)發(fā)。以江蘇東大金智mfc5208 微機(jī)自動(dòng)切換裝置為例，說(shuō)明其動(dòng)作過(guò)程（此時(shí)的狀態(tài)為：自動(dòng)裝置無(wú)閉鎖等放電條件，充電完成即具備切換條件）上圖進(jìn)線1為工作電源，進(jìn)線2 和進(jìn)線3 分別為第一備用和第二備用電源。共6頁(yè)（第2頁(yè)）下面分三種情況描述動(dòng)作過(guò)程(以失壓起動(dòng)為例)。² 若進(jìn)線2、3都在就緒態(tài)，則動(dòng)作過(guò)程為：a) 若保護(hù)定值將“進(jìn)線3 類型

8、”設(shè)為“線路”：裝置在確認(rèn)當(dāng)前工作進(jìn)線開(kāi)關(guān)跳開(kāi)后，先切向第一備用進(jìn)線2，若進(jìn)線2 開(kāi)關(guān)拒合或進(jìn)線2 開(kāi)關(guān)合閘但母線仍然失壓，則切向第二備用進(jìn)線3。b) 若保護(hù)定值將“進(jìn)線3 類型”設(shè)為“發(fā)電機(jī)”：裝置在確認(rèn)當(dāng)前工作進(jìn)線開(kāi)關(guān)跳開(kāi)后，先切向第一備用進(jìn)線2，若進(jìn)線2 開(kāi)關(guān)拒合或進(jìn)線2 開(kāi)關(guān)合閘但母線仍然失壓，則微機(jī)自動(dòng)裝置起動(dòng)柴油發(fā)電機(jī)命令（即出口“起動(dòng)發(fā)電機(jī)”閉合），確認(rèn)柴油機(jī)起動(dòng)成功后切向進(jìn)線3。柴油機(jī)起動(dòng)成功的條件是：接收到柴油機(jī)起動(dòng)成功的信號(hào)（通過(guò)開(kāi)入量“發(fā)電機(jī)就緒”）且進(jìn)線3電壓大于“有壓定值”。² 若進(jìn)線2在就緒態(tài)，但進(jìn)線3不在就緒態(tài)，則動(dòng)作過(guò)程為（這種情況只有“進(jìn)線3類型”選

9、擇為“線路”時(shí)才有）：裝置在確認(rèn)當(dāng)前工作進(jìn)線開(kāi)關(guān)跳開(kāi)后，直接切向第一備用進(jìn)線2。² 若進(jìn)線3在就緒態(tài)，但進(jìn)線2不在就緒態(tài)，則動(dòng)作過(guò)程為：a) 若保護(hù)定值將“進(jìn)線3 類型”設(shè)為“線路”：自動(dòng)裝置在確認(rèn)當(dāng)前工作進(jìn)線開(kāi)關(guān)跳開(kāi)后，直接切向第二備用進(jìn)線3。b) 若保護(hù)定值將“進(jìn)線3 類型”設(shè)為“發(fā)電機(jī)”：在確認(rèn)當(dāng)前工作進(jìn)線開(kāi)關(guān)跳開(kāi)后，自動(dòng)裝置發(fā)起動(dòng)柴油發(fā)電機(jī)命令，確認(rèn)柴油機(jī)起動(dòng)成功后切向進(jìn)線3。需要注意的是：我們?cè)谧鑫C(jī)自動(dòng)裝置中的切換試驗(yàn)時(shí)，不但要驗(yàn)證裝置的切換邏輯，還要驗(yàn)證進(jìn)線有流閉鎖母線低電壓起動(dòng)，跳位起動(dòng)時(shí)要驗(yàn)證控制回路斷線、twj異常告警及閉鎖自投動(dòng)作正確性，防止自動(dòng)裝置誤動(dòng)作。4

10、柴油發(fā)電機(jī)組的構(gòu)成及其起動(dòng)過(guò)程 柴油發(fā)電機(jī)組作為傳統(tǒng)典型的、應(yīng)用廣泛的、類型眾多的動(dòng)力機(jī)械，隨著材料質(zhì)量及制造工藝水平的提高，其性能也在穩(wěn)步提高。柴油機(jī)具有自行發(fā)火燃燒性能，從起動(dòng)系統(tǒng)獲得初始能量后，柴油機(jī)各缸就可以重復(fù)進(jìn)行進(jìn)氣、壓縮、燃燒膨脹、排氣四個(gè)過(guò)程的工作循環(huán)，穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，由曲軸端輸出扭矩對(duì)外做功。柴油機(jī)輔助系統(tǒng)主要有燃油系統(tǒng)、潤(rùn)滑油系統(tǒng)、冷卻和預(yù)熱系統(tǒng)、廢氣渦輪增壓系統(tǒng)、起動(dòng)空氣系統(tǒng)。此外，柴油機(jī)房還有消防系統(tǒng)、通風(fēng)和隔音降噪設(shè)備等。通常在新安裝的柴油機(jī)組投入試運(yùn)行前，都要經(jīng)過(guò)調(diào)試、試運(yùn)行階段，以檢驗(yàn)機(jī)組的各項(xiàng)功能、性能和運(yùn)行參數(shù)。在安裝結(jié)束后首次起動(dòng)前，需進(jìn)行管路檢查，確認(rèn)電氣、監(jiān)控

11、系統(tǒng)已可正常運(yùn)行，發(fā)電機(jī)等電氣設(shè)備絕緣合格，相應(yīng)系統(tǒng)分別加注燃油、潤(rùn)滑油、冷卻水。對(duì)柴油機(jī)進(jìn)行盤車，以便使柴油機(jī) 的預(yù)潤(rùn)滑更充分并確認(rèn)各缸示工閥沒(méi)有液體滲漏。起動(dòng)運(yùn)行試驗(yàn)，將柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速設(shè)定在勻速位置，就地起動(dòng)柴油機(jī)。首次起動(dòng)成功后，需根據(jù)設(shè)備手冊(cè)迅速檢查潤(rùn)滑油、冷卻水壓力是否正常，檢查柴油機(jī)轉(zhuǎn)速，逐步增加柴油機(jī)轉(zhuǎn)速至額定值，檢查確認(rèn)燃油供給正常，檢查各缸排氣溫度，確認(rèn)所有缸已全部發(fā)火。在以最短的時(shí)間內(nèi)完成運(yùn)轉(zhuǎn)檢查后，做停機(jī)檢查，就地停柴油機(jī)，確認(rèn)預(yù)潤(rùn)滑油泵已自起動(dòng)。5 柴油發(fā)電機(jī)組的調(diào)試和試運(yùn)行5.1 前期準(zhǔn)備（1）絕緣檢查良好（2）回路檢查正常（3）柴油機(jī)起動(dòng)試驗(yàn)正常。（4）各開(kāi)關(guān)控制回路

12、正常。5.2 柴油發(fā)電機(jī)組帶負(fù)荷試驗(yàn)及磨合一般情況下柴油發(fā)電機(jī)組調(diào)試都要模擬就地起、停柴油機(jī)，遠(yuǎn)方起、停柴油機(jī)和遠(yuǎn)方緊急起動(dòng)柴油機(jī)，起動(dòng)后分別模擬潤(rùn)滑油壓力低、潤(rùn)滑油溫度高、冷卻水溫度高、超速等重要的故障保護(hù)停機(jī)功能，檢查、試驗(yàn)所有的信號(hào)及報(bào)警點(diǎn)，以確認(rèn)柴油機(jī)系統(tǒng)的安全保護(hù)功能正常。確認(rèn)系統(tǒng)一切正常后，在投入運(yùn)行前要按照產(chǎn)品技術(shù)說(shuō)明書(shū)的要求進(jìn)行磨合，使運(yùn)動(dòng)機(jī)件表面更光潔，以延長(zhǎng)柴油機(jī)的使用壽命。對(duì)長(zhǎng)期停放的柴油機(jī)組，在投運(yùn)前也要進(jìn)行磨合。為了保證磨合的質(zhì)量，應(yīng)遵循轉(zhuǎn)速逐步提高、負(fù)荷逐步增加、潤(rùn)滑油由稀到稠的原則進(jìn)行磨合。柴油機(jī)組進(jìn)行負(fù)荷試驗(yàn)的過(guò)程同時(shí)也是磨合的過(guò)程。共6頁(yè)（第3頁(yè)）5.3 柴油

13、發(fā)電機(jī)組帶滿負(fù)荷后的試驗(yàn)完成柴油發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的初步試驗(yàn)及從空載經(jīng)過(guò)逐級(jí)加負(fù)荷磨合后，要進(jìn)行到滿負(fù)荷、超負(fù)荷運(yùn)行試驗(yàn)，在各階段檢查柴油機(jī)組及各輔助系統(tǒng)的工況、參數(shù)，并最后做出調(diào)整。在帶負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)一定時(shí)間后，進(jìn)行突加、突卸負(fù)荷能力試驗(yàn)，以檢查柴油機(jī)組系統(tǒng)的性能響應(yīng)，驗(yàn)證調(diào)速器、電壓調(diào)節(jié)器以及負(fù)荷的跟蹤調(diào)節(jié)性能。還要進(jìn)行一些能實(shí)際模擬的故障保護(hù)試驗(yàn)，如柴油機(jī)超速停機(jī)功能，并在突加、突減負(fù)荷前、中、后進(jìn)行振動(dòng)測(cè)量，以確認(rèn)振動(dòng)水平是否正常。5.4 柴油發(fā)電機(jī)組的起動(dòng)時(shí)間柴油機(jī)組的起動(dòng)時(shí)間：第一是柴油發(fā)電機(jī)本身的啟動(dòng)時(shí)間，指柴油機(jī)接到啟動(dòng)指令后，到完全建立穩(wěn)定的電壓之間的時(shí)間。這個(gè)時(shí)間是由柴油機(jī)本身的性能和柴

14、油機(jī)的控制系統(tǒng)所決定的；第二是指在保安段母線失電后，柴油機(jī)組接到起動(dòng)信號(hào)到起動(dòng)成功，然后完成帶負(fù)荷到穩(wěn)定運(yùn)行的過(guò)程。一般發(fā)電廠柴油機(jī)組的起動(dòng)時(shí)間要求小于15s，實(shí)際應(yīng)用中基本在9s 左右。一般低壓跳電動(dòng)機(jī)的最長(zhǎng)時(shí)間為9s，目前電動(dòng)機(jī)保護(hù)裝置功能強(qiáng)大，都具備再次啟動(dòng)和自保持功能，柴油機(jī)組的起動(dòng)時(shí)間只要滿足整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行要求即可。5.5 柴油發(fā)電機(jī)組的并網(wǎng)在發(fā)電廠中，柴油發(fā)電機(jī)組系統(tǒng)是在事故情況下的備用電源，一般柴油機(jī)與正常工作電源不并列運(yùn)行。對(duì)于多臺(tái)柴油機(jī)組之間或發(fā)電機(jī)組與電網(wǎng)正常工作電源的并列運(yùn)行，一般采用自動(dòng)或手動(dòng)準(zhǔn)同步裝置現(xiàn)并網(wǎng)運(yùn)行。準(zhǔn)同步法是將待并發(fā)電機(jī)電壓、頻率和相位調(diào)整到與母線的電壓

15、、頻率和相位十分接近的情況下，合上發(fā)電機(jī)的出線主開(kāi)關(guān)，將待并發(fā)電機(jī)投入運(yùn)行，所以準(zhǔn)同步合閘應(yīng)滿足待并發(fā)電機(jī)端電壓與母線電壓數(shù)值上相同、待并發(fā)電機(jī)電壓的頻率與母線電壓頻率相同、發(fā)電機(jī)合主開(kāi)關(guān)瞬間其電壓與母線電壓同相位。在進(jìn)行柴油發(fā)電機(jī)首次并網(wǎng)前，必須確認(rèn)發(fā)電機(jī)出線相序與母線相同。為使并列運(yùn)行機(jī)組間的有功功率和無(wú)功功率得到均勻分配以及提高系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，在相應(yīng)的調(diào)試過(guò)程中應(yīng)盡可能使各臺(tái)機(jī)組具有相同的調(diào)速特性和調(diào)壓特性。可預(yù)先分別在單臺(tái)機(jī)組上調(diào)整好柴油機(jī)的調(diào)速率和電壓調(diào)率。在運(yùn)行中，調(diào)整有功功率分配是通過(guò)調(diào)節(jié)柴油機(jī)調(diào)速器油門的大小來(lái)實(shí)現(xiàn)的，而調(diào)整無(wú)功功率分配則是通過(guò)電壓調(diào)節(jié)進(jìn)行。6 結(jié)論保安電源系統(tǒng)的可靠性關(guān)系到機(jī)組的安全停機(jī)，需要從保安電源系統(tǒng)的接線方式、柴油發(fā)電機(jī)組起動(dòng)與切換方式加以優(yōu)化，在柴油機(jī)設(shè)備的安裝與調(diào)試過(guò)程中加以把關(guān)，使得整個(gè)系統(tǒng)趨于完善，以達(dá)到電廠發(fā)電機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行的目的。共6頁(yè)（