托電公司根治#6機(jī)組直流系統(tǒng)存在問題的探討

【摘 要】托電公司#6機(jī)組直流系統(tǒng)由于長(zhǎng)周期運(yùn)行，充電模塊損壞嚴(yán)重，該型號(hào)為CL6880V2的充電模塊已停產(chǎn)，無備件可采購(gòu)更換；原型號(hào)為WZJ-6E的絕緣監(jiān)測(cè)裝置存在誤報(bào)警，接地檢測(cè)不準(zhǔn)的缺陷。綜上所述，提出對(duì)#6機(jī)組直流系統(tǒng)進(jìn)行改造。本文主要對(duì)充電屏、絕緣監(jiān)測(cè)裝置、直流負(fù)荷存在的問題進(jìn)行分析探討，并對(duì)直流充電屏、絕緣監(jiān)測(cè)裝置及回路改造的情況及效果進(jìn)行說明。

【關(guān)鍵詞】#6機(jī)組；充電模塊；絕緣監(jiān)察裝置；可靠性

1.前言

發(fā)電廠的直流系統(tǒng)主要由蓄電池組、充電設(shè)備、直流屏等設(shè)備組成。在發(fā)電廠和變電所中，直流系統(tǒng)在正常情況下為控制信號(hào)、繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置、斷路器跳合閘操作回路等提供可靠的直流電源，當(dāng)發(fā)生交流電源消失事故情況下為事故照明、交流不停電電源和事故潤(rùn)滑油泵等提供直流電源。直流系統(tǒng)可靠與否對(duì)發(fā)電廠和變電所的安全運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用，是電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的保證。

托電公司#6機(jī)組廠用直流系統(tǒng)主要由110V和220V兩個(gè)電壓等級(jí)組成。110V控制直流主要為操作、信號(hào)、繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置等設(shè)備提供可靠的電源。220V動(dòng)力直流為開關(guān)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、事故照明、汽輪機(jī)組的事故油泵及交流不停電電源等設(shè)備提供可靠的電源。

220V直流系統(tǒng)每單元共有兩段母線、110V 直流系統(tǒng)每臺(tái)機(jī)各兩段母線，每段母線上分別連接蓄電池組、充電裝置、備用充電裝置、電壓監(jiān)察裝置和絕緣監(jiān)察裝置。

充電模塊型號(hào)為：CL6880V2，由深圳科陸公司生產(chǎn)。

直流絕緣監(jiān)察裝置型號(hào)為：WZJ-6E，由武漢琴臺(tái)公司生產(chǎn)。

蓄電池型號(hào)為UXL330-2（兩組并聯(lián)）型和 UXL1660-2型固定型防酸密閉式鉛酸蓄電池，由深圳華達(dá)電源機(jī)電公司生產(chǎn)。

2.直流系統(tǒng)存在的問題及改造原因分析

2.1絕緣監(jiān)察裝置不能正常工作

110V直流系統(tǒng)的兩面主配電屏和八面分配電屏及220V直流系統(tǒng)的一面主配電屏上裝有11套型號(hào)為WZJ-6E型絕緣監(jiān)測(cè)儀。該裝置近年來，不僅不能提供準(zhǔn)確可靠的直流回路接地信息，還經(jīng)常出現(xiàn)這樣、那樣的裝置故障問題。這主要是由于裝置設(shè)計(jì)原理存在缺陷，產(chǎn)品的質(zhì)量不過關(guān)以及制造廠售后服務(wù)不到位所致。

2.2直流接地故障查找困難

由于絕緣監(jiān)測(cè)儀不能正常工作，并且監(jiān)控系統(tǒng)盤柜內(nèi)控制回路的跳線比較多，一個(gè)直流支路的負(fù)荷開關(guān)，有可能涉及到幾十個(gè)控制盤柜和成千上萬個(gè)回路，這樣很難判別接地故障發(fā)生的所在盤柜及具體地點(diǎn)。

如果在其中的某一個(gè)盤柜內(nèi)發(fā)生直流接地故障，首先要求運(yùn)行人員逐臺(tái)機(jī)組一個(gè)個(gè)地拉開各直流分配電屏的每一路負(fù)荷開關(guān)。在確定某一路負(fù)荷開關(guān)上有接地故障后，再由檢修人員根據(jù)該負(fù)荷開關(guān)后的每一路跳線逐個(gè)解線進(jìn)行故障查找。但是，如果同時(shí)發(fā)生多點(diǎn)接地，拉負(fù)荷開關(guān)也難于確定位置，查起故障來就更困難了，而且風(fēng)險(xiǎn)很大，極有可能造成誤跳開關(guān)或機(jī)組。

2.3元件趨老化

#6機(jī)組于2005年11月22日移交投產(chǎn)。直流系統(tǒng)的充電模塊、絕緣監(jiān)察裝置、蓄電池組等設(shè)備多為2005年04月以前的產(chǎn)品，已長(zhǎng)期帶電運(yùn)行近7年，元器件出現(xiàn)老化問題而影響整個(gè)裝置的正常運(yùn)行。自2009年以來，直流充電模塊因老化而損壞數(shù)量大，僅能從#3備用充電機(jī)柜上拆下好的模塊進(jìn)行更換。由于產(chǎn)品更新?lián)Q代，原型號(hào)為CL6880V2的充電模塊已停產(chǎn)，無備件可采購(gòu)更換。如使用該公司生產(chǎn)的新型模塊，在運(yùn)行中由于新舊產(chǎn)品不兼容，存在設(shè)備運(yùn)行不可靠的缺陷。這種情況下嚴(yán)重影響了直流充電裝置的正常投入使用。

3.直流改造的必要性

眾所周知，直流接地對(duì)于電力系統(tǒng)的危害，如判斷是直流系統(tǒng)一點(diǎn)接地對(duì)保護(hù)二次回路不會(huì)造成危害，一但發(fā)生直流兩點(diǎn)接地就有可能發(fā)生斷路器的誤動(dòng)或拒動(dòng)。而只有正確判定接地位置，縮短拉路尋找接地點(diǎn)的時(shí)間，才會(huì)有效避免大面積停電惡性事故的發(fā)生。

為此，直流絕緣監(jiān)測(cè)儀作用在于，當(dāng)直流系統(tǒng)發(fā)生一極接地時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，又能測(cè)量出正或負(fù)極的對(duì)地絕緣電阻（或電壓），并準(zhǔn)確的選擇接地支路，以便于運(yùn)行值班人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)和檢修人員及時(shí)判斷、查找和處理。

4.直流系統(tǒng)設(shè)備改造

為了節(jié)約經(jīng)費(fèi)，降低改造成本，#6機(jī)組直流系統(tǒng)改造保留原配電屏體，僅對(duì)屏內(nèi)的重要設(shè)備進(jìn)行更換，對(duì)二次回路進(jìn)行改接線。

4.1絕緣監(jiān)察裝置改造

4.1.1絕緣監(jiān)測(cè)儀存在的問題：

a）裝置本身故障多。

b）經(jīng)常誤報(bào)警。

c）接地檢測(cè)不準(zhǔn)，起不到應(yīng)有的監(jiān)測(cè)功能。

d）廠家售后服務(wù)差。

4.1.2改造方案

#6機(jī)組110V直流絕緣監(jiān)察系統(tǒng)由兩面主配電屏，八面分配電屏組成，單面主配電屏帶支路52路，單面分配電屏帶支路36路；#6機(jī)組220V直流絕緣監(jiān)察系統(tǒng)由一面主配電屏兩面饋線屏組成，共帶支路53路。本次改造對(duì)直流系統(tǒng)11臺(tái)（110V直流系統(tǒng)10臺(tái)、220V直流系統(tǒng)1臺(tái)）絕緣監(jiān)察裝置保護(hù)屏內(nèi)的主要元器件進(jìn)行更換。

4.1.3改造成效

改造后的絕緣監(jiān)察裝置具有：

（1）不對(duì)母線注入交流信號(hào)，不會(huì)對(duì)母線的運(yùn)行產(chǎn)生不良的影響。

（2）檢測(cè)精度較高：母線電壓：1%，母線對(duì)地電阻：2%，支路對(duì)接地電阻：5%。

（3）檢測(cè)范圍大：母線電壓：0-300V，母線接地電阻：0-999.99K，支路電阻：0-99.99K。

（4）檢測(cè)速度快：母線檢測(cè)1-2秒，支路檢測(cè)1-2分鐘，并且不受支路多少的影響。

4.2直流充電屏改造

4.2.1直流充電屏存在的問題：

a）裝置投運(yùn)時(shí)間較早，元件趨老化。

b）電磁輻射和熱輻射大。

c）使用元件型號(hào)陳舊，無法購(gòu)置備品。

d）隨著機(jī)組設(shè)備改造，充電機(jī)的帶載能力已不能滿足現(xiàn)場(chǎng)需求。

4.2.2改造方案

保留原直流充電屏柜，將3面110V直流充電機(jī)屏內(nèi)27塊20A的充電模塊更換成型號(hào)為ATC115M40III的40A的模塊15塊；將1面220V直流充電機(jī)屏內(nèi)的5塊10A的充電模塊更換成型號(hào)為ATC230M10III的10A模塊8塊，以及對(duì)二次回路進(jìn)行改接線。這樣大大增加了充電機(jī)的帶負(fù)載能力。

4.2.3改造成效

改造后的直流充電機(jī)具有：

1）整機(jī)效率高，使在相同工作環(huán)境下充電模塊的溫升大幅降低。

2）由于電壓變化率及電流變化率的減小，使充電模塊的電磁干攏明顯降低，提高了電磁兼容性能。

3）模塊故障時(shí)，故障模塊自動(dòng)退出，不影響系統(tǒng)正常運(yùn)行。

4.2.4備件儲(chǔ)備

因#5機(jī)組的直流充電機(jī)沒有進(jìn)行改造，這樣#6機(jī)組更換下來的充電模塊、絕緣監(jiān)察裝置（220V）可作為#5機(jī)組的備件，以便日后設(shè)備發(fā)生損壞時(shí)及時(shí)進(jìn)行更換。

5.直流負(fù)荷存在的問題

托電公司#5機(jī)組直流負(fù)荷存在：

a）部分標(biāo)識(shí)與負(fù)荷不對(duì)應(yīng)的錯(cuò)誤。

b）部分直流正負(fù)極接反錯(cuò)誤。

上述錯(cuò)誤已在2010年#5機(jī)組大修過程中加以糾正。由于#6機(jī)組直流系統(tǒng)改造時(shí)間緊，僅利用8天停機(jī)時(shí)間對(duì)直流配電屏進(jìn)行停電改造，而沒有對(duì)直流配電屏內(nèi)所帶負(fù)荷逐一進(jìn)行斷開直流電源確認(rèn)標(biāo)識(shí)與負(fù)荷是否一一對(duì)應(yīng)，待日后機(jī)組大修時(shí)進(jìn)行核實(shí)是否存在上述錯(cuò)誤。

6.設(shè)備運(yùn)行工況

2011年08月對(duì)#6機(jī)組直流系統(tǒng)完成了改造，到目前為止改造后的設(shè)備已安全、穩(wěn)定運(yùn)行一年多。所有更換后的充電屏至今運(yùn)行情況一直比較好，且工作電壓穩(wěn)定；直流絕緣監(jiān)察裝置基本上解決了老裝置存在的問題，為查找和排除直流接地故障帶來了方便。

7.結(jié)束語

電力系統(tǒng)的安全生產(chǎn)是構(gòu)建和諧電力、和諧社會(huì)的基石。這就要求，一方面通過對(duì)設(shè)備的定期巡檢，及時(shí)發(fā)現(xiàn)運(yùn)行設(shè)備跑、冒、滴、漏的缺陷，采取行之有效的措施，抓緊治理；另一方面，通過技術(shù)改造、科技創(chuàng)新、設(shè)備更新，提高電力設(shè)備運(yùn)行中的可靠性，特別是繼電保護(hù)裝置正確動(dòng)作的可靠性，實(shí)現(xiàn)100%的正確動(dòng)作率。托電公司#6機(jī)組直流系統(tǒng)的改造，使直流系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，正負(fù)母線絕緣正常，滿足了安全生產(chǎn)的需求，提高了機(jī)組的安全運(yùn)行水平，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉澤洪.直流控制保護(hù)系統(tǒng).中國(guó)電力出版社，2009

作者簡(jiǎn)介：

張艷嶺：1974年4月9日，女，黑龍江科技學(xué)院畢業(yè)，技師，工程師職稱，現(xiàn)任內(nèi)蒙古大唐國(guó)際托克托發(fā)電有限責(zé)任公司設(shè)備部繼保室檢修工。