梅鋼熱電廠二期直流系統(tǒng)改造方案及技術分析

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，提出改進措施及改進方案，充分考慮了改造過程中存在的各種潛在風險，并在技術上通過采用臨時直流饋線柜的方式，大幅縮短了每個支路電源轉移過程中的停電時間，確保了改造項目的安全實施，提高了二期直流系統(tǒng)的供電可靠性。

【關鍵詞】直流系統(tǒng);改造;分析

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

1 原二期直流系統(tǒng)設計情況及存在的問題

1.1 原設計狀況

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的免維護電池直流屏，是全廠輔助設備中的重要設備，電壓等級為DC220 V，主要供給2#發(fā)電機、4#發(fā)電機、6 kV系統(tǒng)等電氣設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，運行至今已有10余年，充電裝置投產使用至今，因長期不間斷運行，元器件老化相當嚴重，充電裝置控制精度下降，隨著設備更新?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)模塊已經不能正常檢測，且無備件更換，蓄電池也已經使用10余年，不能滿足緊急情況下機組安全停機的要求。

1.2 生產中存在的實際問題

（1）設備進入老化周期。系統(tǒng)投入運行已經10余年，系統(tǒng)電子元器件已經進入老化周期，直流屏內大部分設備已嚴重老化，隨著設備更新?lián)Q代，有些部件已不生產，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，嚴重影響電力安全生產，每年消耗大量的檢修費用用于維護。目前已經有零部件陸續(xù)出現(xiàn)故障，部件故障成為機組安全運行的重大隱患。

（2）難以解決的技術缺陷。二期直流屏絕緣監(jiān)測模塊經常發(fā)生故障，且存在誤報警現(xiàn)象，過段時間故障又自行消失。對檢修維護人員來說，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。達不到自動運行條件，充電經常出現(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間。并且，由于沒有與電氣監(jiān)控系統(tǒng)接軌，運行人員巡視時需要就地到現(xiàn)場進行巡視，一旦發(fā)生故障，延誤了故障處理的時間。

2 技術改造方案

2.1 整體設計二期直流屏

對二期直流屏進行整體設計，內容包括監(jiān)控單元的設計、高頻開關模塊的設計，絕緣監(jiān)察模塊、微機直流系統(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。按滿足廠用電停電時輸出事故容量選擇蓄電池的容量。監(jiān)控系統(tǒng)模塊化設計。

2.2 更新改造中的注意事項

更新改造過程中，存在新舊直流屏同時運行的階段。新直流屏完成蓄電池的充電后，針對舊直流屏出口逐個進行電源移動，直流出口全部移至新直流屏后，舊直流系統(tǒng)才可停止運行。盡量減少原直流電源出口設備的變更，可有效防范更新改造后的意外錯誤。改造過程中，一般情況下一次設備不停電，盡可能縮短設備無保護運行的時間。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。防止保護回路中正負極的錯接。

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備用開關作為此次改造直流屏的總臨時電源，臨時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），從備用開關拉一路電源至臨時加裝的總開關，由總開關進行15路饋線支路的分配，將各路直流負荷轉接至臨時開關板上，在每一路拉電轉移過程中首先要考慮到存在以下風險。電能計量屏：短時拉電會使得至南供的電能表不能計量。遠動屏：用來調節(jié)6#機無功。即拉電時不能進行增磁減磁操作。754開關控制：中央控制屏3#屏（原2#P），拉電時754開關不能進行分合閘遠控操作。5#主變6kV側控制：中央控制屏9#P，705開關不能遠控操作。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段開關不能操作的風險。2#機滅磁開關控制屏：至2#機勵磁小室。2#機滅磁開關不能操作。4#機控制電源：4#機在檢修，拉電不存在風險。NS2000：老遠動屏。通訊會有短時中斷。6 kV III段儲能：會造成6 kV III段開關分閘后不能及時儲能。6 kVI II段控制：會造成6 kV III段開關不能操作的風險。400 V III段控制：會造成400 V III段開關不能操作的風險。6 kV III段快切：先退6 kV IV段快切。拉電時會造成6 kV III段進線電源停電無備用電源的風險。穩(wěn)定控制柜：由于穩(wěn)定控制柜現(xiàn)在不用，拉電不會造成風險。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，然后再進行拉電，保證400 V II段直流不停電。

（2）2#直流饋線屏暫時保留。由一期直流屏32A備用開關拉至饋線屏內備用開關，接好后送電，保證2#直流饋線屏內交直流同時停電時此屏饋線支路直流不掉電。

（3）對1#、2#直流饋線屏進行停電。二期直流系統(tǒng)是2套模塊獨立供電，中間通過聯(lián)絡屏進行聯(lián)系，由于2#饋線屏電源已由一期直流屏臨時供給，1#饋線屏負荷已轉移，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)絡開關1DK，兩面饋線屏聯(lián)絡開關3ZK，拆除蓄電池正負極進線（從蓄電池出線樁拆）。

（4）舊柜（1#饋電屏、2面充電屏、1面聯(lián)絡屏）拆除、新柜安裝、蓄電池拆除、安裝。拆除屏間及屏內線，并用絕緣膠布包好，1組、2組蓄電池進線分別改至1#、2#充電屏內，聯(lián)絡屏內所有聯(lián)絡線拆除，并做絕緣處理，拆除聯(lián)絡屏，新1#饋線屏就位，原饋線屏1負載移至新饋線屏。拆除屏間連線，并用絕緣膠布包好，1#、2#充電屏就位，聯(lián)絡屏內交流進線改至接入，屏間連線預留。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，單節(jié)電池檢測線重新排布，蓄電池為208節(jié)。

（5）原1#饋線柜臨時負載接至新1#饋線柜。中間會有短時停電，告知值長做好預案。接好后拆除原來的臨時電源。

（6）舊2#饋線柜負載轉移至新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），在停電時同樣存在風險。由于4#發(fā)電機已停機，因此涉及4#機的電源拉開不存在風險。包括4#機滅磁屏操作電源、4#發(fā)變組保護屏、4#機3QS操作電源、4#機勵磁調節(jié)器電源;還包括4#機直流電源：是否涉及4#機直流油泵;6kVIV段控制電源：6 kV IV段涉及4#爐送引風機及4#給泵，中央水泵房3#線，通知值長告知相關崗位做好停電預案;2#機控制電源：2#機開關短時不能操作;400 V IV段控制電源：短時停電不能操作;6 kV IV段儲能電源：6 kV IV段開關分閘后停電期間不能合閘;5#主變保護屏：短時停電通訊中斷;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。由于負荷都已轉移至新2#饋線屏，因此可以拆除。

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

4 結論

梅山鋼鐵公司熱電廠二期直流系統(tǒng)進行改造后，新的接線方式布局合理，對查找及處理接地點、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，減少運行人員及維護人員的工作強度，而且可減少設備的維修費用。直流屏在線監(jiān)測系統(tǒng)的應用，降低了設備管理及維護成本，提高了工作效率，改造后直流屏一年常規(guī)維護2次，與改造前相比，每年可節(jié)約屏內設備維護費與設備更換費4萬元，內部元器件故障頻次明顯減少，對系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行發(fā)揮了重要的作用。

參 考 文 獻

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[責任編輯：陳澤琦]