梅鋼熱電廠二期直流系統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現狀，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的供電可靠性。

【關鍵詞】直流系統;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#發電機、4#發電機、6 kV系統等電氣設備工作及交流失電后的安保電源。二期直流系統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，隨著設備更新換代，目前備件已無法購買到，存在安全隱患。目前，絕緣監測系統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。系統投入運行已經10余年，系統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，隨著設備更新換代，有些部件已不生產，備品無法購買，且廠家人員已很難聯系到。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出現故障，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。二期直流屏絕緣監測模塊經常發生故障，且存在誤報警現象，過段時間故障又自行消失。對檢修維護人員來說，無法判斷系統是否真正有直流接地故障，所以存在誤判現象。

（3）充電裝置性能差。達不到自動運行條件，充電經常出現問題，承受環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，由于沒有與電氣監控系統接軌，運行人員巡視時需要就地到現場進行巡視，一旦發生故障，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，內容包括監控單元的設計、高頻開關模塊的設計，絕緣監察模塊、微機直流系統接地絕緣監察，蓄電池巡檢等功能。針對控制母線電壓不穩情況，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。監控系統模塊化設計。

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。在直流系統改造中最易出現直流接地故障，需要在改造過程中對舊直流系統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。穩定控制柜：由于穩定控制柜現在不用，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。二期直流系統是2套模塊獨立供電，中間通過聯絡屏進行聯系，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，拉開兩面充電屏聯絡開關1DK，兩面饋線屏聯絡開關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，聯絡屏內所有聯絡線拆除，并做絕緣處理，拆除聯絡屏，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，單節電池檢測線重新排布，蓄電池為208節。

（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#發變組保護屏、4#機3QS操作電源、4#機勵磁調節器電源;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;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場功能聯調，系統測試，至此系統改造結束。

4 結論

梅山鋼鐵公司熱電廠二期直流系統進行改造后，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、可靠和安全的優越性，更換后的直流系統有監控單、微機接地巡檢儀、蓄電池測試儀等功能，使得直流系統工作更加可靠，輸出穩定，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。直流屏在線監測系統的應用，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維護2次，與改造前相比，每年可節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，對系統的安全穩定運行發揮了重要的作用。

參 考 文 獻

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

[責任編輯：陳澤琦]