直流发电机组

2024-08-17

直流发电机组（精选8篇）

直流发电机组篇1

火力发电厂直流系统的运行方式对火力发电厂的运行十分重要, 因此, 在火力发电厂的工作中一定要重点关注火力发电厂的直流系统的运行方式, 接地故障是火力发电厂运行过程中经常发生的问题, 接地故障是由多方面的原因造成的, 文章具体分析了造成火力发电厂直流系统接地故障产生的原因, 并在此基础之上论述了接地故障处理的原则、方法以及应该注意的事项, 通过这一研究与论述, 为火力发电厂的正常运行以及人民群众的生产生活拥有高效的电能提供了有效的技术保障。

1发电机组直流系统运行方式概述

在火力发电厂的运行过程中, 火力发电机组起着十分重要的作用, 火力发电机组的直流系统的组成比较复杂, 具体由蓄电池组、监测电源、控制电源、导线、充电部分等组成。在直流系统的运行过程中, 蓄电池起到十分重要的作用, 蓄电池是一种储存电能的设备, 在直流系统运行的过程中, 蓄电池组能够很好地将火力发电厂运行的过程中产生的化学能转化为电能, 也能在反过来的时候将电能转化为化学能, 以保障火力发电厂直流系统的蓄电池组能够有效地保障火力发电厂直流系统的正常运行, 保障火力发电厂能够为人民群众的生产生活提供不间断的供电, 为工农业生产提供正常的用电保障。

直流充电机也是保障火力发电机组正常运行的一个重要的设备, 直流充电机的运行原理是通过高频充电模块的并联形成的, 在具体的工作中, 能够将交流电源通过运行转化为直流电源, 直接向直流系统中的直流母线供电。除此之外, 直流充电机还可以直接想蓄电池进行充电, 将蓄电池在运行过程中损耗的电能补充上, 以保障蓄电池的正常运行。

接地巡检仪也是火力发电机组直流系统中的一个重要设备, 它能够在火力发电机组直流系统的运行过程中, 检测出系统的各导线的接地情况是否处于一个正常的运行状态, 能够及时发现火力发电机组直流系统运行过程中的接地故障, 对火力发电机组直流系统接地故障的处理提供便利条件。

2直流系统接地故障原因

火力发电机组直流系统具有鲜明的特点, 在运行的过程中容易受到各种因素的影响。总的来说, 火力发电机组的直流系统分布范围广泛, 各种导线暴露在空气中的部分较多, 电缆电线多且复杂, 容易受到灰尘潮气的腐蚀, 这些问题的存在使得火力发电机组直流系统的稳定性受到了严重的影响, 经常产生接地故障, 下面对直流接地的原因进行具体分析: (1) 在火力发电机组直流系统中有二次回路系统, 但是二次回路系统的设计与搭建的过程中经常使用不合格的绝缘材料, 或因为火力发电机组的直流系统年久失修, 许多绝缘体老化现象严重, 存在一些损伤的部分, 使得火力发电机组在运行的过程中发生接地故障, 严重地影响了火力发电机组的正常运行。 (2) 火力发电机组长期处在一个阴暗潮湿的环境中, 经常受到各种污染物的侵蚀, 使得火力发电机组直流系统的绝缘接地受到破坏, 绝缘能力不断下降, 接地效果越来越差, 严重影响了火力发电机组的运行。 (3) 一些外界因素的影响也是造成火力发电机组直流系统接地故障的原因, 由于火力发电厂大多地处于较为偏僻的地方, 一些小动物会经常出现在火力发电厂内, 小动物们的运动会导致一些原件掉落或绝缘层受到严重的破坏, 使得火力发电机组直流系统的绝缘性能下降, 造成火力发电机组的接地故障。

3直流系统接地故障处理原则

在进行火力发电机组直流系统接地故障处理的过程中, 一定要遵循正确的处理原则, 只有这样, 才能够保障直流系统接地故障的正确处理, 保障火力发电机组的正常运行。在处理的过程中, 应该根据故障发生的位置、故障的状况以及直流系统的运行方式来初步判定故障发生的位置, 还要考虑气候因素以及人为因素对火力发电机组直流系统的影响, 充分采用“先室外、后室内”、“先负荷、后电源” 的原则, 在切断直流回路的电源的时候, 切断时间不得超过三秒, 及时找出接地地点, 及时消除。如果在处理的过程中发现某一专用回路接地时, 应该分别断开具体的回路, 进行分别处理, 切断直流回路的过程也不能超过三秒, 这样可以有效保障直流系统接地处理的正确及时。

4直流系统接地故障处理步骤

(1) 首先应该检修正在操作或易受潮的二次回路, 或者一些正处于检修状态的直流系统也应该进行直接的检查; (2) 其次应该对直流系统可能发生接地故障的部位进行检查; (3) 要检查直流系统的变压器等重要设备, 排除是否发生了故障; (4) 对绝缘效果不佳的设备要进行系统的检查, 尤其是那些在以往的工作中存在缺陷的设备, 检查它们的接地状况是否正常, 是否影响了直流系统的正常运行。 (5) 要检查直流系统的照明电源是否正常, 如果正常, 拉开; (6) 拉开断路器合闸电源开关; (7) 拉开断路器操作电源开关; (8) 要对蓄电池、硅整流装置以及直流充电机和接地巡检仪进行检查, 检查它们的回路是否绝缘性能受到了破坏, 是否存在接地现象。 (9) 在进行检查的过程中, 如果发现某一专用回路存在接地故障, 应该进行专门的处理, 找出具体的故障地点, 这样才能够有效地保障火力发电机组直流系统的正常运行。

5直流系统接地故障处理过程中的注意事项

在进行直流系统接地故障的处理工作的时候, 一定要慎重, 要注意一些具体的问题, 以免影响接地故障处理工作的正常运行, 下面进行具体的分析:

(1) 在工作中, 如果发现直流系统接地故障, 直流系统的二次回路不可以继续工作, 以免造成更为严重的接地事故的发生。 (2) 在进行直流系统一点接地的检查时, 应该注意操作方法, 以免造成短路事故的发生。 (3) 在进行接地故障检查的过程中, 不可以使用灯泡来进行照明, 以免造成回路短路现象。 (4) 在进行接地故障的检查的过程中, 要采取一定的安全措施, 采用正确的检查方法, 以免造成误动作, 为火力发电机组直流系统的接地故障的处理带来不必要的损失。 (5) 在直流系统接地故障的检查过程中, 应选择内阻不小于2000欧伏的仪表, 这样才可以保障接地故障的检测工作正常的进行。 (6) 在进行接地故障的检查工作的时候, 要两个人同时进行, 这样才可以保障检查工作的安全性。

参考文献

[1]汪淑奇, 文炼红, 杨继明.单元机组设备运行——电气设备与运行[M].北京:中国电力出版社, 2009.

[2]涂光瑜.汽轮发电机及电气设备[M].北京:中国电力出版社, 2007.

[3]于洋.火力发电机组直流系统接地故障分析及处理[J].都市家教 (上半月) , 2012 (5) .

直流发电机组篇2

关键词：600 MW机组；锅炉；典型施工方案

中图分类号：TK229文献标识码：A 文章编号：1000－8136（2012）09－0017－02

1引言

目前，国产600 MW机组仍为国内火力发电厂主力机组，上海、哈尔滨、东方三大锅炉厂都有生产。经过几台600 MW锅炉的安装，在施工组织和施工方案上不断优化，锅炉施工工期从锅炉钢架吊装到锅炉整体水压试验约12个月，现以浙江乌沙山1#锅炉安装方案，形成的典型模式进行介绍。

2主要施工机械和布置

主吊机械：60 t圆筒吊一台（布置在锅炉的一侧中间部位）；辅吊机械：450 t履带吊一台（只配合锅炉板梁吊装）；250 t履带吊一台；炉顶吊（16 t以上）一台；C～D板梁间的1台5 t的卷扬机，同时在A～B板梁间布置一台5 t的卷扬机；锅炉组合场布置60 t龙门吊两台；运输机械：25 t以上平板车一辆。

3施工方案简介

3.1钢架安装阶段

钢架安装方案为分段吊装，前一段找正终紧完成后再进行上段吊装，锅炉冷热风道随钢架安装进度存放在相应位置，第一段钢架安装完毕后安装预热器大件，然后随着钢架的进度进行本体烟道、大灰斗（先地面组合为两段）吊装，降水管组合后随钢架存放。B、C、D板梁较重采用主吊机械和1台450 t履带抬吊，A、E板梁重量较轻，采用单台吊车吊装。

3.2加热面安装阶段

施工方案总体思路：钢架封顶前将水平烟道和后炉膛内联箱及组件临时吊挂，然后钢架封顶，前后炉膛受热面同时安装。

加热面开始地面组合时间为大板梁吊装前1个月，主要组合件：四侧水冷壁上段与相应上集箱组合；左右水冷壁延伸侧包墙与左右水冷壁延伸侧墙上集箱组合并装上刚性梁；后水吊挂管上段与水冷壁后墙吊挂管出口集箱组合；折焰角水冷壁管屏与折焰角入口集箱在炉膛零米组合；中部和下部螺旋水冷壁可以根据吊车工况及运输条件组合成适当大小的片组；四侧包墙上段分别组合在一起共4个组件；中间隔墙与上集箱组合成两片；底包管排与联箱组合为1个组件；屏式级过热器、末级过热器管排分别与出入口小集箱组合，各30屏；高温再热器管排与出口小集箱组合在一起，共计95屏。水平低过热和水平低再管排上中下三段在地面组合在一起，各95屏。

3.2.1加热面及炉顶梁交叉吊装次序

缓装件：板梁B～C以及与之相连接的两个5PM8梁构成的区域的杆件（5PM5、5PM6、5PM7等6个支撑梁）；D～E间缓装的支撑梁有：5PM15、5PM14、5PM13等6个支撑梁。在左右水就位后补齐5PM5、5PM6等4个支撑梁。

在前水吊挂B板梁后补齐5PM7等2个支撑梁。在后水悬吊组件吊挂在C板梁上，前包墙组件吊挂在D板梁上，等左包墙组件就位后，补D～E间5PM14、5PM13等4个支撑梁，等前包墙就位、隔墙组件就位后，将低过出口集箱和后包墙组件吊挂在D板梁上，然后补齐5PM15等2个支撑梁，然后安装后包墙吊杆梁和吊杆，后包墙就位，补低过出口集箱吊杆梁和吊杆，低过出口集箱就位。

炉顶侧部开的缓装件有：C～E间炉右5PS108、5PS28、5SPS112、5PS36、SP5113、5PS109、5PS110、5LJ26等杆件，此开口作为水平低温再热器、水平低温过热器、省煤器管排以及左包墙的吊装通道；待上述设备安装结束后补齐以上组件。

3.2.2前后炉膛施工方案

前炉膛：前炉膛施水冷壁工方案基本沿用以前成型方案，上段与联箱组合，各组件都从炉顶贯下，倒钩就位，上段调整后进行水冷壁螺旋管出口集箱安装，然后以下各段使的管排片组用炉顶吊或圆筒吊在卷扬机的配合下从炉膛内起吊。屏式过热器、末级过热器和高温再热器从炉顶贯入，临时吊挂，等相应吊杆梁就安装后再正式就位。炉前汽水分离器、储水箱和循环泵直接用主吊机械从炉顶贯入安装，循环泵先临时存放在平台上。具体方案不再做详细介绍。

后炉膛施工方案：将立式低过用炉顶16 t平臂吊从D～E板梁的支撑梁间贯入，用钢丝绳挂在联箱上，倒链对口焊接。立式低再用炉顶16 t平臂吊从C～D板梁的支撑梁间贯入，直接安装就位。

左侧包墙先不就位，临时吊挂在次板梁上，后顶棚安装后，在后顶棚管下布置4个工字钢滑道，中隔墙前后各两根，固定于炉顶钢架及鳍片上，在工字钢上分别安装一台手拉小车。将组合好的水平低过组件按顺序用16 t平臂吊从D～E间次梁外侧预留口穿入，通过后顶棚下手拉小车将管排拖到就位位置下，随吊随对口焊接。水平低温过热器吊装前，低过引出管应安装完毕，省煤器出口集箱安装完，省煤器悬吊管上部已全部焊接完毕。水平低再的吊装方法同水平低过，这里不再叙述。

水平低过低再吊完后，将滑道抽出，重新布置在水平低过下方，固定在低过悬吊管上，省煤器组件同样由炉顶贯下，管排由后烟井内布置的2台手拉小车牵引运至尾部竖井内安装就位。省煤器吊完后进行这一侧包墙的吊装。

以上是超临界直流600 MW机组锅炉安装典型组织方案，基本是在总结乌沙山1#锅炉方案基础上形成的，此方案和工期仅针对600 MW直流锅炉。

（编辑：王昕敏）

发电厂直流系统故障及改进篇3

焦作演马电力有限责任公司配有1台25MW机组, 1套220V完全独立的直流系统装置, 于2002年投产使用。该直流电源的主要负荷不仅是电厂内最重要的控制、保护设备, 而且还为相邻的35k V演马升压站的控制、保护设备提供直流电源。

二、直流系统存在的问题及分析

1. 直流系统的运行方式影响控制设备的安全运行。

演马电力公司这套直流系统由1组600Ah的蓄电池组和充电模块等组成的单母分段系统单组供电, 系统没有冗余电源 (图1) 。

由于系统采用的是单母分段的运行方式, 所有的负荷根据负荷大小的不同分布在两段母线上, 实际上这些直流负荷都没有备用电源。在这种运行方式下, 一旦是电源出现故障或者是直流母线出现故障, 所有的直流负荷都不能正常工作, 这将导致机组停运甚至更大的事故的发生。

2. 直流接地故障查找困难。

如果在其中的任一个盘柜内发生直流接地故障, 首先就要求运行人员逐个地拉开各直流分配电屏的每一路负荷开关。在确定某一路负荷开关上有接地故障后, 再由检修人员根据该负荷开关后的每一路跳线逐个解线进行故障查找。但是, 如果同时发生多点接地, 拉负荷开关也难于确定位置, 查起故障来就更困难, 而且风险很大, 极有可能造成误跳开关或机组, 给机组的安全运行带来了极大的安全隐患。

3. 蓄电池放电试验不方便。

原有系统的充电装置设计制造时考虑不周, 不具备逆变功能, 使得在进行蓄电池核对性放电试验时需要外接负载, 试验工作极为不便。由于放电电流大、时间长, 放电的持续电流为60A, 时间为10h, 一般的负载承受不了大电流长时间的发热而烧毁。在改造时, 由厂家专门提供了一套放电装置才基本解决了这一问题, 但放电试验时仍要多次倒换开关和接线。

4. 元件趋于老化。

设备在正常投入使用5年以上往往会出现元器件老化问题而影响整个装置的正常运行。2008以来, 直流系统各装置中经常出现元件如接触器、继电器因老化而发生故障, 影响了直流充电装置的正常投入使用。

二、直流系统设备改造

由于系统存在以上问题, 对其进行改造是非常必要和迫切的。该公司利用机组大修期间在原有一组蓄电池供电基础上另外新增设安装同类型蓄电池103只, 增加一面蓄电池联络屏, 内有母线联络开关, SPC100A监控器1块, 开关电源采用高频模块, 采用全接插件, 支持热插拔, 在设备正常运行情况下, 不需要停电, 也不影响设备运行。同时增加电池巡检箱1只, 内设有电池巡检单元1块, 安装于蓄电池架上, 用于监视蓄电池组的电压、电流及单只电池的电压。改造后的运行方式采用分段式运行, 母线切换设置联络开关, 用两组独立充放电源系统对两组蓄电池组进行充电。同时装设蓄电池监测系统, 主要对蓄电池组电源及模块输出的技术指标、电压电流及供电回路的运行情况、参数进行分析判断、监控管理, 为系统供电提供安全、稳定、可靠的直流电源。

经过改造后的直流系统操作方便、直观, 故障查找准确, 切换速度快, 直流母线检修时也能将负荷集中转移而退出母线, 两段母线既互为备用, 又相互独立运行。特别是在两段直流输出侧各加装了防环流逆止回流保护装置, 有效地保护了直流间可能发生的电压波动, 并联运行时产生的环流损坏系统元件、蓄电池等设备, 从根本上确保了直流系统的安全稳定运行 (图2) 。

采用的此种运行方式, 两组模块各控制一组蓄电池, 两段母线可以单独运行, 也可以并联运行, 设备容量增加一倍, 提高了事故放电能力, 增加系统的冗余能力, 并且两段母线的充电与运行相互独立并互相备用, 使系统的检修与备用能够相互切换运行, 大大提高了设备的机动能力。蓄电池采用的是免维护蓄电池, 智能型微机全自动监控器, 监控器内带有自我诊断功能, 若设备有故障, 在监控器内均可显示出故障类型、部位以及发生故障时间等信息, 并可存储, 方便查询。如果主监控器有故障, 高频开关电源模块内部自带CPU, 可以脱离监控器自行工作, 这样的运行方式, 增大了系统运行的稳定性。

直流发电机组篇4

绥中发电厂1 000MW机组热工ETS、DEH等系统要求有可靠的直流电源,故都采用双路电源供电,且在一路直流电源失电时可无延时切换到另一路。原采用传统的二极管隔离切换方式,即两路直流电源正极通过二极管连接,负极直接相连,但此方式导致机组直流系统两段母线环并运行,存在安全隐患。

1 原直流系统存在的问题

原热工直流负荷供电方式如图1所示,二极管的特性可保证正常运行时只有一路导通,而当导通供电的一路电源故障失电时,另一路电源能够瞬时投入,从而确保了电源的不间断性。但是这种连接方式使两路直流电源不能完全独立,违反了反措要求,给机组的安全稳定运行带来了隐患。

在这种供电方式下,其中一路直流电源发生一点接地时,直流系统的绝缘监察装置无法正确判断接地位置,给查找接地点带来难度,且在查找过程中存在热工电源全部掉电的风险,严重威胁到机组的安全稳定运行。当直流系统发生第二点接地(如图2所示的两点异极接地)时,相当于DC2直接短路,会造成开关跳闸或其它异常故障。

2 直流双电源切换装置工作原理

直流双电源切换装置将两路直流电源经DC/AC隔离变换器转换后并联输出,既能保证两路电源的无扰切换,又能保证两路直流电源只有电磁联系而无电气联系,实现了两直流系统的完全电气隔离。直流双电源切换装置接线如图3所示。

直流真空接触器J1、J2互锁,正常工作时只有一路直流电源接通,可保证两路直流电源完全电气隔离。通过用高频隔离变换器实现两路直流电源同时在线,当工作的一路直流电源失电时,另一路的高频隔离变换器会瞬时给负荷供电,切换时间为微秒级;当直流真空接触器J2闭合后,高频隔离变换器停止输出。直流双电源切换装置原理框图如图4所示。

3 热工直流负荷双电源无扰切换现场试验

为保证改造后机组能安全稳定运行,改造前对直流双电源切换装置的实际应用进行调研,并利用机组停运机会进行现场实际带热工负荷切换试验。

从试验录波图知,拉开直流双电源切换装置一路工作电源后,装置自动切换至另一路工作电源供电,切换时间约为30ms,切换过程中直流电压下降约2V,热工负荷工作正常,完全能满足热工ETS、DEH系统的工作电压要求。

在未装设直流双电源切换装置时,因两段直流母线通过负荷环并,故在一段直流母线出现负荷接地时,另一段直流母线电压也会随之变化;同时,直流绝缘监察装置无法正确选出接地支路,需借助外部仪器或通过手工拉线方式排查故障点,故障排除时间长且存在安全隐患。装设直流双电源切换装置后,现场模拟一路直流电源接地时,另一段直流母线正负极电压无变化,直流绝缘监察装置也能正确选出接地线,说明使用直流双电源切换装置后使原环并的两段直流母线实现了隔离,也提高了排查运行中直流负荷接地或绝缘降低等故障的效率。

4 热工直流负荷双电源切换现场改造

为了给热工负荷提供更可靠的双路直流电源,现场改造选用直流双电源切换装置1+1冗余备份方式,当一套装置故障时可带电更换,不影响直流供电输出,做到四选一,接线方案如图5所示。

5 结束语

通过此次改造,解决了绥中电厂1 000MW机组直流系统两段母线环并运行问题,彻底消除了直流系统的安全隐患,为机组的安全稳定运行提供了保障。

摘要：绥中发电厂1000MW机组热工ETS、DEH等系统的双路直流电源采用传统二极管隔离切换方式,造成机组直流系统两段直流母线环并运行,违反了电气直流电源的规程及反措要求。针对这一情况,通过在热工负荷及机组直流系统间加装直流双电源切换装置,不但实现了热工直流负荷的无扰切换,而且满足了机组直流系统两段母线完全独立的要求。

关键词：直流双电源,环并,直流接地,无扰切换

参考文献

发电厂直流系统的运行方式与维护篇5

直流系统一般包括蓄电池组、硅整流器、绝缘监测装置、闪光装置、电压监察装置、直流母线、直流负荷等设备。

1.1 硅整流装置

硅整流装置是将380V交流转换成直流的主要设备。它通过可控硅、稳压器等设备的整流稳压等一系列转换提供可靠、合格的直流电压。硅整流一般容量都不是很大,正常情况下运行于“浮充”方式,仅用于向直流母线供经常性负荷,同时以小电流向蓄电池浮充电,补偿蓄电池的自放电损耗,保证蓄电池经常处于完全充电状态。110V直流硅整流装置采用KVA90系列。

集控110V直流硅整流装置型号为KVA90-100/115,220 V直流硅整流装置型号为KVA90-250/230。网控110 V硅整流装置型号为KVA90-60/115。KVA90系列硅整流器的优点是具有微机自动调节功能,它可根据负荷电流大小及母线电压高或低,自动调节输出电压至正常值。

1.2 蓄电池

蓄电池是发电厂普及采用的直流电源。它不受交流系统的干扰,供电可靠、电压稳定、容量较大且瞬时过载能力强,但造价高、运行维护麻烦、使用寿命相对较短。正常情况下蓄电池在浮充电方式下运行,可以补偿电池内部的放电和防止极板硫化,减小维护工作量,延长使用寿命,而且提高了直流系统的工作可靠性。

动力合闸及事故情况下由蓄电池主要承担冲击负荷,例如断路器的合闸电流等,以及在交流系统发生事故时,浮充硅整流器失电停止工作情况下,蓄电池将承担全部直流负荷。

1.3 WZJ-2型直流系统绝缘监测装置

可以监视测量直流母线电压和直流系统绝缘。且有超限报警的功能,可方便地检查各支路的绝缘电阻,在不拉开直流馈线的情况下方便地查找直流接地。

1.4 闪光装置

闪光装置布置在断路器控制回路中,当断路器与断路器控制开关出现不对应状态时,发出闪光信号,给运行人员分析和判断事故提供依据。

2 电厂直流系统的运行方式

电厂直流系统的运行方式如图1所示。110V直流母线为单母线分段,两段母线间设有联络刀闸,设置2套硅整流装置,1组110V蓄电池,两段母线设1台WZJ-2微机直流绝缘监测仪,每段母线各1套闪光装置。正常运行时,联络Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均合,双投刀闸Ⅰ掷于上,双投刀闸Ⅱ掷中间位置,1号硅整流浮充方式运行,既带经常性负荷,又对蓄电池充电,2号硅整流备用。WZJ-2微机绝缘监测仪经常投运。

3 直流母线故障的危害性

(1)动力直流母线失压的危害。

动力直流母线的负荷大多为主要辅机开关的动力合、跳闸机构或高压开关的直流油泵。这些负荷能给开关跳合提供可靠的动力来源,使开关的跳合在瞬间完成,减小了电弧对开关的损害。

动力合、跳闸机构的失压会使开关失去储能能力,无法实现正常的跳合闸操作,也就影响了辅机的正常运转。而高压开关的直流油泵停止运转会引起油压低,闭锁跳合闸回路,这样在故障时开关拒跳,保护越级跳闸,从而扩大了故障面积,严重时还会导致全厂失电。

(2)控制直流母线接地的危害。

直流母线的一点接地是很难查找的,危害也不明显。但如果同时也伴随另外一点接地,特别是对用于供给控制、信号、继电保护的直流系统发生多点接地时,可能会引起直流系统保险熔断,造成继电保护和断路器误动或拒动,对安全运行有极大的危害性。图2以简化的S F 6高压断路器的控制回路图为例分析直流接地的危害性,其中A、B、C、D为可能接地点。

若A、C2点同时接地,会造成断路器误跳闸;若C、D2点同时接地,使线圈被短接,即系统故障,保护动作,都不能使断路器跳闸,结果造成越级跳闸以致扩大事故;若A、B2点接地,会引起保险熔断。

若A、D接地,当保护动作时,不仅断路器拒跳,而且保险熔断,同时还有可能烧坏继电器的触点。如果接地点发生在继电保护回路,则会引起保护拒动或者误动。

(3)直流母线电压波动的危害。

直流母线电压过高时对长期带电的继电器、指示灯等容易造成过热或损坏;电压过低时,可能造成断路器、保护的动作不可靠。

4 直流系统故障的处理技术

(1)直流母线电压消失。

事故特征为硅整流跳闸输出电流电压到零,蓄电池不放电,所有控制开关红绿灯均灭。处理时首先要拉开失压直流母线所有开关、刀闸,检查母线及蓄电池有无明显故障点,硅整流一次电源是否完好。若母线正常,可倒换运行方式,恢复母线供电。若母线故障,分段隔离处理,必要时停机处理。投运时依次对负荷试送,注意监视母线电压。

(2)直流系统接地。

由于直流系统覆盖面比较广,线路比较长,查找接地点比较复杂。绝缘监察装置的应用使这一工作得到大大的简化。检查接地时首先启动绝缘监察装置测量各支路绝缘电阻值,根据绝缘监察装置的测量值,判断接地支路,然后采用瞬停的方法验证正确性。确认后交检修处理。

若绝缘监察装置故障,问题就要复杂得多,首先要根据以往的经验以及天气原因、回路是否有工作等判断最可能的接地支路,再采用逐一瞬停的方法处理。逐一瞬停的方法并不能检查出多点接地的情况,并且对绝缘监察装置接地、硅整流器接地及蓄电池接地也查不出来。

因此若支路没有接地点应试停绝缘监察装置,将工作硅整流器转换至备用硅整流器运行,或者倒换运行方式将蓄电池短时退出,以判断接地情况。若以上情况均已排除则判断为直流母线接地,无法排除则申请停机处理。

值得注意的是,当直流发生接地时,禁止在二次回路上工作,处理时不得造成直流短路和另一点接地;拉合直流电源前应采取必要的措施防止直流失电可能引起保护、自动装置误动;拉合支路电源直流保险要向中调汇报,拉开后不论该支路是否接地应立即合上,时间一般不超过10s。

(3)直流母线电压过高(或过低)。

首先应查明原因。若为硅整流自动误切至均充状态,充电电流大引起的,可立即手动复归至浮充状态;若为硅整流故障,应切换至备用运行。交流电源异常也会引起硅整流二次电压异常,应检查硅整流一次电源、保险是否正常,若为保险损坏,更换后重新投运。若为系统故障引起的充电设备失去电源而跳闸,引起蓄电池放电过甚,电压严重降低,应立即恢复硅整流运行。

5 发电厂中直流供电系统的维护

5.1 蓄电池装置维护

(1)通常使用专业蓄电池状态测试仪完成日常维护和检测工作。它可以通过测试电池的内阻和电压,估计出电池容量,初步确定蓄电池是否符合继续使用的要求。这就做到了容量测试和对日常蓄电池状态的有效掌握,通过检测不合格设备,及时保证直流供电电池的正常工作状态。

(2)对不合格蓄电池的处理。检测出来的不合格电池不能直接丢弃或者报废掉,首先要做的工作是再次检测,看是否有修复的可能或者是用做其它用途。一条重要的原则是,新旧不能混用,不同品牌和不同批次型号的电池不能混用。对蓄电池普通性能指标的修复可以采用专业的蓄电池活化仪来完成,它能在一定程度上解决不能有效修复蓄电池的问题。

(3)蓄电池经过日常的维护和活化后,根据操作使用规程还要进行每年的核对放电,目的是准确地确定蓄电池的容量和状态。使用成套一体的专业测试设备(如专门的放电监测仪)来完成这一工作。使用成套专业设备的好处是,性能指标标准相同或兼容,能够做到不同设备检测结果的数据共享。

(4)绝缘测试问题。按照具体的操作维护规程,需要定期将对直流母线及其他设备进行绝缘测试,目的是分析现有设备的绝缘状态,一旦发现故障可以及时的予以维修。使用专业的绝缘接地分析仪查找定位故障地点,配合其他专业仪表对蓄电池进行检测维护。

5.2 充电装置维护

(1)充电装置维护标准:在《国家电网十八项重大反事故措施》中,对充电装置的稳压精度、稳流精度、纹波系数、充电机效率、蓄电池容量等技术指标及试验方法都有明确的规定及技术要求。其中13.2.1.2条要求:应定期对充电、浮充电装置进行全面检查,校验其稳压、稳流精度和纹波系数,不符合要求的,应及时对其进行调整,以满足要求。

(2)充电装置纹波系数过高的维护。变电站的直流系统正常供电时大都运行于“浮充”方式下,纹波系数是输出中的交流电压与直流电压的比值,交流成分属于高频范畴,高频幅值过高会影响设备的寿命,甚至造成逻辑错误。因此要求直流装置输出电压纹波系数一般不大于1%。

(3)稳压精度和稳流精度过高的维护。发电厂直流系统的充电装置,如果出现稳压和稳流精度过高,则会造成直流输出稳定性差和功率不足等情况,影响微机保护装置的正常工作,同时还会造成蓄电池组的欠充电或过充电,降低蓄电池组的使用寿命等。尤其是在事故发生时,有出口继电器、信号继电器、重动继电器等相继动作,所以要求直流电源输出要有足够的容量和稳定性。

参考文献

直流发电机组篇6

1 发电厂直流系统作用及危害

1.1 发电厂直流系统作用

对于直流电源来说, 其不仅是场内微机保护、调速及自动控制系统主要电源, 同时也是机组起励、信号装置、事故照明、开关分和闸操作和计算机监控系统主要电源。因此, 直流系统在不接地的情况下, 其运行时间不能超过两个小时, 一旦发生接地就应该及时找出相应原因, 避免两点接地发生接地, 同时在运行过程中应该尽量避免直流系统回路装设与生产无关负载。这样在电厂中使用直流系统, 可以保证其稳定、可靠、连续供电, 也能更好的对事故进行处理和命令执行。因直流系统自身安全可靠及安全性直接影响整个系统安全, 尤其是对回路进行控制和保护过程中, 直流系统故障引发的故障隐患更大。在这种情况下, 直流系统必须保证自身稳定和可靠, 才能更好的发挥作用。

1.2 发电厂直流系统危害

分析水电直流系统作用同时, 也应该对直流系统危害进行分析。发电厂直流系统一般是由蓄电池组和浮充电装置并联来对直流符合运行系统进行直流负荷供给的。一般直流电源正负母线与地是绝缘的, 如果回路与一点进行接地时, 一般不会对直流系统运行有较大的影响, 然而特殊情况下, 一点接地很可能会使直流系统保护出现误动作, 从而引发相应故障。在直流系统故障中, 对其危害性较且易造成严重后果的是两点接地。当两点接地时, 可能会造成接地短路, 会造成机电保护和自动装置出现误动作或是拒动, 使直流保险熔断或是跳闸, 从而使走动保护装置失去原有电源。如果在复杂的电路保护中, 很可能会使同极中两个点接地, 使相应机电电器出现短接现象, 从而引发跳闸或是越级跳闸。

2发电厂直流系统故障原因及解决方法

2.1 发电厂直流系统故障原因

引起直流系统故障因素比较多, 在实际应用过程中, 回路会使瞬间或长期接地会引起直流二次系统接地;当会回路或设备受潮、污秽、接线盒进水等都会使绝缘下降。当回路材料不合格、绝缘性能低、年久失修或磨损等都会引起的直流二次系统故障;人为或动物原因造成的金属元件脱落而使元件出现直流二次系统故障。元件有线头或未使用螺丝等零件也会出现直流系统故障问题;变压器瓦斯继电器处接触不严或防水措施不当, 会致使接地绝缘损坏。室外箱体有雨水浸入或是清洁过程中使室内段子受潮等都可能造成接地损坏;电缆芯线较细, 机械强度较小, 当受到外力影响后, 就容易出现接地损坏现象。施工过程中的失误也会使接地损坏, 灯座更换不也会引起接地。机组水系统中电磁阀应用过程中出现渗水现象也会引起直流接地。此外, 直流线在与裸露直流母线进行并排不知的时候会产生短路, 从而引起直流系统短路。

2.2 解决发电厂直流系统故障方法

在查找水电直流系统故障的时候, 应该对其直流故障进行排除, 毕竟其是引起接地故障中主要原因。正常情况下接地为止并不是一个点很可能是两个点或是多个点。因检查过程中可能会受气候、电缆损坏、设备绝缘或不知名因素的影响, 而使环境变化较大。在这种情况下, 可以采用拉回路方法或是直流节点选线监察装置检测法进行相应在线监测。拉回路作为简单的方法, 其在实际应用过程中就是将回路直流电源关闭大约三分钟作用, 一般按照信号电路、照明电路、再操作回路或保护回路等进行操作。但是在操作过程中常会因二次系统施工或回见过程中出现的问题, 而使回路形成不正常闭环回路问题, 一旦出现这些问题就会加大接地故障查找难度。再加上微机使用过程中不能突然断电, 在使用这种方法过程中不能更好的对回路进行控制和保护, 甚至产生重大事故;在使用直流选线监察装置进行检测的过程中, 其最大的优势就是能实现在线监测, 一旦直流系统中出现故障, 其就会在微机屏幕上现实接地回路编号, 以便更好的解决故障问题。但是其在实际应用过程中即便能对回路和支路进行监测, 但是也不能更好的判断接地为止。因此, 这种方法检验精度仍有待于提高。也可以用逐段排除法来排除故障。直流系统在实际运行过程中, 先让直流负荷测流进行联络运行, 之后再对回路环路开关进行选择, 当确定支路之后再用拉路法对其进行处理, 以便更好的排除故障。在对短路进行排查的时候, 最好以跳闸开关及保险器熔断情况进行分析并对其进行隔离供电。但是当故障点尚未排除的时候, 最好停止对其进行送电。当设备不能进行自动运转的情况下, 应该进行手动操作。

3 排查发电厂直流系统过程中应该注意的问题

3.1 排查水电直流系统过程中应该注意气候和环境问题

正常情况下, 发电厂直流接地故障与起航后环境是有一定关系的, 气候、环境变化不稳定, 就容易造成重大事故。因此, 当事故出现后, 就应该对其进行及时查找, 并将其计入档案, 以便以后查找使用。

3.2 排查水电直流系统过程中应该注意绝缘测验问题

要定期对直流系统的对地绝缘进行检验, 这种检验并不意味着事后查找。为了查找方便, 在实际工作中应该对不同直流电路回路进行相应检查, 并将绝缘性较差的直流回路记录下来, 在气候潮湿的季节里应该对其进行重点监测。

3.3 排查水电直流系统过程中应该注意回路检测问题

在查找故障过程中, 应该先对信号回路进行查找, 当事故对回路进行照明后, 再进行相应操作, 以对回路进行控制和保护。因此, 在实际抽查找故障过程中应该现对绝缘情况较差的回路进行检测。

3.4 排查水电直流系统过程中应该注意环路开关问题

在对环路直流系统进行检验的时候, 应该先对其开回路开关进行检验, 一旦发现断不开的环路, 就应该对相应接地故障环路进行检验并对接地精度进行相应分析、继续查找, 以便将接地较严重的环路找出来。

3.5 排查水电直流系统过程中应该注意装置问题

在选用装置的过程中, 尽量选择那些高精度查找装置。当接地告警比较严重的时候, 其很可能不是一点接地。在这种情况下, 就应该使用精度较高的检测装置对不同程度故障回路进行相应分析, 在实际检测过程中最好从较为严重的故障回路开始检查。

4 结束语

发电厂直流系统不仅仅是电源系统, 同时其也是独立电源, 在二次系统中有重要地位, 其安全可靠与否和发电厂系统安全有直接关系。虽然在实际应用过程总直流电源的稳定性相对较好, 但是其在实际应用过程中常会受一些因素的影响, 而使其不能更好的对回路进行保护和控制。上文主要针对直流系统故障进行相应分析, 并提出解决问题方法。

参考文献

[1]马哲.发电厂直流系统一点接地故障排除方去初探[J].河北水利, 2010.

直流发电机组篇7

1. 故障现象

茂名电厂4#机组1975年底投产 (表1) , 2008年12月, 按计划对4#机组进行大修后的交流耐压试验。①绝缘电阻测试 (表2) ;②直流耐压试验 (表3, R15、R60分别是15s和60s时测量绝缘数值, 吸收比=R60/R15) , 耐压前过压保护电压设定为28875V (1.1×2.5Us) , 直流耐压通过;③交流耐压试验 (表4) , 耐压前球隙电压设定为17 325V (1.1×1.5Us) , 试验中A1、B1、C1、A2和C2绕组分段加压, 施加15 400V的电压在1min发电机绝缘无异常, 均顺利通过。当B2绕组加压到15 400V (试验电压为额定电压1.5倍, 15 750V) 时, 调压器跳闸。

2. 故障处理

检查试验接线正确, 测B2绕组绝缘为4000/1000MΩ。试验人员怀疑是高压试验引线距离不够, 整理好试验接线, 重新加压至6000V, 调压器再次跳闸。检查发电机无异味, 用2500V绝缘电阻表测B2绕组绝缘很不稳定。改用5000V绝缘电阻测试仪测试, 绝缘为零。初步判断B2绕组在交流耐压试验时击穿。

由于在交流耐压试验中, 发电机绝缘已被进一步破坏, 估计残留绝缘电阻不高, 决定采用直流加压法查找故障点。该方法多用于电缆经50Ω以上残留绝缘电阻接地故障点的查找, 所用设备简单, 准确性较高, 在火电安装及电厂的生产和维护中应用较广。基本原理是利用直流耐压试验器对高压电容器C充电, 充到一定电压后, 将放电间隙击穿, 电容电压加到线棒的接地故障点上, 同时也将故障点处对地残留绝缘间隙击穿, 在该处产生火花放电, 引起电磁辐射和机械的音频振动, 人们可直接用耳或借助于金属听音棒进行监听。当故障点首先击穿时, 根据放电处的声音和火花判断具体故障槽, 声音最响处即为故障点位置。直流加压法与做直流耐压的方法和接线一致 (图1) , 利用在绝缘上加直流电压, 确定绝缘的耐压强度。

发电机定子绕组发生单相接地或相间短路故障时, 一般都会在绝缘材料上形成不同程度的炭化, 使绝缘电阻值明显降低 (数值一般从几十欧姆至几十千欧姆) 。因此, 使用直流加压法进行加压时, 从安全和试验方便两方面考虑, 应特别注意保护间隙和电容C的调整。通过调整放电间隙确定充电电压和充放电时间间隔这两个试验主要参数。间隙太大, 电容充电电压高, 充放电电流太大, 试验设备可能因容量不够而损坏, 还可能扩大故障范围;间隙太小, 充放电电流小、放电声音小, 也不利于检查人员监听 (容易和环境噪声混淆) 。通常用放电球隙进行交直流高压试验时的高压测量。根据放电间隙与交直流放电电压对照表, 调整两个球隙之间的放电距离, 从而得出放电电压。一般以在放电间隙上能清晰听到放电声和看到放电火花为准 (充放电时间间隔一般为5~10s) 。

高试班和电机班人员合作, 对4#发电机加到6k V直流电压反复试验, 试验时工作人员在发电机附近监听, 最终发现发电机定子第25槽套管引线固定支架处有明显打火现象。确认该处为故障点。联系厂家技术人员用绝缘材料对故障点进行补敷处理。

3. 预防措施

分析认为线棒制造质量欠佳, 股线固定不良。绕组在运行中因长期受电磁力和机械力的作用而产生振动, 松动、磨损绝缘, 造成发电机定子绕组短路、接地或绕组端部固定不紧, 使股线局部过热, 致使绝缘劣化乃至击穿, 烧坏线棒和铁芯。

(1) 严格执行机组运行规程, 避免超限值或长期过负荷运行。

(2) 把好检修质量关, 加强清抹吹扫机组各部, 避免死角积尘、积炭。

(3) 严格执行试验规程做好预防性试验, 使绝缘有足够裕度, 防范于未然。

4. 结束语

查找发电机定子绝缘故障, 应首先解开每相绕组出口连接, 按每个支路检查。使用绝缘电阻表、万用表等先确定是金属性还是绝缘性故障。大型发电机每个支路线棒数量都不多, 若问题出在线棒端部, 则较易发现故障点。若故障点在直线段 (铁芯槽) 内, 则很难发现。由于大型发电机绕组分支直流电阻很小, 即使是金属型接地, 采用直流电阻比较法也无法判断。目前检查这类故障缺少先进测试定位仪器, 传统方法是:①有些故障线棒虽已出现绝缘故障, 但仍然有较高阻值, 采用直流加压法可能难以查出, 可采用交流加压法, 加入较高电压使故障点绝缘电阻进一步降低, 再用直流加压法查找。②查找发电机定子接地故障时, 使用直流加压法, 可节省时间, 准确、方便、安全地确定故障点位置, 而且不会伤害发电机和工作人员。实践证明, 在电力系统很有必要推广使用直流加压法。此外还有加大电流的所谓电流烧穿法, 这对大型发电机来说并不可取 (局部电流可能对线槽局部铁芯造成损伤) , 一般很少采用这种方法。

摘要：茂名电厂4#机组大修后, 交流耐压试验中绝缘薄弱点击穿。分析定子绕组绝缘劣化原因, 给出查找故障点过程、直流加压法特点和处理故障的方法。

直流发电机组篇8

直流系统接地故障在发电厂经常发生,对于运行环境差、运行时间长的设备,发生接地故障的机率更大,而且往往会同时出现几个接地点,查找起来显得非常困难。

分析直流接地的原因有如下几方面:二次回路绝缘材料不合格、绝缘性能低,安装和检修时受到损伤;没有定期维护,二次回路及设备严重污秽和受潮,使直流回路对地绝缘严重下降;其它导电物件跌落或小动物爬入带电回路,造成直流系统接地故障。

在直流接地故障中,危害较大的是两点接地,可能构成接地短路,造成继电保护、信号、自动装置误动或拒动,或直流保险熔断,使保护及自动装置、控制回路失去电源。在复杂保护回路中同极两点接地,还可能将某些继电器短接,造成越级跳闸。

2 直流系统接地故障分析

(1)直流正极接地,有使保护及自动装置误动的可能。

一般跳、合闸线圈和继电器线圈直接与负极电源接通,若这些回路再发生一点接地,就可能引起误动作。直流系统接线图如图1所示,当在A、1点发生直流接地时,电流继电器1KA、2KA、3KA接点短接,使1KT误动作,最后导致开关误跳闸;当A、3两点接地时,BCJ接点被短接而使开关误跳闸。

比如电网中的调峰电厂发生类似情况,机组出口开关误跳闸,就会对系统产生冲击,甚至使整个电网系统瘫痪,造成巨大的经济损失及其它损失。同理,两点接地还可能造成误合闸,误发信号。如图1中A、2两点接地,就会造成开关误合。

(2)直流负极接地,有使保护自动装置拒动的可能。

如果在跳、合闸线圈和保护继电器等回路上再有一点接地,所在回路的线圈就会被接地点短接而不能动作,如果这时发生紧急事故,就有可能使事故扩大,造成重大的设备和人身安全事故。

同时,直流回路短路电流会使电源保险熔断,并且可能烧坏继电器接点,保险熔断会失去保护及操作电源。如图1所示,直流接地故障发生在B、1两点时,1KT线圈被短接,过流保护动作时1KT不能动作,开关将不能跳闸且保险将会被熔断。

B、3两点接地时,TQ线圈被短接,保护动作及操作时开关拒跳,造成事故扩大。同理,两点接点时开关也可能合不上。如图1中的B、2两点接地,HC线圈被短接造成无法合开关。

3 查找直流系统接地故障

要排除直流接地故障,首先要找到接地的位置(即接地故障定位)。直流接地不一定是一个点,有可能是两个甚至多个点,而且大量的接地故障并不稳定,随着环境的变化而变化。因此,在现场查找直流接地是一个较为复杂的问题。查找直流接地故障一般有以下方法:

(1)拉回路法查找接地故障。

这是电力系统查直流接地故障一直沿用的一个简单办法。所谓“拉回路”,就是停掉该回路的直流电源,停电时间应小于3s。一般按以下顺序进行:事故照明回路;信号回路;操作回路;保护回路等。

确定了接地点的回路范围,再分析该回路中可能接地的支路及设备,逐步缩小查找范围,最后找出接地点。

(2)装置监测法。

这是一种在线监测直流系统对地绝缘情况的装置,目前大多数发电厂直流系统均有配套该类监测装置。该装置的优点是能在线监测,随时报告直流系统接地故障,并显示出接地回路编号。缺点是该装置只能监测直流回路接地的具体接地回路或支路,但对具体的接地点无法定位,并且受监测点安装数量的限制,很难将接地故障缩小到一个小的范围。

(3)万用表电压测量法。

用万用表直流电压档(D C档)测直流电压值,当直流一极接地时,另一极对地电压为全电压,即控制电压为220V、合闸电压为240V。当切除某一部分直流负荷时,观察万用表所测极对地电压值的变化情况来判断接地点所在区域,从支路到分支路,逐个否定,最后排除。当然,用万用表电压测量法查找直流接地,对电气运行人员熟悉本厂直流系统负荷分布、支路走向要求较高。

(4)便携式定位装置查找接地故障。

“拉回路”法会受到很多限制,遇到多点接地时实施起来就比较困难,而且随着发电厂自动化程度的提高,计算机的应用越来越普及,该方法在有些地方开始禁止使用。便携式直流接地故障定位装置的特点是:无需断开直流回路电源;可带电查找直流接地故障,极大地提高了查找直流接地故障的安全性。

4 直流系统接地故障查找难点分析

多点接地、环路接地、正负极同时接地是查找直流系统接地故障的难点,“拉回路”法是难以判断出接地回路的。

目前应用中的直流接地监测装置或者便携式查找接地装置,从现场使用情况反映,绝大部分都无力处理此类接地,主要原因是发电厂直流系统受到了分布电容的影响。而发电厂直流系统的对地分布电容是直流系统越大,回路越复杂,所接设备越多,系统呈现的对地分布电容也越大,容抗越小,并且随着发电厂的投运时间越长,分布电容也越大。上述接地故障较为复杂,要求检测设备具有相当的精度,抗分布电容指标较高,否则就会出现误报,使检测无法进行。

发生多点接地,无论是处于同一回路,还是分处于不同回路,在主回路上还能判别,往下查找不出接地支路或分支路,直流系统监测设备的精度显然不够;同样环路接地时,接地监测装置无法做到精确区分接地环路不同位置接地程度的差异,更无法通过分析比较,真正查找出接地故障点;正负同时接地,目前大部分直流系统绝缘监测,已不能有效报告接地故障,平衡电桥方式判定出的,仅仅是正接地故障和负接地故障同时接地时对地绝缘的差值。

根据上面的分析,用仪器查找直流系统接地,最重要的是要解决直流系统分布电容的干扰,提高查找设备的检测精度,解决受对地分布电容干扰大和多点接地、环路接地的误报问题。

目前较实用有效的一种新型直流系统绝缘监测及接地选线装置,采用非接触式磁调制直流微电流智能传感器,利用正负母线对地的接地电阻产生的漏电流,来测量母线对地的接地电阻大小,从而判别母线的接地故障。这种装置无须在母线上叠加任何信号,对直流母线供电不会有任何不良影响,可以消除由母线对地分布电容所引起的误判与漏判。

5 注意事项

(1)当直流系统一点接地时,禁止在二次回路上工作;查找直流接地故障,必须有二人进行,且切勿引起另一点接地,以防引起保护及自动装置的误动或拒动,甚至引起短路烧直流保险。

(2)使用仪表检查时,表计内阻应不低于2000Ω/V。若直流系统绝缘严重破坏但未完全接地,接地极对地电压应低于1 1 0 V,电压值下降越大判断绝缘损坏程度越严重,发生金属性接地故障极对地电压为零、另一极对地电压为220V。

(3)瞬停直流电源时,时间不应超过3 s,动作应迅速,防止失去保护电源及带有重合闸电源的时间过长。

(4)为防止误判断,观察接地现象是否消失时,应从信号、光字牌和绝缘监察表计指示情况综合判断。

(5)按符合实际的图纸进行,防止拆错端子线头,防止恢复接线时遗留或接错;所拆线头应做好记录和标记。

(6)防止保护误动作,必要时在切断操作电源前,解除可能误动的保护,操作电源正常后再投入保护。

6 直流系统运行的建议

(1)定期清扫直流屏柜、保护屏、微机自动化屏等,防止浮尘聚集而降低直流系统的对地绝缘。

(2)定期巡检直流系统的对地绝缘,利用精度较高的查找装置定期检查各个直流回路,记录绝缘较差的直流回路,加强监测。

(3)维护好室外开关箱门密封胶圈以及箱内驱潮器,避免箱内端子排受潮或被雨水侵入。

(4)定期维护好厂内事故照明,避免更换灯座不当等工作造成直流系统接地,扩大事故。