直流系統(tǒng)在火電廠的應(yīng)用與維護

引言

在火力發(fā)電廠穩(wěn)定運行過程中,直流系統(tǒng)起著不可替代的作用。直流系統(tǒng)能夠在火電廠設(shè)備斷電時給予電流補充,保證設(shè)備的穩(wěn)定運行。

1直流系統(tǒng)的分布、組成和結(jié)構(gòu)

直流系統(tǒng)在輸出的時候分成控制和合閘母線兩部分,合閘母線是與蓄電池進(jìn)行連接的,每臺機組都配有一套充電設(shè)備。充電器在設(shè)計的時候采用了高頻開關(guān)電源7＋1模塊,選用這種模塊的意義可以不必準(zhǔn)備充電器。通過雙投開關(guān)閉鎖兩臺機組的控制母線,如果在實際工作中有一臺充電器停止運行,那么就可以先把這兩臺充電器調(diào)整到一致的運行狀態(tài),之后把雙投開關(guān)投至3L和4L所能連接的位置,這樣就可以實現(xiàn)切換直流控制母線負(fù)荷的能力。

2直流系統(tǒng)運行方式

在運用直流系統(tǒng)時,蓄電池組和充電器是最常見的兩種運行設(shè)備,而在發(fā)電廠中普遍使用浮充電運行方式。

2.1蓄電池組的充放電運行模式

這種模式需要在運行過程中定期給蓄電池進(jìn)行充電,這樣才能夠保證蓄電池有良好的狀態(tài)。它最突出的特點就是在實際運行過程中,若是充電設(shè)備發(fā)生故障不工作,直流母線上的負(fù)荷供電將會由蓄電池組提供。為了在發(fā)生事故的時候蓄電池組仍舊可以實現(xiàn)穩(wěn)定工作,在蓄電池組正常放電的時候就要有一定的余量,不能一次性將蓄電池內(nèi)的電量用完。一般情況下,放電到剩余30%~40%即可,再將蓄電池進(jìn)行充電。充電設(shè)備的運行能力要能夠支5蓄電池組充電之持,外要還擔(dān)直流負(fù)載,這就要求充電設(shè)備有極好的性能和充足容量。

2.2蓄電池組的浮充電方式

這種方式實現(xiàn)的方法是將蓄電池組與充電器在直流母線上并列運行,當(dāng)設(shè)備運行正常的時候,直流母線上的電流負(fù)荷將由充電設(shè)備提供,同時比較小的電流通過蓄電池自放電進(jìn)行補充。蓄電池組在平常不進(jìn)行供電工作,只有在直流母線負(fù)荷突然出現(xiàn)增大時,供電的充電設(shè)備不能提供充足電量,這時蓄電池才會通過少量放電來滿足直流母線負(fù)荷需求,這種方式就被稱為浮充電方式。

3直流系統(tǒng)接地故障種類

3.1蓄電池接地

當(dāng)出現(xiàn)蓄電池接地故障時,在蓄電池正負(fù)極或內(nèi)部出現(xiàn)了接地。若是正負(fù)母線所連接的正負(fù)極極柱出現(xiàn)了接地,這種情況是正負(fù)母線接地,與蓄電池接地?zé)o關(guān)。

蓄電池接地是一種十分特別的兩極接地故障,換句話說就是在蓄電池中只有一個接地故障點。但是在供電電纜兩端發(fā)生的接地故障是有兩個接地故障點的,在實際檢查的時候要明確這個問題,不能因為出現(xiàn)在同一條供電電纜就定義為一個接地故障點。在直流系統(tǒng)中使用的蓄電池大多數(shù)是鉛酸蓄電池,這些電池內(nèi)部有電解液,當(dāng)電池殼體沒有保護好電解液導(dǎo)致泄漏,就會給電池架造成腐蝕威脅,電解液導(dǎo)電從而導(dǎo)致出現(xiàn)接地故障,這種現(xiàn)象也被叫做蓄電池漏液接地故障。

導(dǎo)致蓄電池接地的原因大體可以分為四種:第一種是使用的蓄電池長時間充電或者是周圍溫度過高導(dǎo)致殼體裂開,電解液從內(nèi)部流出來:第二種是維護保養(yǎng)不到位,導(dǎo)致蓄電池殼體出現(xiàn)老化:第三種是在應(yīng)力作用下,蓄電池底部的微小顆粒頂破殼體:第四種是蓄電池在線監(jiān)測設(shè)備工作不到位,未能及時發(fā)現(xiàn)問題。

3.2交流竄入接地

這種故障是在直流系統(tǒng)正常運行的過程中,交流電竄入其中而引發(fā)的。本身應(yīng)該接地的交流電火線連接了直流電兩極,導(dǎo)致直流系統(tǒng)出現(xiàn)接地故障。這種現(xiàn)象最大的特點就是直流系統(tǒng)正極和負(fù)極都對地有交流電壓輸出,通過使用交流電壓表就能夠?qū)ζ浞颠M(jìn)行測量,系統(tǒng)的正負(fù)兩極對地有著同等幅值的交流電壓,相同的兩個或者幾個發(fā)電廠或者變電站之間的交流電源是110/220V,運用電壓互感二次側(cè)57.8V的交流電壓源,它的中性點都是可以接地的,這就是交流電竄入到直流系統(tǒng)產(chǎn)生接地故障的原因所在。當(dāng)然,在對交流電電源進(jìn)行調(diào)試時,因為錯誤的接線處理也會直接導(dǎo)致交流電竄入直流系統(tǒng)而產(chǎn)生接地故障。除了這些原因之持,通過選用直流蓄電系統(tǒng)進(jìn)行供電的UPs也會因為其自身原因而發(fā)生交流電竄入直流系統(tǒng)的接地故障。

3.3直流互竄接地

根據(jù)有些調(diào)查顯示,網(wǎng)環(huán)故障產(chǎn)生的原因也有很多:

(1)在對系統(tǒng)進(jìn)行重新建設(shè)或者是拓展規(guī)模的施工過程中,會有一些有負(fù)荷的電源線被同時接入到兩套不同的直流電源系統(tǒng)中,這樣就會形成一條寄生回路。

(2)系統(tǒng)維護人員在進(jìn)行倒負(fù)荷工作中,應(yīng)該按照規(guī)定的步驟將兩條母線在相同的一條負(fù)荷供電線路上同時合上,再將其中的一條線路斷開,這樣做的目的是為了能夠很好地將一些負(fù)荷實現(xiàn)母線轉(zhuǎn)移?？墒窃趯嶋H工作中,由于操作失誤而沒將其中一路空開斷開,就導(dǎo)致了兩套直流系統(tǒng)出現(xiàn)并聯(lián)運行現(xiàn)象。

(3)在原有的直流系統(tǒng)上再重新加一套直流系統(tǒng),將新建成的直流系統(tǒng)進(jìn)行負(fù)荷分配時,這個負(fù)荷還與本來的直流系統(tǒng)相連。

(4)在相同的電纜中,有著兩套不同的直流系統(tǒng)供電回路,因為電纜之間的絕緣下降,會導(dǎo)致兩套直流系統(tǒng)發(fā)生相連。

4火力發(fā)電廠的直流供電系統(tǒng)維護

4.1蓄電池裝置維護

蓄電池維護使用的設(shè)備是狀態(tài)測試儀,這款儀器能夠測量電池內(nèi)的內(nèi)阻和電壓,估算出蓄電池的容量,初步確定工作中的蓄電池能夠繼續(xù)使用。通過測量蓄電池,就能掌握蓄電池的實際容量和儲電狀態(tài),對不合格的蓄電池進(jìn)行處理,以保證直流供電系統(tǒng)得以有序工作。

若是在檢測工作中檢測出不合格的電池,也不能將其直接扔掉或者報廢。接下來的工作就是將其進(jìn)行再次檢驗,看是否能夠通過重新修復(fù)發(fā)現(xiàn)它的其他用途。但是在這個過程中有一個重要原則,就是新電池和舊電池不能混合使用,不同品牌、不同批次型號也不能混合使用。修復(fù)舊電池可以采用專業(yè)的蓄電池活化儀來完成。

若是將舊蓄電池通過一定的程序來活化,在使用過程中還要每年進(jìn)行相關(guān)的檢查維護。這樣做是為了能夠保證使用中的蓄電池容量和狀態(tài)達(dá)到完美。參與檢測的一切設(shè)備最好是使用成套一體的,這樣做能夠同時兼顧性能和指標(biāo),標(biāo)準(zhǔn)也不會出現(xiàn)比較大的偏差。

為了能夠分析出現(xiàn)有設(shè)備狀態(tài),發(fā)現(xiàn)故障還可以及時得到維修,在測試絕緣問題的時候,要按照具體的流程制度來進(jìn)行,使用直流母線和其他相關(guān)設(shè)備組織進(jìn)行絕緣測試,在尋找故障定位點的時候,可以采用專業(yè)的儀器來輔助其他檢測維護儀器進(jìn)行工作。

4.2充電裝置維護

在對充電裝置進(jìn)行維護的時候,參考《國家電網(wǎng)十八項重大反事故措施》規(guī)定,其對充電裝置維護的標(biāo)準(zhǔn)覆蓋非常全面。若是發(fā)現(xiàn)實際運行中的設(shè)備不符合規(guī)定,要及時調(diào)整設(shè)備。

直流系統(tǒng)在變電站正常運行情況下,大多數(shù)都是在浮充方式下運行。波紋系數(shù)是指在輸出的電流電壓中,其與直流電壓之間的比值。交流成分屬于高頻范疇。若是高頻的幅值過高,那么會直接影響到設(shè)備壽命,甚至?xí)斐梢恍┻壿嬌系腻e誤。所以說在實際的直流裝置中電壓波紋系數(shù)不能夠超過1%。

在發(fā)電廠的直流系統(tǒng)中,充電裝置若出現(xiàn)穩(wěn)流或者穩(wěn)壓精度太高的現(xiàn)象,就會在實際運行中產(chǎn)生直流輸出的穩(wěn)定性不足和功率差的問題,甚至對微機保護裝置產(chǎn)生十分大的影響,導(dǎo)致其不能正常工作。在這種情況下,蓄電池會因過度充電或者是充電不足而降低使用壽命。特別是在發(fā)生故障的時候,各種繼電器會相繼發(fā)生動作,這就要求直流電源在輸出的時候擁有足夠的容量和穩(wěn)定性。

5結(jié)語

火電廠在實際運行過程中,直流系統(tǒng)有著舉足輕重的地位,因此,在實際工作過程中要提升及時發(fā)現(xiàn)直流系統(tǒng)問題的能力,改善處理問題的靈活性。