某電廠勵磁系統(tǒng)#1整流柜風冷回路優(yōu)化改造

0引言

在當今的電力生產(chǎn)與供應領域,提高發(fā)電效率與系統(tǒng)穩(wěn)定性是持續(xù)追求的目標。勵磁系統(tǒng)作為電力系統(tǒng)中不可或缺的一部分,其性能優(yōu)劣直接影響到發(fā)電機組的穩(wěn)定運行與電能的質量^[1—3]。整流柜作為勵磁系統(tǒng)的核心組件之一,承擔著將交流電轉換為直流電的重要任務,其運行效率與穩(wěn)定性對整個勵磁系統(tǒng)至關重要^[4]。然而,長期運行下的整流柜往往面臨著諸多挑戰(zhàn),特別是其風冷回路的冷卻效率問題,已成為影響整流柜性能穩(wěn)定性的關鍵因素之一。隨著時間的推移,原有的風冷回路設計及其組件逐漸暴露出多種局限性,包括冷卻能力不足、風扇老化、散熱不均等,這些問題不僅降低了整流柜的工作效率,還增加了設備運行的風險,影響到了整個電廠的安全穩(wěn)定運行^[5—6]。因此,對勵磁系統(tǒng)整流柜風冷回路的優(yōu)化改造顯得尤為重要,這不僅能夠提升整流柜的運行效率和可靠性,還有利于延長設備的使用壽命,降低維護成本,從而增強電廠的整體競爭力^[7—8]。

為此,本文針對某電廠現(xiàn)有勵磁系統(tǒng)#1整流柜風冷回路進行全面評估后實施優(yōu)化改造,預期能夠顯著提高整流柜的冷卻效率,降低設備故障率,確保整流柜及整個勵磁系統(tǒng)的高效、穩(wěn)定運行,進而提高電廠的發(fā)電效率和經(jīng)濟效益。

1 現(xiàn)狀概述

某電廠#1機組采用由北京某公司設計生產(chǎn)的GEC—300—A124型勵磁系統(tǒng),該勵磁系統(tǒng)配置4個整流柜且每個整流柜設置4臺散熱冷卻風機(1臺大風機和3臺小風機)。勵磁系統(tǒng)散熱冷卻風機回路兩路交流電源分別取自380 VMCC配電室第一、二段,其中第一段為大風機(FJ11)的動力電源和控制電源供電,第二段為小風機(FJ12、FJ13、FJ14)的動力電源和控制電源供電。勵磁系統(tǒng)散熱冷卻風機回路設計控制把手11FQk,此控制把手無論切換至“I”還是“Ⅱ”位置時都是大風機運行,3臺小風機備用,只有第I路交流電源A相失去電或大風機故障時,3臺小風機才能自動投入運行,需要停運時再次切換至“0”位置。其中,勵磁系統(tǒng)#1整流柜散熱冷卻風機回路如圖1所示。

目前,勵磁系統(tǒng)#1整流柜散熱冷卻風機回路設計存在以下問題:

1)雖然有兩路交流電源,但是并沒有提高供電可靠性,當?shù)谝宦冯娫聪r,大風機(FJ11)即使正常也不可能工作,只能由第二路電源來驅動小風機運行,提供散熱。

2)電源沒有任何監(jiān)視回路,當電源電壓低、缺相或者相序錯誤時,得不到有效監(jiān)視,沒有相應保護措施,可能導致散熱風機燒損。

3)根據(jù)回路設計,對小風機進行試運,只能切斷第一組交流電源或拆除大風機部分控制回路,既不方便也不安全。

4)該回路設計大風機與小風機不能同時運行,當大風機獨立運行散熱效果不能滿足要求時,不能啟動小風機輔助散熱。

2優(yōu)化改造方案

基于勵磁系統(tǒng)#1整流柜散熱冷卻風機回路原設計存在的問題,提出以下優(yōu)化改造方案:首先針對整流柜散熱冷卻風機回路第一路電源消失時大風機(FJ11)不能正常供電,只能由第二路電源來驅動小風機運行的問題,增加一路備用電源為大風機(FJ11)供電,在正常運行中第一路電源為大風機(FJ11)主供電,第二路電源備用,以確保#1整流柜散熱風機供電可靠性;其次,針對回路大風機與小風機不能同時運行的問題,設計增加一組11KK空開,這樣即使大風機(FJ11)正常運行中也能實現(xiàn)小風機試轉工作或啟動小風機輔助散熱的功能;最后,對于原第一、二路電源沒有任何監(jiān)視功能的問題,在#1整流柜散熱冷卻風機回路上增加監(jiān)視回路,這樣當主路電源相序錯誤、電壓低、缺相或接觸器未動作可靠時,可自動切換至備用電源,確保整流柜散熱風機可靠運行。優(yōu)化后回路如圖2所示。

3 試驗驗證

勵磁系統(tǒng)#1整流柜散熱冷卻風機回路優(yōu)化改造后,需對回路各項預定功能進行試驗驗證以保證其可靠性。試驗項目及結果如表1所示。

4 改造后效果分析

1)增加雙電源自動切換回路,轉換把手“11FQK”切換至“?！蔽恢猛Ｖ?切換至“I”位置第一路電源主供電,第二路電源備用;切換至“Ⅱ”位置第二路電源主供電,第一路備用。同時,增加的第一、二路電源監(jiān)視回路,當主路電源相序錯誤、電壓低、缺相或接觸器未動作可靠時,能自動切換至備用電源運行,有效提高了風機電源供電的可靠性,在保證散熱風機可靠工作的同時,能有效防止因電源電壓低、缺相等原因造成風機燒毀。

2)保留了原大風機主路供電、小風機備用的回路設計,增加了11KK空開且當此空開合上時小風機運行,方便大風機運行時試轉小風機或必要時啟動小風機輔助散熱。

5 結束語

本文介紹了某電廠#1機組勵磁系統(tǒng)#1整流柜風機回路的優(yōu)化改造,該項目已順利完成,取得了顯著成效。通過對風冷回路進行系統(tǒng)性的分析和精心設計的改造,成功解決了原回路設計存在的一系列問題。首先,實現(xiàn)了對380V電源的有效監(jiān)視和 自動切換,方便了小風機在運行中試轉,也滿足大、小風機同時運行的最大散熱輸出需求;其次,優(yōu)化后回路相比原回路供電可靠性、風機控制可操作性明顯提升,各項試驗均合格,達到回路優(yōu)化各項預定目標。

綜上所述,此次勵磁系統(tǒng)整流柜風機回路優(yōu)化改造的實施不僅顯著提高了整流柜的運行效率和可靠性,而且延長了設備的使用壽命,為電廠的穩(wěn)定運行提供了有力保障。

[參考文獻]

[1]臧俊勇.發(fā)電機勵磁系統(tǒng)故障實例與分析[J].中國高新科技,2024(2):33一35.

[2]沈杰.發(fā)電機勵磁故障分析及處理對策[J].冶金動力,2022(6):4一7.

[3]劉堅.勵磁系統(tǒng)的日常維護及故障分析[J].紅水河,2008(4):80—83.

[4]沈曉暉.大型發(fā)電機勵磁系統(tǒng)改造方案設計及選型[J].中國核電,2023,16(3):387—392.

[5]沈曉暉.發(fā)電機勵磁功率柜風機停運分析及回路改進[J].電力安全技術,2022,24(7):53—57.

[6]王坤,安寧.大功率可控硅整流柜的散熱分析與計算[J]. 機電信息,2017(36):136—137.

[7] 王浩.600 MW發(fā)電機組ABB勵磁系統(tǒng)優(yōu)化升級研究與應用[J].科學技術創(chuàng)新,2017(25):13—14.

[8]周濤,嚴欣婷,廖容,等.同步發(fā)電機勵磁功率柜風機電源回路的設計改進[J].裝備制造技術,2024(1):33—36.

2024年第15期第18篇