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保安電源柴油發(fā)電機組一次系統圖和工作邏輯 |
摘要:在發(fā)電作業(yè)中,為了更好的控制和分析,我們習慣性的把電?系統分為?次設備和?次設備,可是有很多的工程師對于電?的?次設備和?次設備的分類(lèi)理解?分的模糊,甚?區別不開(kāi),其實(shí)想要弄清電?設備的?次和?次也是?常容易的。一次系統是指由柴油發(fā)電機、送電線(xiàn)路、變壓器、斷路器等發(fā)電、輸電、變電、配電等設備組成的系統。一次系統是供電系統的主體,是用電負荷的載體,高電壓或大電流是一次系統的主要特點(diǎn)??得魉构驹诒疚闹薪虒Р裼桶l(fā)電機組操作人員熟悉本職工作范圍內的一次系統概念和應用,以保證供電系統安全經(jīng)濟穩定運行。
一、電氣設備的定義及劃分
電氣設備分一次設備和二次設備,一次設備以高電壓、大電流為主導電回路,二次設備以低電壓、小電流的控制、保護、信號、計量等為回路。我們也可以這樣理解:完成發(fā)電-輸電-配電功能的設備叫做一次設備,對一次設備進(jìn)行控制,保護作用的設備叫做二次設備。特殊設備,如勵磁、整流、調速等裝置,本身包括主導電回路和控制回路,需要更詳細的區分。
1、一次設備
直接?于?產(chǎn)、輸送和分配電能的?壓電?設備。包括:發(fā)電機,勵磁變壓器,勵磁調節裝置,發(fā)電機封閉母線(xiàn),發(fā)電機中性點(diǎn)接地裝置,高壓配電系統,輸電線(xiàn)路,廠(chǎng)用電系統,柴油發(fā)電機組等。
2、二次設備
對?次設備的?作進(jìn)?監測、控制、調節、保護以及為運?維護?員提供運??況或?產(chǎn)指揮信號所需的低壓電?設備。包括:電氣監控系統、勵磁系統、同步系統、直流系統及不間斷電源、通信系統、繼電保護、自動(dòng)裝置等。
二、一次系統設備選擇與接線(xiàn)
1、對于發(fā)電機的選擇工作
在進(jìn)行發(fā)電工作的過(guò)程中,對于發(fā)電機的選擇至關(guān)重要。在對發(fā)電機進(jìn)行選擇時(shí),通常最先進(jìn)行考慮的是發(fā)電機的容量大小。在進(jìn)行發(fā)電機容量的選擇時(shí),需要保證其能夠和柴油機的容量進(jìn)行相互協(xié)調,由此才能夠有效保證發(fā)電機在正常運轉中保持一定的穩定性和安全性。電氣一次系統對于發(fā)電機的選擇是有著(zhù)一定的原則的,其中主要包括根據發(fā)電機的額定電壓和功率因數進(jìn)行選擇。
(1)需要進(jìn)行考慮的是發(fā)電機的額定功率和容量能夠和柴油機之間的額定出力進(jìn)行相互配合
(2)需要進(jìn)行考慮的是發(fā)電機和柴油機兩者之間的連續容量能夠有所配合,這對于兩者在投入使用之時(shí)能夠擁有良好的運行效果具有重要意義。
(3)需要進(jìn)行全面考慮的是發(fā)電機和柴油機之間頻率、轉速保持一致。
根據發(fā)電機的選擇原則,進(jìn)行電氣一次系統的設備選擇工作,不僅能夠有效適應電氣一次系統的良好運行效果,同時(shí)還能夠有效保證電氣設備能夠正常投入使用之中。如果用戶(hù)對選擇缺乏足夠的專(zhuān)業(yè)知識,可請求康明斯發(fā)電機廠(chǎng)家協(xié)助,其產(chǎn)品實(shí)物如圖1所示。
2、電氣主接線(xiàn)
(1)主母線(xiàn)接線(xiàn)工作
接線(xiàn)問(wèn)題,是電氣一次系統中的重要內容,對于的正常運行情況具有重要意義,同時(shí)還能夠影響到的日常供電效果,對于人們用電情況具體重要影響。電氣主接線(xiàn)是柴油發(fā)電機組正常進(jìn)行供電工作的重要環(huán)節,是為了滿(mǎn)足預定的功率運行和傳送工作而進(jìn)行設計建設的,是能夠將設備之間進(jìn)行相互連接的重要電路。在電氣中的主接線(xiàn)使用過(guò)程中,能夠將的電能進(jìn)行有效傳送,增強的供電效果。針對電氣主接線(xiàn)的相關(guān)配電裝置,最先進(jìn)行考慮的通常都是電氣系統的穩定性和安全性,這就表明,在進(jìn)行電氣主母線(xiàn)的接線(xiàn)過(guò)程中,需要做好相應的保護措施,保證所進(jìn)行的相關(guān)工作都能夠具有良好的安全性能。主母線(xiàn)接線(xiàn)系統的經(jīng)濟性、社會(huì )性以及電流傳送的穩定性,也是進(jìn)行電氣主母線(xiàn)連接的重要考察點(diǎn)。針對配電裝置中的接線(xiàn)方式,通常情況下,需要遵循一定的原則,當電氣系統中進(jìn)行主母線(xiàn)進(jìn)出線(xiàn)的回路數不超過(guò)6回,此時(shí)能夠采用雙母線(xiàn)進(jìn)行接線(xiàn),這樣做的效果是能夠有效保證電氣系統中主母線(xiàn)連接的安全性。反之,如果進(jìn)出線(xiàn)的回路數超過(guò)6回,則需要使用斷路器的一半進(jìn)行相應的連接工作,這對于主母線(xiàn)的連接工作具有良好效果。
(2)啟動(dòng)電源的接線(xiàn)情況
啟動(dòng)電源是電氣一次系統中的重要組成部分,對于的正常發(fā)電工作具有重要的影響和作用。在對電氣系統中的啟動(dòng)電源進(jìn)行接線(xiàn)時(shí),需要綜合考慮到運行過(guò)程中的各項問(wèn)題,尤其是電氣設備所常用的額定電壓情況。當220kV及其之下的電壓裝置在進(jìn)行運轉的時(shí)候,能夠采用的啟動(dòng)電源接線(xiàn)方式,通常是直接從母線(xiàn)進(jìn)行連接的,由于配電裝置所使用的電壓較小,且保持在了一定的范圍之內,因而能夠采用較為簡(jiǎn)單的接線(xiàn)方式。在運行的過(guò)程中,如果各個(gè)配電裝置的電壓均較小,則可以使用先前的電壓作為前提基礎,再進(jìn)行下一步的接線(xiàn)工作,
(3)連接主電纜的工作
電纜的選擇工作,對于電氣一次系統的設計和運行具有重要意義。在進(jìn)行電纜的選擇工作時(shí),首先要能夠有效判斷出電氣系統中實(shí)際所需要的電纜類(lèi)型。通常情況下,電纜分為動(dòng)力電纜、耐火電纜以及阻燃電纜。不同的電纜類(lèi)型,所能夠產(chǎn)生的效果也是有所不同的,基本結構如圖2所示。在做好電纜的選擇工作之后,還需要進(jìn)行的重要工序是電纜的鋪設工作。電纜的鋪設方式是較為多樣的,在的主廠(chǎng)房之中,一般選擇架空敷設的方式,而針對廠(chǎng)區內的一般部位,則可以采取綜合管架敷設的方式。
圖1 康明斯發(fā)電機組工廠(chǎng)設備實(shí)物圖 |
圖2 發(fā)電機連接電纜結構圖 |
三、一次系統的應用
以核電廠(chǎng)一次系統為例,核電站的保安柴油發(fā)電機組種類(lèi)和數量眾多,分為安全級和非安全級,主要有LHH6.6kV應急配電系統中的LHA和LHB兩臺大功率安全級柴油發(fā)電機組,LLS水壓試驗泵柴油發(fā)電機組,EC廠(chǎng)房的LHZ380V交流發(fā)電機組,BOP廠(chǎng)房的380V交流發(fā)電機組、PF項目移動(dòng)式應急柴油發(fā)電機組和EM樓的380V交流發(fā)電機組等組成。適用于核能發(fā)電廠(chǎng)的《EJ/T 625-2004核電廠(chǎng)備用電源用柴油發(fā)電機組準則》、《GB/T 12788-2000核電廠(chǎng)安全級電力系統準則》以及《EJ/T639-1992核電廠(chǎng)安全級電力系統及設備保護準則》,對保安柴油發(fā)電機組的技術(shù)指標、控制功能、容量和選型提出了具體的要求。核電站保安柴油發(fā)電機組的詳細應用將在本書(shū)相關(guān)章節中介紹。
1、保安電源控制系統分類(lèi)
由于電廠(chǎng)采購的保安柴油發(fā)電機組一般要求控制系統完成自身的控制和保護功能之外,還需要承擔廠(chǎng)用電系統中數目眾多的正常電源開(kāi)關(guān)、備用電源開(kāi)關(guān)以及聯(lián)絡(luò )開(kāi)關(guān)的分合閘控制邏輯,因此對其控制系統的可靠性和可編程邏輯處理能力要求相當高,常規的柴油發(fā)電機組控制系統一般無(wú)法滿(mǎn)足其使用功能要求,只有采用可編程序控制器。柴油發(fā)電機組的控制系統主要分三種:
(1)不與發(fā)電廠(chǎng)保安電源進(jìn)行同期并網(wǎng)的應用(由于DL/T 5153-2014新版標準明確要求保安柴油發(fā)電機組需要配置同期并列裝置,這一種不帶同期并網(wǎng)功能的應用已經(jīng)越來(lái)越少,只在一些老電廠(chǎng)或者小型的熱電聯(lián)產(chǎn)電廠(chǎng)采用)。
(2)與發(fā)電廠(chǎng)保安電源進(jìn)行同期并網(wǎng)的應用(滿(mǎn)足DL/T 5153-2014新標準的主流應用,細分為帶脫硫保安段的鍋爐、汽機和脫硫的三段保安段,不帶脫硫保安段的鍋爐、汽機二段保安段和不帶脫硫保安段的鍋爐、汽機二段保安段之間帶聯(lián)絡(luò )開(kāi)關(guān))。
(3)黑啟動(dòng)應用,黑啟動(dòng)柴油發(fā)電機除了廠(chǎng)家配套可編程序控制器和調速板以外,還需要黑啟動(dòng)控制屏對廠(chǎng)變開(kāi)關(guān)、母聯(lián)開(kāi)關(guān)以及柴油發(fā)電機進(jìn)行控制。
2、不與發(fā)電廠(chǎng)保安電源進(jìn)行同期并網(wǎng)的控制邏輯
如圖3所示為洛陽(yáng)某電廠(chǎng)保安電源一次系統圖和工作邏輯,其工作過(guò)程如下:
(1)在自動(dòng)工作狀態(tài)下,當保安電源A段、B段中的任一段失電壓或AB段同時(shí)失電壓時(shí),柴油發(fā)電機組啟動(dòng),當頻率、電壓等各參數運行正常后,柴油發(fā)電機組發(fā)出閉合DL1開(kāi)關(guān)及DL2開(kāi)關(guān),經(jīng)過(guò)延時(shí)后,再合DL3開(kāi)關(guān)(哪一段失壓合哪段),當廠(chǎng)用電源AB段同時(shí)恢復正常后,通過(guò)現場(chǎng)或DCS進(jìn)行手動(dòng)操作使廠(chǎng)用電源恢復,恢復方式采用先分后合的斷電切換方式。
(2)發(fā)電機組試運行狀態(tài)工作時(shí),柴油發(fā)電機啟動(dòng),不進(jìn)行與廠(chǎng)用電源同期。
(3)廠(chǎng)用電源A段、B段分別裝設一個(gè)三相電壓檢測繼電器用于電壓檢測。
如圖4所示為揚州某電廠(chǎng)一次系統圖和工作邏輯圖,其工作過(guò)程如下:
(1)正常情況下,QF1及分支開(kāi)關(guān)QF11、QF21均處于斷開(kāi)狀態(tài)。
(2)當保安段只有一段失壓且對應段工作電源進(jìn)線(xiàn)開(kāi)關(guān)QF12或QF22開(kāi)關(guān)跳閘時(shí),柴油機房控制柜發(fā)出QF11、QF21合閘指令,且裝置輸出備自投后加速信號,若故障沒(méi)有切除,則快速跳閘,同時(shí)閉鎖合-QF11(或-QF21)。
(3)開(kāi)關(guān)(-QF12、-QF22)同時(shí)跳閘及保安A、B兩段母線(xiàn)同時(shí)失電時(shí),柴油發(fā)電機組自動(dòng)啟動(dòng),啟動(dòng)成功后,同時(shí)聯(lián)鎖開(kāi)關(guān)(-QF12及-QF22)及(-QF11及-QF21)跳閘,發(fā)電機組建壓建頻率后,合開(kāi)關(guān)QF1,延時(shí)合開(kāi)關(guān)QF11,后延時(shí)合開(kāi)關(guān)QF21。
(4)工作電源恢復時(shí),DCS發(fā)出解除自啟動(dòng)命令,控制系統解除QF11,QF21 自動(dòng)合閘功能,值班運行人員通過(guò)DCS斷開(kāi)保安A段備用進(jìn)線(xiàn)開(kāi)關(guān)(-QF11),閉合工作電源開(kāi)關(guān)-QF13,合保安A段工作進(jìn)線(xiàn)開(kāi)關(guān)(-QF12),然后,斷開(kāi)保安B段備用進(jìn)線(xiàn)開(kāi)關(guān)(-QF21),閉合工作電源開(kāi)關(guān)-QF23,同時(shí),閉合保安B段工作進(jìn)線(xiàn)開(kāi)關(guān)(-QF22)可手動(dòng)啟機,進(jìn)行開(kāi)關(guān)切換。
圖3 保安電源一次柴油發(fā)電機組總輸出母線(xiàn) |
圖4 保安電源柴油發(fā)電機組一次系統圖和工作邏輯圖 |
總結:
綜上所述,我們可知由電??次設備相互連接,構成發(fā)電、輸電、配電或進(jìn)?其他?產(chǎn)過(guò)程的電?回路稱(chēng)為?次回路或?次接線(xiàn)系統。進(jìn)行一次系統的設計,能夠有效增強的發(fā)電效果,逐步提升自身的供電水平,從而為人們日益增長(cháng)的電力需求提供良好的前提條件。電氣中的主母線(xiàn)接線(xiàn)情況和電氣系統中啟動(dòng)電源的接線(xiàn)情況,都是電氣一次系統設計的重要內容。
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