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保安電源柴油發(fā)電機(jī)組一次系統(tǒng)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(xí)慣性的把電?系統(tǒng)分為?次設(shè)備和?次設(shè)備,可是有很多的工程師對(duì)于電?的?次設(shè)備和?次設(shè)備的分類(lèi)理解?分的模糊,甚?區(qū)別不開(kāi),其實(shí)想要弄清電?設(shè)備的?次和?次也是?常容易的。一次系統(tǒng)是指由柴油發(fā)電機(jī)、送電線路、變壓器、斷路器等發(fā)電、輸電、變電、配電等設(shè)備組成的系統(tǒng)。一次系統(tǒng)是供電系統(tǒng)的主體,是用電負(fù)荷的載體,高電壓或大電流是一次系統(tǒng)的主要特點(diǎn)。康明斯公司在本文中教導(dǎo)柴油發(fā)電機(jī)組操作人員熟悉本職工作范圍內(nèi)的一次系統(tǒng)概念和應(yīng)用,以保證供電系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定運(yùn)行。
一、電氣設(shè)備的定義及劃分
電氣設(shè)備分一次設(shè)備和二次設(shè)備,一次設(shè)備以高電壓、大電流為主導(dǎo)電回路,二次設(shè)備以低電壓、小電流的控制、保護(hù)、信號(hào)、計(jì)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(shè)備叫做一次設(shè)備,對(duì)一次設(shè)備進(jìn)行控制,保護(hù)作用的設(shè)備叫做二次設(shè)備。特殊設(shè)備,如勵(lì)磁、整流、調(diào)速等裝置,本身包括主導(dǎo)電回路和控制回路,需要更詳細(xì)的區(qū)分。
1、一次設(shè)備
直接?于?產(chǎn)、輸送和分配電能的?壓電?設(shè)備。包括:發(fā)電機(jī),勵(lì)磁變壓器,勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置,發(fā)電機(jī)封閉母線,發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)接地裝置,高壓配電系統(tǒng),輸電線路,廠用電系統(tǒng),柴油發(fā)電機(jī)組等。
2、二次設(shè)備
對(duì)?次設(shè)備的?作進(jìn)?監(jiān)測(cè)、控制、調(diào)節(jié)、保護(hù)以及為運(yùn)?維護(hù)?員提供運(yùn)??況或?產(chǎn)指揮信號(hào)所需的低壓電?設(shè)備。包括:電氣監(jiān)控系統(tǒng)、勵(lì)磁系統(tǒng)、同步系統(tǒng)、直流系統(tǒng)及不間斷電源、通信系統(tǒng)、繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置等。
二、一次系統(tǒng)設(shè)備選擇與接線
1、對(duì)于發(fā)電機(jī)的選擇工作
在進(jìn)行發(fā)電工作的過(guò)程中,對(duì)于發(fā)電機(jī)的選擇至關(guān)重要。在對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行選擇時(shí),通常最先進(jìn)行考慮的是發(fā)電機(jī)的容量大小。在進(jìn)行發(fā)電機(jī)容量的選擇時(shí),需要保證其能夠和柴油機(jī)的容量進(jìn)行相互協(xié)調(diào),由此才能夠有效保證發(fā)電機(jī)在正常運(yùn)轉(zhuǎn)中保持一定的穩(wěn)定性和安全性。電氣一次系統(tǒng)對(duì)于發(fā)電機(jī)的選擇是有著一定的原則的,其中主要包括根據(jù)發(fā)電機(jī)的額定電壓和功率因數(shù)進(jìn)行選擇。
(1)需要進(jìn)行考慮的是發(fā)電機(jī)的額定功率和容量能夠和柴油機(jī)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(jī)和柴油機(jī)兩者之間的連續(xù)容量能夠有所配合,這對(duì)于兩者在投入使用之時(shí)能夠擁有良好的運(yùn)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(jī)和柴油機(jī)之間頻率、轉(zhuǎn)速保持一致。
根據(jù)發(fā)電機(jī)的選擇原則,進(jìn)行電氣一次系統(tǒng)的設(shè)備選擇工作,不僅能夠有效適應(yīng)電氣一次系統(tǒng)的良好運(yùn)行效果,同時(shí)還能夠有效保證電氣設(shè)備能夠正常投入使用之中。如果用戶對(duì)選擇缺乏足夠的專(zhuān)業(yè)知識(shí),可請(qǐng)求康明斯發(fā)電機(jī)廠家協(xié)助,其產(chǎn)品實(shí)物如圖1所示。
2、電氣主接線
(1)主母線接線工作
接線問(wèn)題,是電氣一次系統(tǒng)中的重要內(nèi)容,對(duì)于的正常運(yùn)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(duì)于人們用電情況具體重要影響。電氣主接線是柴油發(fā)電機(jī)組正常進(jìn)行供電工作的重要環(huán)節(jié),是為了滿足預(yù)定的功率運(yùn)行和傳送工作而進(jìn)行設(shè)計(jì)建設(shè)的,是能夠?qū)⒃O(shè)備之間進(jìn)行相互連接的重要電路。在電氣中的主接線使用過(guò)程中,能夠?qū)⒌碾娔苓M(jìn)行有效傳送,增強(qiáng)的供電效果。針對(duì)電氣主接線的相關(guān)配電裝置,最先進(jìn)行考慮的通常都是電氣系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性,這就表明,在進(jìn)行電氣主母線的接線過(guò)程中,需要做好相應(yīng)的保護(hù)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。主母線接線系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性、社會(huì)性以及電流傳送的穩(wěn)定性,也是進(jìn)行電氣主母線連接的重要考察點(diǎn)。針對(duì)配電裝置中的接線方式,通常情況下,需要遵循一定的原則,當(dāng)電氣系統(tǒng)中進(jìn)行主母線進(jìn)出線的回路數(shù)不超過(guò)6回,此時(shí)能夠采用雙母線進(jìn)行接線,這樣做的效果是能夠有效保證電氣系統(tǒng)中主母線連接的安全性。反之,如果進(jìn)出線的回路數(shù)超過(guò)6回,則需要使用斷路器的一半進(jìn)行相應(yīng)的連接工作,這對(duì)于主母線的連接工作具有良好效果。
(2)啟動(dòng)電源的接線情況
啟動(dòng)電源是電氣一次系統(tǒng)中的重要組成部分,對(duì)于的正常發(fā)電工作具有重要的影響和作用。在對(duì)電氣系統(tǒng)中的啟動(dòng)電源進(jìn)行接線時(shí),需要綜合考慮到運(yùn)行過(guò)程中的各項(xiàng)問(wèn)題,尤其是電氣設(shè)備所常用的額定電壓情況。當(dāng)220kV及其之下的電壓裝置在進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候,能夠采用的啟動(dòng)電源接線方式,通常是直接從母線進(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(nèi),因而能夠采用較為簡(jiǎn)單的接線方式。在運(yùn)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(chǔ),再進(jìn)行下一步的接線工作,
(3)連接主電纜的工作
電纜的選擇工作,對(duì)于電氣一次系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)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(tǒng)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(jié)構(gòu)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(shè)工作。電纜的鋪設(shè)方式是較為多樣的,在的主廠房之中,一般選擇架空敷設(shè)的方式,而針對(duì)廠區(qū)內(nèi)的一般部位,則可以采取綜合管架敷設(shè)的方式。
圖1 康明斯發(fā)電機(jī)組工廠設(shè)備實(shí)物圖 |
圖2 發(fā)電機(jī)連接電纜結(jié)構(gòu)圖 |
三、一次系統(tǒng)的應(yīng)用
以核電廠一次系統(tǒng)為例,核電站的保安柴油發(fā)電機(jī)組種類(lèi)和數(shù)量眾多,分為安全級(jí)和非安全級(jí),主要有LHH6.6kV應(yīng)急配電系統(tǒng)中的LHA和LHB兩臺(tái)大功率安全級(jí)柴油發(fā)電機(jī)組,LLS水壓試驗(yàn)泵柴油發(fā)電機(jī)組,EC廠房的LHZ380V交流發(fā)電機(jī)組,BOP廠房的380V交流發(fā)電機(jī)組、PF項(xiàng)目移動(dòng)式應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組和EM樓的380V交流發(fā)電機(jī)組等組成。適用于核能發(fā)電廠的《EJ/T 625-2004核電廠備用電源用柴油發(fā)電機(jī)組準(zhǔn)則》、《GB/T 12788-2000核電廠安全級(jí)電力系統(tǒng)準(zhǔn)則》以及《EJ/T639-1992核電廠安全級(jí)電力系統(tǒng)及設(shè)備保護(hù)準(zhǔn)則》,對(duì)保安柴油發(fā)電機(jī)組的技術(shù)指標(biāo)、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(jī)組的詳細(xì)應(yīng)用將在本書(shū)相關(guān)章節(jié)中介紹。
1、保安電源控制系統(tǒng)分類(lèi)
由于電廠采購(gòu)的保安柴油發(fā)電機(jī)組一般要求控制系統(tǒng)完成自身的控制和保護(hù)功能之外,還需要承擔(dān)廠用電系統(tǒng)中數(shù)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(duì)其控制系統(tǒng)的可靠性和可編程邏輯處理能力要求相當(dāng)高,常規(guī)的柴油發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)一般無(wú)法滿足其使用功能要求,只有采用可編程序控制器。柴油發(fā)電機(jī)組的控制系統(tǒng)主要分三種:
(1)不與發(fā)電廠保安電源進(jìn)行同期并網(wǎng)的應(yīng)用(由于DL/T 5153-2014新版標(biāo)準(zhǔn)明確要求保安柴油發(fā)電機(jī)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(yīng)用已經(jīng)越來(lái)越少,只在一些老電廠或者小型的熱電聯(lián)產(chǎn)電廠采用)。
(2)與發(fā)電廠保安電源進(jìn)行同期并網(wǎng)的應(yīng)用(滿足DL/T 5153-2014新標(biāo)準(zhǔn)的主流應(yīng)用,細(xì)分為帶脫硫保安段的鍋爐、汽機(jī)和脫硫的三段保安段,不帶脫硫保安段的鍋爐、汽機(jī)二段保安段和不帶脫硫保安段的鍋爐、汽機(jī)二段保安段之間帶聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān))。
(3)黑啟動(dòng)應(yīng)用,黑啟動(dòng)柴油發(fā)電機(jī)除了廠家配套可編程序控制器和調(diào)速板以外,還需要黑啟動(dòng)控制屏對(duì)廠變開(kāi)關(guān)、母聯(lián)開(kāi)關(guān)以及柴油發(fā)電機(jī)進(jìn)行控制。
2、不與發(fā)電廠保安電源進(jìn)行同期并網(wǎng)的控制邏輯
如圖3所示為洛陽(yáng)某電廠保安電源一次系統(tǒng)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(dāng)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(jī)組啟動(dòng),當(dāng)頻率、電壓等各參數(shù)運(yùn)行正常后,柴油發(fā)電機(jī)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(dāng)廠用電源AB段同時(shí)恢復(fù)正常后,通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)或DCS進(jìn)行手動(dòng)操作使廠用電源恢復(fù),恢復(fù)方式采用先分后合的斷電切換方式。
(2)發(fā)電機(jī)組試運(yùn)行狀態(tài)工作時(shí),柴油發(fā)電機(jī)啟動(dòng),不進(jìn)行與廠用電源同期。
(3)廠用電源A段、B段分別裝設(shè)一個(gè)三相電壓檢測(cè)繼電器用于電壓檢測(cè)。
如圖4所示為揚(yáng)州某電廠一次系統(tǒng)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(dāng)保安段只有一段失壓且對(duì)應(yīng)段工作電源進(jìn)線開(kāi)關(guān)QF12或QF22開(kāi)關(guān)跳閘時(shí),柴油機(jī)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(hào),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兩段母線同時(shí)失電時(shí),柴油發(fā)電機(jī)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(jī)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(fù)時(shí),DCS發(fā)出解除自啟動(dòng)命令,控制系統(tǒng)解除QF11,QF21 自動(dòng)合閘功能,值班運(yùn)行人員通過(guò)DCS斷開(kāi)保安A段備用進(jìn)線開(kāi)關(guān)(-QF11),閉合工作電源開(kāi)關(guān)-QF13,合保安A段工作進(jìn)線開(kāi)關(guān)(-QF12),然后,斷開(kāi)保安B段備用進(jìn)線開(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)線開(kāi)關(guān)(-QF22)可手動(dòng)啟機(jī),進(jìn)行開(kāi)關(guān)切換。
圖3 保安電源一次柴油發(fā)電機(jī)組總輸出母線 |
圖4 保安電源柴油發(fā)電機(jī)組一次系統(tǒng)圖和工作邏輯圖 |
總結(jié):
綜上所述,我們可知由電??次設(shè)備相互連接,構(gòu)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?次接線系統(tǒng)。進(jìn)行一次系統(tǒng)的設(shè)計(jì),能夠有效增強(qiáng)的發(fā)電效果,逐步提升自身的供電水平,從而為人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的電力需求提供良好的前提條件。電氣中的主母線接線情況和電氣系統(tǒng)中啟動(dòng)電源的接線情況,都是電氣一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。
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