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火電廠熱控電源柜改造及電源管理探討
點(diǎn)擊次數(shù)：354 發(fā)布時(shí)間：2024-12-30
熱控供電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行在火電廠非常關(guān)鍵，近年來因熱工電源問題引發(fā)設(shè)備或系統(tǒng)故障甚至機(jī)組跳閘事件屢有發(fā)生。某廠2×300MW機(jī)組投產(chǎn)于90年代中期，電源柜內(nèi)電氣元件已出現(xiàn)老化現(xiàn)象，性能檢測參數(shù)不能滿足目前行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求，最初的設(shè)計(jì)隱患也逐漸呈現(xiàn)。為提高電源可靠性，在廣泛查閱標(biāo)準(zhǔn)、調(diào)研分析、結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際的基礎(chǔ)上開展了 #2機(jī)組的熱控電源柜整體改造。
1 、改造案例概要
1.1 設(shè)備情況
#2機(jī)熱控電子間設(shè)有 #1、#2、#3電源柜，每個(gè)電源柜設(shè) A 面和 B 面，共計(jì)6面。主要為 DEH 系統(tǒng)、熱控繼電器盤、火檢柜、TSI 柜、ETS 柜、現(xiàn)場控制監(jiān)視信號(hào)、部分電磁閥供電。電源切換裝置型號(hào)為 CJ10-60 60A，屬于繼電器式自動(dòng)切換裝置。按照負(fù)荷重要性將電源分級(jí)，其中直流電源設(shè)備、DEH 系統(tǒng)、ETS 系統(tǒng)、大小機(jī) TSI 系統(tǒng)、爐膛火焰檢測系統(tǒng)電源等影響機(jī)組安全運(yùn)行的電源系統(tǒng)為重要負(fù)荷，一般監(jiān)視儀表和電磁閥等允許短時(shí)停電的電源系統(tǒng)列為次要負(fù)荷，保溫伴熱電源為一般負(fù)荷。
1.2 改造原因
電源切換裝置性能參數(shù)不滿足最新標(biāo)準(zhǔn)要求，電氣元件長期運(yùn)行已出現(xiàn)老化現(xiàn)象。《火力發(fā)電廠熱工自動(dòng)化系統(tǒng)檢修運(yùn)行維護(hù)規(guī)程 》6.1.1.2.6規(guī)定，一般帶電型熱控保護(hù)系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)電源切換時(shí)間應(yīng)不大于5ms，電源管理測、調(diào)節(jié)、控制、報(bào)警系統(tǒng)電源切換時(shí)間應(yīng)不大于60ms。委托專業(yè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行熱控電源系統(tǒng)性能檢測，#3A 電源柜（重要負(fù)荷）自動(dòng)切換裝置切換時(shí)間高達(dá)250ms，不能滿足行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求。電源柜內(nèi)部負(fù)載分布不合理，電源重要性等級(jí)區(qū)別不明。規(guī)程規(guī)定 DEH 系統(tǒng)、ETS 系統(tǒng)、TSI系統(tǒng)、爐膛火焰檢測系統(tǒng)等重要設(shè)備必須有兩路可靠獨(dú)立的供電電源，不宜選用通過電源切換裝置實(shí)現(xiàn)雙路供電 ：#2機(jī) ETS 柜 AST 電磁閥兩路電源均在 #1A 面，沒有分散 ；#1A 面負(fù)載有大小機(jī) TSI 系統(tǒng)、火焰檢測系統(tǒng)的一路重要電源和其他諸多次要電源 ；#2B 面由 #2機(jī)直流小室 UPS 同一段供電，其負(fù)載為整個(gè) DEH 系統(tǒng)的3組 DPU，未分散布置，且又因后期改造柜內(nèi)增加了風(fēng)機(jī)振動(dòng)裝置電源，重要性等級(jí)不明 ；電源柜內(nèi)有3處保溫伴熱電源，保溫伴熱電源重要等級(jí)低，故障可能性大，應(yīng)獨(dú)立于電源柜布置。電源空開級(jí)差不合理。上級(jí)空開容量為36A, 而熱控電源柜內(nèi)進(jìn)線空開均為50A，易發(fā)生越級(jí)跳電事故。
1.3 改造方案實(shí)施
更換電源切換裝置，優(yōu)化減少切換裝置數(shù)量。現(xiàn)有5套電源切換裝置整合更換為3套切換裝置 , 兩套220VAC 40A 靜態(tài)開關(guān)切換裝置（ZR-STS40/2，切換時(shí)間小于10ms），一套110VDC 30A 電源切換裝置（ZR-ATS/DC-30，0ms 切換）。
滿足切換時(shí)間和電源容量應(yīng)有大于30% 的余量的要求。電源柜負(fù)載分類布置 ：#1柜負(fù)載次要電源。#1A 面和 #1B 面各配置220VAC 切換裝置一套，第發(fā)電運(yùn)維Power Operation2020.4 EPEM 99一路電源取自 UPS, 第二路電源取自保安段。將70個(gè)次要電源設(shè)備對稱布置在 A、B 兩面。例 ：氧量測點(diǎn)1、3電源布置在 #1A 面，氧量測點(diǎn)2、4電源布置在 #1B 面 ；#2柜負(fù)載重要電源。因 DEH 系統(tǒng)、ETS 系統(tǒng)、TSI 系統(tǒng)、火檢系統(tǒng)均各自配備了電源模塊（切換），為雙電源供電型設(shè)備，因此 #2柜不設(shè)電源切換裝置。第一路電源取自 UPS 接入 A 面，第二路電源取自保安段接入 B 面。設(shè)備的雙路電源對稱布置在 A、B 兩面，分散風(fēng)險(xiǎn)。例 ：大機(jī) TSI裝置電源1布置在 A 面，大機(jī) TSI 裝置電源2布置在B 面 ；#3柜負(fù)載直流電源。#3A 面配置保持不變，更換直流110V 電源切換裝置。#3B 面接入原兩路直流220VDC 電源做備用。集控室大屏幕電源和熱工保溫箱電源單獨(dú)布置。大屏幕空開電流16.2A, 負(fù)荷較大，將其直接由電氣400V 開關(guān)室引出單獨(dú)布置，不經(jīng)過柜內(nèi)電源切換裝置。電源柜內(nèi)保溫伴熱電源拆除，從鍋爐側(cè)專用保溫伴熱電源箱取電源。每個(gè)電源切換裝置的輸入、輸出引出電源失電監(jiān)視信號(hào)，接入 DCS 報(bào)警系統(tǒng)。
2、 熱工電源管理幾點(diǎn)措施
整理熱工重要系統(tǒng)電源臺(tái)賬，包括系統(tǒng)名稱、電源來源、電壓等級(jí)、切換裝置形式、空開級(jí)差容量、負(fù)載清單、切換過程影響、報(bào)警形式等，形成標(biāo)準(zhǔn)化資料 ；每周對 DCS（DEH）電源分配柜、閥門動(dòng)力柜電源切換裝置、熱控電源柜、熱控繼電器柜、火檢系統(tǒng)、TSI 系統(tǒng)、ETS 柜、CEMS 系統(tǒng)電源部分專項(xiàng)巡視檢查1次。查看工作狀態(tài)，有無發(fā)生過切換、是否有報(bào)警信息、有無放電焦糊痕跡等。每月對電源模件進(jìn)行1次紅外成像檢測，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理電源系統(tǒng)接線或觸點(diǎn)松動(dòng)引起的過流發(fā)熱隱患 ；機(jī)組停運(yùn)超過15日再次啟動(dòng)前進(jìn)行上述重要電源系統(tǒng)切換試驗(yàn)，驗(yàn)證切換功能，查看切換過程中DCS 系統(tǒng)和光字牌報(bào)警是否正常。C 級(jí)及以上檢修時(shí)應(yīng)進(jìn)行全部電源系統(tǒng)切換試驗(yàn)，并通過錄波器記錄確認(rèn)工作電源及備用電源的切換時(shí)間和直流供電維持時(shí)間滿足要求。在機(jī)組停機(jī)檢修過程中對控制系統(tǒng)和重要設(shè)備的電源裝置、切換裝置、空氣開關(guān)、端子排進(jìn)行清灰、緊固工作。檢查電源接線端子是否氧化，對分支保險(xiǎn)、總保險(xiǎn)進(jìn)行認(rèn)真檢查。檢查導(dǎo)線或電纜外皮完好，用500V 兆歐表測量電源系統(tǒng)對地絕緣，絕緣電阻應(yīng)大于20MΩ ；熱工專用的 UPS 電源電池至少每年進(jìn)行一次充放電，不滿足電池容量70% 時(shí)及時(shí)更換 ；設(shè)備改造增加電源柜或在電源柜內(nèi)部增加用電設(shè)備時(shí)應(yīng)充分考慮電源重要等級(jí)，合理布置。計(jì)算負(fù)載容量保證電源裕量。新增的電源要注明來源，標(biāo)識(shí)正確、清晰。及時(shí)更新圖紙和電源臺(tái)賬。火檢系統(tǒng)中放大器電源環(huán)路連接時(shí)要保證任一接線松動(dòng)不會(huì)導(dǎo)致電源異常，建議用線鼻壓接或一根整線中間不剪斷串接，有條件的應(yīng)將火檢放大器分散在不同的多路電源上 ；公用 DCS 系統(tǒng)電源應(yīng)取自兩臺(tái)機(jī)組的 DCS 系統(tǒng) UPS 電源，電源不允許取自電氣同一 MCC 段，在運(yùn)行中保證無擾切換。各人機(jī)接口站和通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的電源應(yīng)采用兩路電源供電并通過雙電源模塊接入，否則操作員站和通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的電源應(yīng)合理分配在兩路電源上 ；分析MFT 繼電器柜和 ETS 柜的供電方式，確認(rèn)電源異常時(shí)繼電器輸出的狀態(tài)。掌握操作臺(tái)上停機(jī)、停爐、啟潤滑油泵等按鈕的配置情況，分析當(dāng) DCS 全部失電時(shí)，保證機(jī)組安全停運(yùn)。