柴油发电机及保安系统
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厂用电系统一、厂用电接线方式1.厂用工作电源及其引接#1、2机组厂用电系统采用单元制接线方式,即每台机组6KV厂用母线分别设置I(II)A、I(II)B两段工作母线,每台发电机出口T接的高厂变给6KV厂用工作母线供电。
两台机组设一台启/备变作为6kV系统的启动和备用电源。
启/备变高压侧接至湛江发电厂二期220kV母线,与高厂变不在一个同期系统。
6kV系统为中电阻接地系统(中阻接地系统就是目的就是为使零序保护可靠、灵敏地动作。
),接地电阻为40欧姆。
380V厂用电系统采用单母线分段的接线方式,每台机组的380V厂用电系统由两个汽机段、两个锅炉段和两个除尘段组成,在汽机段上接有两个保安段。
两台机组380V 公用系统由两个照明段、两个检修段、两个燃油段、两个化水段、两个综合楼段、两个空压机房段、两个脱硫段、两个脱硫公用段和一个淡水段组成。
整个380V系统为中性点直接接地系统(其作用是稳定电网对地电位,从而可使对地绝缘降低。
)。
每台机组各设一台1000kW的柴油发电机作为厂用电失去时保证机组安全停运的事故保安电源。
2.厂用备用电源与启动电源备用电源用于因工作电源事故或检修而失电时替代工作电源,起后备作用。
可以分为明备用和暗备用。
正常运行时,#1高厂变的两个低压分裂绕组给6kV厂用工作IA段和6kV厂用工作IB段供电;#2高厂变的两个低压分裂绕组给6kV厂用工作IIA段和6kV厂用工作IIB 段供电。
#1启/备变作为6kV厂用工作IA段、6kV厂用工作IB段和6kV厂用工作IIA 段、6kV厂用工作IIB段的启动和备用电源,高压侧接至湛江发电厂二期220kV母线,与高厂变不在一个同期系统,#1启/备变正常运行时为空载状态,即高压侧开关在合闸状态,低压侧开关在联锁热备用状态,它没有带有厂用公用负荷,全厂的公用负荷由各机组的工作变压器分担,这种运行方式因为启备变长期带电,空载损耗较大,但可靠性比较高,而且不带公用负荷,容量也可适度减小。
厂用事故保安电源和不停电交流电源————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:厂用事故保安电源和不停电交流电源一.保安电源概述(一)保安电源的作用保安电源是专为大型汽轮发电机组配置的电源系统。
在发电厂的锅炉、汽机和电气设备中,都有部分设备不但在机组运行中不能停电,而且在机组停机后的相当一段时间内也不能中断供电;还有一些设备需在机组事故停机时立即从备用状态投入运行;另有部分设备例如蓄电池组的充电设备则不论机组运行与否都不能较长时间失电。
也就是说,它们对保证设备安全具有非常重要的意义。
因此,供电给这些设备的电源系统应比一般的厂用电系统更可靠,这就是设置保安电源系统的原因。
我们一般所说的保安电源实际上是指的交流事故保安电源系统,它包括正常运行的部分和事故备用的部分,共同组成完整的交流保安电源系统。
保安电源系统是按全厂停电(包括由系统引入的起动备用电电源也停电)时能保证需要继续运转的设备有可靠的电源供电从而保证安全停机的原则来设计的。
正常机组运行时或机组虽不运行但电厂的厂用电是由系统引入的起动备用电源供电时,接在保安电源上的设备也由电厂厂用电供电运行。
如果由于某种原因发生厂用电失电而造成全厂停电,保安事故备用电源应投入供电,保证接在保安段的设备继续运行。
交流保安电源供电的负荷一般是允许短时间停电的即允许短时间间断供电的,这是保安电源与不停电电源的区别。
在发电厂还有一部分不允许间断供电的负荷即实际上是指电源间断时间极短不允许超过5毫秒例如计算机等负荷,短时中断供电的交流电源还不能满足这类负荷的需要,这类负荷在设计规程中简称为“0I”类负荷,应由不停电电源供电。
容量为200MW以上的火力发电机组设置有交流保安电源。
(二)交流事故保安电源的特点保安电源系统虽然在接线上看起来与一般低压厂用电没有区别,实质上由于其供电负荷的性质决定了保安电源系统具有以下特点:1.交流事故保安段的接线应与低压厂用电一致。
保安段失电(包括M101电源失电)事故处理预案一、保安段的正常运行方式及所带负荷:1、380V锅炉PCA、B段分别带380V保安PCA、B段。
2、柴油发电机热备用,作为380V保安PCA、B段的备用电源。
380V保安PCA、B段的母线PT上低电压压板在投入位,柴油发电机控制方式开关投“自动”位。
3、保安段所带负荷分配情况(以1#机组为例):380V保安PCA段380V保安PCB段汽机侧空、氢侧交流密封油泵、 1#排烟风机、 1#顶轴油泵、主机交流润滑油泵、 1#抗燃油泵、汽机盘车电源、氢密封备用泵、 2#抗燃油泵、2#排烟风机、 2#、3#顶轴油泵、锅炉侧1#空预主、辅电机、 1#、2#、3#给煤机、引送风机的1#油泵、 1#火检冷却风机、 1#磨油站、2#空预主、辅电机、 4#、5#、6#给煤机、引送风机的2#油泵、2#火检冷却风机、 2#、3#磨油站、电气网络继电器室、主机直流充电器A1#、B1#、热控电源1#、DCS电源、 UPS主电源、汽机锅炉电动门热力盘电源、空冷电动门热力盘电源、网络继电器室、主机直流充电器A2#、B2#、 UPS旁路电源、汽机锅炉电动门热力盘、脱硫保安1段备用电源、网继远动及变送器电源、启备变有载调压电源、辅助车间控制网络机械电源、入炉煤分析电源、其它1#空预火灾报警电源1#、空冷事故照明、消防雨淋1#空预火灾报警电源2#、炉电梯、空冷电梯、工业电视、火灾报警、机、炉侧事故照明、集控楼事故照明、电除尘事故照明、二、保安段失电现象:1、保安PC段母线电压到零。
2、保安PC段工作电源进线开关可能掉闸。
3、保安PC段工作电源进线开关电流指示到零。
4、保安PC段所带负荷掉闸,引发机组RB动作。
三、保安段失电原因:1、电源失电引起:全厂失电、锅炉变掉闸、锅炉段失电、工作电源进线开关或锅炉段供保安段开关误掉等。
2、保安PC段本身故障:保安PC母线发生短路或接地故障。
3、保安PC段所带负荷故障、保护越级动作跳PC段工作电源进线开关。
#1柴油发电机带载试验方案编写:审核:会审:审定:批准:#1柴油发电机带载试验方案为了保证在#1机组厂用电中断时,#1柴油发电机能可靠工作。
防止出现重大设备损坏事故的发生特制订本方案。
一、 #1柴油发电机带载试验组织机构:组长:负责整个试验过程中的协调工作。
副组长:负责配合协调试验工作,并对其安全性负责。
成员:当班值长、当班#1机机组长、电气人员等。
负责按方案进行试验工作,并对试验正确性负责。
小组成员联系电话如下:二、 #1柴油发电机带载试验前检查:1.按照巡检卡内容全面检查#1机组保安系统运行正常。
2.汇报试验可以开始。
三、#1柴油发电机带载试验:1.检查保安EMCC1A段运行正常,柴发机组正常备用;柴发本体控制柜面板“运行模式”选择开关在“AUTO”位;2.将保安PC段控制柜面板“运行模式”选择开关由“AUTO”位切至“MANUL”位;3.在就地保安PC段控制柜面板上按下“机组运行”按钮;4.检查#1柴发机组空载启动运行正常(电压/频率正常,电流为零);5.将发电机同期投入开关切至“A0”位;6.将发电机同期投入开关切至“A1”位;7.检查柴油发电机同保安EMCC1A段压差小于20V;8.在就地保安PC段控制柜面板上按下柴油发电机出口开关41B00 “合闸”按钮;9.检查#1柴发出口开关41B00合闸正常;10.将发电机并网运行控制开关切至“A+”位;11.检查发电机同期并列正常,保安EMCC1A段保安电源开关41B01合闸正常;12.检查保安EMCC1A段母线电压正常,发电机电流正常;13.#1柴发机组带载运行60分钟;14.将发电机并网运行控制开关切至“A-”位;15.检查#1柴发机组空载运行正常(电压/频率正常,电流为零);16.检查保安EMCC1A段保安电源开关41B01自动跳闸;17.将发电机并网运行控制开关切至“OFF”位;18.将发电机同期投入开关切至“B0”位;19.将发电机同期投入开关切至“B1”位;20.检查柴油发电机同保安EMCC1B段压差小于20V;21.将发电机并网运行控制开关切至“B+”位;22.检查发电机同期并列正常,保安EMCC1B段保安电源开关41B02合闸正常;23.检查保安EMCC1B段母线电压正常,发电机电流正常;24.#1柴发机组带载运行60分钟;25.将发电机并网运行控制开关切至“B-”位;26.检查#1柴发机组空载运行正常(电压/频率正常,电流为零);27.检查保安EMCC1B段保安电源开关41B02自动跳闸;28.将发电机同期投入开关切至“OFF”位,29.将发电机并网运行控制开关切至“OFF”位;30.在就地保安PC段控制柜面板上按下柴油发电机出口开关41B00 “分闸”按钮;31.检查#1柴发出口开关41B00分闸正常;32.在就地保安PC段控制柜面板上按下柴油发电机停机按钮;33.检查#1柴油发电机正常停运;34.将保安PC段控制柜面板“运行模式”选择开关由“MANUL”位切至“AUTO”位;35.检查柴发机组本体控制柜上“启动选择”开关在“AUTO”位,并显示“READY”。
浅谈柴油发电机安装调试摘要:随着社会的不断发展,电力系统的发展也随之扩大,因此火力发电就成为主要供电输出系统,那么柴油发电机是确保火力发电系统安全运行不可缺少的部分。
柴油发电机部分的结构也有了很大的改善,整个系成为一个独立的部分,为方便了保养并具有更长更可靠的安全工作寿命,控制系统包括一个电压自动调整器、保护电路及对发电机输出进行监视的仪表,本文就如何进行发电机控制系统与设备安装期间的调试工作。
关键词: 柴油发电机,调速系统,安装调试abstract: with the continuous development of society, the development of electric power system also has increased, so coal-fired power becomes main power supply output system, then diesel generator is to ensure the safe operation of the power system the indispensable part. diesel generator part of the structure also has made a lot of improvement, the whole department became an independent part, for the convenience of the maintenance and has a longer, more reliable safety work life, control system including a automatic voltage regulator, protection circuit and output of the generator watch the meter, this paper how to carry on the generator control system with the equipment installation during the commissioning work.keywords: diesel generators, speed regulation system,installation debugging中图分类号: tb857+.3 文献标识码:a 文章编号:前言:柴油发电机系统是火力发电厂重要的保安系统, 对供电可靠性要求非常高, 常用柴油发电机作为备用电源。
柴油发电机及保安系统改造方案
0 引言
发电厂保安电源是指当出现全厂停电时,为了保证汽轮机组顺利停机,不至于损坏设备而设置的电源。
某发电厂保安电源程序控制系统由PLC来实现,由于存在一些设计和设备上的缺陷,在机组试运期间,保安电源系统经常出现误动、拒动情况,为此,电厂技术人员积极查找原因并提出相应的改造措施。
实施改造后,电厂柴油发电机组及保安系统未出现误动现象,提高整个保安电源系统的可靠性,保证了设备的安全运行。
1.电厂保安系统介绍
1.1测控单元
某电厂要求柴油发电机组设置的PLC程序控制系统除实现对柴油发电机组的监视控制功能外,还对保安电源系统的逻辑进行控制,并能与发电厂的电气控制系统(ECMS)进行通信。
具体要求如下:
1.1.1控制对象包括:
a.柴油发电机出口断路器(K0);
b.保安MCC(汽机及锅炉)工作电源进线开关(1K1、1K2、2K1、2K2、3K1、3K2);
c.保安MCC(汽机及锅炉)备用电源进线开关(1K3、2K3、3K3)。
对于上述各断路器,程序控制系统采集断路器的合闸及跳闸位置(DI),并能输出控制信号对断路器进行跳、合闸操作(DO)。
1.1.2监视对象包括:
a.保安PC母线电压、保安MCC(汽机及锅炉)母线电压
b.保安MCC(汽机及锅炉)工作电源进线电压
c.保安PC电源馈线开关(K4、K5、K6、K7)
对于上述各监测点,程序控制系统采集了三相交流电压(交流采样),并能进行下述逻辑要求的电压正常(三相电压均大于80%额定电压)、电压消失(三相电压均小于30%额定电压)及同期检测功能。
断路器采集其合闸及跳闸位置(DI)
保安系统接线图
1.2逻辑单元
我厂保安控制系统设置一个工作状态选择开关,包括“工作”、“试验”和“断开”三个位置,当选择开关在“工作”位置时,程控系统能实现“保安MCC电源备自投”、“柴油发电机自动启动”以及“厂用电恢复后电源切换”等功能;当选择开关在“试验”位置时,能进行柴油发电机的启动试验或柴油发电机带载试验;当选择开关在断开位置时,就地和远方均不能启动柴油发电机且不能进行保安电源断路器的切换控制。
1.2.1保安MCC电源备自投逻辑:
正常运行时,各保安MCC的二个工作电源断路器(1K1/1K2或2K1/2K2或3K1/3K2)中K1为合闸状态, K2为断开状态(备用电源断路器1K3、2K3、3K3断开),当选择开关在“工作”位置,控制系统检测到保安MCC母线电压消失,并满足规定时间(0-2秒可调)时,检测K2工作电源进线电压正常,则跳K1开关,检测该工作电源断路器及备用电源断路器均断开时,再合上K2开关,并发出报警信号。
正常运行时,二路工作电源进线中K1为主开关,K2为K1的从开关,任何一路电压消失时,发出报警信号。
1.2.2柴油发电机启动逻辑:
当选择开关在“工作”位置,控制系统接收到外部的全厂停电信号(经延时0-10秒可调)或远方紧急启动信号时,首先启动柴油发电机,当达到额定转速并建立电压后,闭合发电机出口断路器K0,同时跳开各保安MCC工作电源断路器(1K1/1K2或2K1/2K2或3K1/3K2),当检测保安PC电压正常后,再分步骤投入各保安MCC备用电源断路器(1K3或2K3或3K3)。
在投入保安MCC电源断路器时,先检测相应保安MCC的二个工作电源断路器均在断开位置后才允许投入备用电源断路器。
1.2.3厂用电恢复后切换逻辑:
当选择开关在“工作”位置,控制系统检测到工作电源进线电压正常,同时接受到运行人员的切换命令后,程序控制系统将各保安MCC由备用电源切换至工作电源供电,切换可选择并联切换或串联切换(在柴油机控制柜上通过转换开关或按钮设定)。
当选择并联切换时,程序控制系统通过同期控制装置调整发电机频率和相位,采用同期合闸方式先合工作电源断路器(1K1/1K2或2K1/2K2或3K1/3K2),再跳开备用电源断路器(1K3或2K3或3K3);当选择串联切换时,程序控制系统则首先跳开保安MCC备用电源断路器(1K3或2K3或3K3),当检测备用电源断路器断开后,再闭合工作电源断路器(1K1/1K2或2K1/2K2或3K1/3K2)操作。
确认所有保安MCC切换成功后,断开柴油发电机出口断路器K0后,再停柴油机。
1.2.4柴油发电机试验逻辑:
当选择开关在“试验”位置时,能进行柴油机空载载试验或带载试验。
选择空载试验时,就地启动柴油机,不合出口断路器K0,试验完后就地手动停机。
选择带载试验时,就地启动柴油机,控制系统检测发电机电压、频率正常且保安PC无电压后允许运行人员手动合出口断路器K0,检测保安PC电压正常后,允许运行人员选择汽机或锅炉保安MCC进行带载试验。
当选择汽机保安MCC1进行带载试验时,程序控制系统检测保安PC馈线开关K4在合闸位置,保安PC电压与汽机保安MCC1母线电压电压正常,通过同期控制装置调整发电机电压频率和相位,当满足同期要求后合备用进线断路器1K3,检测1K3合闸后,允许就地控制给柴油发电机加载,试验完成后,先减载再依次手动断开1K3、K0、停柴油发电机,试验完成。
2.运行中存在的问题
但在实际运行中我们发现,对于我厂来说,这套保安系统还是存在着以下缺陷:
2.1由于对汽机PCA、PCB、锅炉PCA、PCB工作电源进线电压检测及对汽机保安MCC1、汽机保安MCC2、锅炉保安MCC母线电压检测均采用同一种电压检测模块,此电压检测模块当检测到三相电压的过压
﹑欠压超过额定电压的20%及三相电压缺相等异常现象均会发出故障信号,当PLC收到故障信号后将会发出此段工作电源主断路器跳闸命令,从断路器自投,该段上负载切换到备用段对应负载运行。
而电力系统要求是:工作电源三相电源只有当三相电源均低于额定电压的30%时就视为此工作电源无压,当电源任一相电压均超过额定电压的80%时就视为工作电源有压[1]。
而此电压检测模块不能达到此判断要求。
如果出现工作电源保险熔断或电压出现波动时很可能出现电压检测模块动作工作电源断路器跳闸,导致工作电源(K1、K2间)误切换,汽机或锅炉保安段出现短时间断电现象。
2.2由于汽机及锅炉保安MCC断路器的分合闸均由PLC控制,其控制开关分合闸的继电器容量为分闸AC(DC)220V 5A、合闸AC(DC)30V 5A,而我厂保安段断路器操作电源只采用DC110V,因此继电器容量不匹配,当合闸时继电器线圈容易出现烧损故障。
2.3两路工作电源(K1\K2)之间的主从关系导致只能够在主开关(K1)供电时从开关(K2)起到备用作用,反之则不起作用,供电的可靠性较低,增加了柴油发电机的启动频率。
3.处理措施
经我厂技术人员汇同厂家及设计单位技术人员研究后,决定争对以上缺陷对我厂保安系统做出如下更改:
3.1由汽机、锅炉PC工作电源进线电压ST400智能测控装置提供无压信号干接点;汽机、锅炉保安MCC母线ST400智能测控装置提供有压信号干接点直接接入PLC,在ST400智能测控装置中通过PLC 分别做好30%无压逻辑和80%有压逻辑,杜绝了由于电压波动或保险熔断导致误切换现象。
3.2将所有控制开关的继电器均换成AC(DC)220V、AC(DC)30V 10A,触电容量加大一倍,故障率大大减小。
3.3在逻辑方面取消两路工作电源(K1、K2)的主从关系,使两路工作电源做到互为备用,提高了保安段母线的供电可靠性。
减少不必要的柴油发电机起动次数。
4.与当前国内外同类技术的综合比较
4.1我厂保安系统逻辑控制由柴油发电机系统的PLC来实现,而同行业大多采用DCS来进行控制,相对我厂ECMS的电气监控系统而言,保安系统逻辑由柴发自带的PLC来进行控制,逻辑简洁可靠,接线简单,投资费用低。
4.2母线ST400智能测控装置提供有压信号干接点直接接入PLC,在ST400智能测控装置中通过PLC 分别做好30%无压逻辑和80%有压逻辑,杜绝了由于电压波动或保险熔断导致误切换。
相对电压检测模块来说,能更好的满足电力系统的特殊要求,减少了开关的误跳、合现象。
提高了事故切换时的选择性、准确性和可靠性。
4.3在逻辑方面取消两路工作电源(K1、K2)的主从关系,使两路工作电源做到互为备用,提高了保安段母线的供电可靠性。
4.4通过对保安段上重要辅机设备的ST500综合保护装置失压自启动时间的调整,做到在事故切换的过程中机组的重要辅机设备能够在电压切换成功后自行启动,消除了手动抢送重要辅机的时间,从而使事故控制在最小范围内。
5.应用情况
经过改造后,我厂技术人员对1、2#机组保安系统进行了两路工作电源(K1、K2)的切换试验、柴油发电机的带负荷切换试验及模拟厂用电消失后柴油发电机自启动和厂用电恢复后厂用电和柴油发电机之间的逆向串、并联切换试验。
经过反复的验证,我厂保安电源均能在15秒内自动恢复对各保安段母线的供电,且经过对保安段所带的重要辅机在失压自启动时间上的合理配置后,所有保安
段上辅机均能够在电源切换过程中正常自启动运行,从而保证了机组的安全可靠的运行。