直流系统在火电厂的应用与维护

引言

在火力发电厂稳定运行过程中,直流系统起着不可替代的作用。直流系统能够在火电厂设备断电时给予电流补充,保证设备的稳定运行。

1直流系统的分布、组成和结构

直流系统在输出的时候分成控制和合闸母线两部分,合闸母线是与蓄电池进行连接的,每台机组都配有一套充电设备。充电器在设计的时候采用了高频开关电源7＋1模块,选用这种模块的意义可以不必准备充电器。通过双投开关闭锁两台机组的控制母线,如果在实际工作中有一台充电器停止运行,那么就可以先把这两台充电器调整到一致的运行状态,之后把双投开关投至3L和4L所能连接的位置,这样就可以实现切换直流控制母线负荷的能力。

2直流系统运行方式

在运用直流系统时,蓄电池组和充电器是最常见的两种运行设备,而在发电厂中普遍使用浮充电运行方式。

2.1蓄电池组的充放电运行模式

这种模式需要在运行过程中定期给蓄电池进行充电,这样才能够保证蓄电池有良好的状态。它最突出的特点就是在实际运行过程中,若是充电设备发生故障不工作,直流母线上的负荷供电将会由蓄电池组提供。为了在发生事故的时候蓄电池组仍旧可以实现稳定工作,在蓄电池组正常放电的时候就要有一定的余量,不能一次性将蓄电池内的电量用完。一般情况下,放电到剩余30%~40%即可,再将蓄电池进行充电。充电设备的运行能力要能够支5蓄电池组充电之持,外要还担直流负载,这就要求充电设备有极好的性能和充足容量。

2.2蓄电池组的浮充电方式

这种方式实现的方法是将蓄电池组与充电器在直流母线上并列运行,当设备运行正常的时候,直流母线上的电流负荷将由充电设备提供,同时比较小的电流通过蓄电池自放电进行补充。蓄电池组在平常不进行供电工作,只有在直流母线负荷突然出现增大时,供电的充电设备不能提供充足电量,这时蓄电池才会通过少量放电来满足直流母线负荷需求,这种方式就被称为浮充电方式。

3直流系统接地故障种类

3.1蓄电池接地

当出现蓄电池接地故障时,在蓄电池正负极或内部出现了接地。若是正负母线所连接的正负极极柱出现了接地,这种情况是正负母线接地,与蓄电池接地无关。

蓄电池接地是一种十分特别的两极接地故障,换句话说就是在蓄电池中只有一个接地故障点。但是在供电电缆两端发生的接地故障是有两个接地故障点的,在实际检查的时候要明确这个问题,不能因为出现在同一条供电电缆就定义为一个接地故障点。在直流系统中使用的蓄电池大多数是铅酸蓄电池,这些电池内部有电解液,当电池壳体没有保护好电解液导致泄漏,就会给电池架造成腐蚀威胁,电解液导电从而导致出现接地故障,这种现象也被叫做蓄电池漏液接地故障。

导致蓄电池接地的原因大体可以分为四种:第一种是使用的蓄电池长时间充电或者是周围温度过高导致壳体裂开,电解液从内部流出来:第二种是维护保养不到位,导致蓄电池壳体出现老化:第三种是在应力作用下,蓄电池底部的微小颗粒顶破壳体:第四种是蓄电池在线监测设备工作不到位,未能及时发现问题。

3.2交流窜入接地

这种故障是在直流系统正常运行的过程中,交流电窜入其中而引发的。本身应该接地的交流电火线连接了直流电两极,导致直流系统出现接地故障。这种现象最大的特点就是直流系统正极和负极都对地有交流电压输出,通过使用交流电压表就能够对其幅值进行测量,系统的正负两极对地有着同等幅值的交流电压,相同的两个或者几个发电厂或者变电站之间的交流电源是110/220V,运用电压互感二次侧57.8V的交流电压源,它的中性点都是可以接地的,这就是交流电窜入到直流系统产生接地故障的原因所在。当然,在对交流电电源进行调试时,因为错误的接线处理也会直接导致交流电窜入直流系统而产生接地故障。除了这些原因之持,通过选用直流蓄电系统进行供电的UPs也会因为其自身原因而发生交流电窜入直流系统的接地故障。

3.3直流互窜接地

根据有些调查显示,网环故障产生的原因也有很多:

(1)在对系统进行重新建设或者是拓展规模的施工过程中,会有一些有负荷的电源线被同时接入到两套不同的直流电源系统中,这样就会形成一条寄生回路。

(2)系统维护人员在进行倒负荷工作中,应该按照规定的步骤将两条母线在相同的一条负荷供电线路上同时合上,再将其中的一条线路断开,这样做的目的是为了能够很好地将一些负荷实现母线转移。可是在实际工作中,由于操作失误而没将其中一路空开断开,就导致了两套直流系统出现并联运行现象。

(3)在原有的直流系统上再重新加一套直流系统,将新建成的直流系统进行负荷分配时,这个负荷还与本来的直流系统相连。

(4)在相同的电缆中,有着两套不同的直流系统供电回路,因为电缆之间的绝缘下降,会导致两套直流系统发生相连。

4火力发电厂的直流供电系统维护

4.1蓄电池装置维护

蓄电池维护使用的设备是状态测试仪,这款仪器能够测量电池内的内阻和电压,估算出蓄电池的容量,初步确定工作中的蓄电池能够继续使用。通过测量蓄电池,就能掌握蓄电池的实际容量和储电状态,对不合格的蓄电池进行处理,以保证直流供电系统得以有序工作。

若是在检测工作中检测出不合格的电池,也不能将其直接扔掉或者报废。接下来的工作就是将其进行再次检验,看是否能够通过重新修复发现它的其他用途。但是在这个过程中有一个重要原则,就是新电池和旧电池不能混合使用,不同品牌、不同批次型号也不能混合使用。修复旧电池可以采用专业的蓄电池活化仪来完成。

若是将旧蓄电池通过一定的程序来活化,在使用过程中还要每年进行相关的检查维护。这样做是为了能够保证使用中的蓄电池容量和状态达到完美。参与检测的一切设备最好是使用成套一体的,这样做能够同时兼顾性能和指标,标准也不会出现比较大的偏差。

为了能够分析出现有设备状态,发现故障还可以及时得到维修,在测试绝缘问题的时候,要按照具体的流程制度来进行,使用直流母线和其他相关设备组织进行绝缘测试,在寻找故障定位点的时候,可以采用专业的仪器来辅助其他检测维护仪器进行工作。

4.2充电装置维护

在对充电装置进行维护的时候,参考《国家电网十八项重大反事故措施》规定,其对充电装置维护的标准覆盖非常全面。若是发现实际运行中的设备不符合规定,要及时调整设备。

直流系统在变电站正常运行情况下,大多数都是在浮充方式下运行。波纹系数是指在输出的电流电压中,其与直流电压之间的比值。交流成分属于高频范畴。若是高频的幅值过高,那么会直接影响到设备寿命,甚至会造成一些逻辑上的错误。所以说在实际的直流装置中电压波纹系数不能够超过1%。

在发电厂的直流系统中,充电装置若出现稳流或者稳压精度太高的现象,就会在实际运行中产生直流输出的稳定性不足和功率差的问题,甚至对微机保护装置产生十分大的影响,导致其不能正常工作。在这种情况下,蓄电池会因过度充电或者是充电不足而降低使用寿命。特别是在发生故障的时候,各种继电器会相继发生动作,这就要求直流电源在输出的时候拥有足够的容量和稳定性。

5结语

火电厂在实际运行过程中,直流系统有着举足轻重的地位,因此,在实际工作过程中要提升及时发现直流系统问题的能力,改善处理问题的灵活性。