中粤能源有限公司输煤直流系统的改进

徐 鹏

（广东粤电集团湛江中粤能源有限公司，广东 湛江 524000）

1 原输煤直流系统概况

湛江中粤能源有限公司输煤直流系统（图1）为2套充电整流装置、1组蓄电池和单段母线供电方式，蓄电池同时获得浮充电。输煤直流母线供电负荷包括6 kV（380V）输煤A/B段上所有燃料设备控制、保护电源，#1、#2主机的电除尘A/B段所有设备控制、保护电源，脱硫氧化风机1A/1B/2A/2B电流变送器工作电源，8台浆液循环泵控制保护电源等。

图1 2组充电器、1组蓄电池、单母不分段直流系统

2 原输煤直流系统存在隐患及风险分析

原设计是2组充电装置和1组蓄电池，是按110kV变电站及以下直流系统配置1电2充的规定选择的，未考虑到我厂属改造项目，资金和区域等客观条件受限，而就近将脱硫系统的浆液循环泵及氧化风机等重要设备也安装到了输煤6 kV动力室，相关开关的保护、仪表等电源全部由输煤直流系统提供，这样输煤6 kV及其110V直流系统的可靠性显得尤为重要。由于脱硫氧化风机、浆液循环泵属发电厂脱硫系统的重要设备，根据目前南网和环保部门有关规定，脱硫系统必须与主机联锁在线监控，不得走旁路。若输煤直流系统出现故障而引起上述设备跳机，则会影响2台机组的运行，甚至引起全厂对外停电的重大安全事故。如蓄电池退出运行，充电柜也是不允许单独向母线供电的。因此我厂输煤直流系统的1组蓄电池、单母不分段的运行方式极不可靠，不能满足运行生产的安全要求。

根据规程及直流系统蓄电池的维护要求，蓄电池每年至少要进行一次完全充放电的容量试验。但由于现在的运行方式无法进行此项工作，故投运以来一直未做过直流系统蓄电池方面的维护。单组蓄电池不能很好地满足我厂输煤6 kV系统运行可靠性要求，且维护困难，不符合南网及公司有关继电保护反措对直流供电的要求，因此配置2组蓄电池是必要的，此项改进对增强控制保护设备运行的可靠性有着重要意义。

3 输煤直流系统改进措施及原理

重要的发电厂和变电站直流系统宜采用2组充电装置、2组蓄电池的单母线分段接线方案，每组蓄电池和充电装置分别接于一段直流母线上。根据DL/T5044—95《火力发电厂、变电所直流系统设计技术规定》，采用单母线接线的直流系统，2组单母线间需安装联络开关，并应有防止2组蓄电池并联运行的闭锁措施，宜采用联络开关与蓄电池组电源开关机械闭锁或电气闭锁。但系统接线应考虑在运行切换时不中断直流负荷供电的要求，将一组充电设备接至直流母线。通过合理分析，再结合输煤直流系统所供电的设备来考虑，计划将原来的单母线、单组蓄电池、2组充电柜同时供电的系统改为单母线分段、2组蓄电池、2组充电柜供电方式。将原来的蓄电池和#1充电柜并入第一组直流母线，增加一组蓄电池和#2充电柜并入第二组直流母线。这样就大大提高了输煤直流系统的运行可靠性和维护的灵活性，并能完全满足现输煤直流系统所有负荷的需求。

目前，对于双充双电池系统争议较多的是系统中2组蓄电池是否可短时并联运行及如何选择母线负荷切换方式等问题，下面就简单介绍笔者对以上2个问题的观点和解决措施：（1）2组蓄电池并联：新版的DL/T5044（代替DL/T5044—95）设计规程已更改了1995版中关于蓄电池不能并联的说法，表示2组蓄电池可短时并联运行，其相关条文描述如下：“2组蓄电池的直流系统，应满足在运行中2段母线切换时不中断供电的要求。切换过程中允许2组蓄电池短时并联运行。2组蓄电池正常时应是分列运行，考虑到定期充、放电试验要求，为了转移直流负荷，需要短时并联运行。在2组蓄电池电压相差不大，而且时间很短，对蓄电池没有大的危害时是允许的。”我厂输煤直流系统在一般运行时，为了保证饱和充电，蓄电池是一直处于浮充电状态中的。充电仪的输出电压始终高于蓄电池组电压，使整个输煤直流系统中母线电压被充电仪输出所钳制，如果需要母线负荷切换，此时允许2组蓄电池短时并联运行，2组蓄电池不会形成环流情况。充电仪模块各自都配备独立的中央处理器，正常运行由直流系统智能主机监控器操作其运行，可在0.1 V的精度下准确调整充电仪的输出电压。如果2组蓄电池需要并联状态操作，可通过直流屏上监控屏记录2组蓄电池的电压值，测量并联端口电压值，调整并联端口两侧电压一致后再并联母线。由于开关电源模块具有回流限制作用，充电装置之间的并联已满足条件。（2）直流母线的负荷切换：可在分段的母线间设置1个或2个联络开关，蓄电池组输出与充电装置输出并联后接至相应直流母线。该接线方式母线切换的操作次序为：以I段母线侧为例，先将两侧电压调整相同，然后合上联络开关，此时系统出现蓄电池短时并联运行状况，然后断开I段蓄电池的出线开关，完成母线切换。正常时联络开关应分开，禁止2组蓄电池长期并联运行，蓄电池间也不存在环流。完成母线切换后，蓄电池可由充电仪进行充放电。综上所述，此改进方案可适合分段母线切换时不掉电的要求。（3）为保证2组蓄电池能够独立工作，互相间不受影响，保持自身特性，采取不完全并联运行方式，即2组蓄电池充、放电独立运行，相互间不互充放。另外，按规定采用2组蓄电池的，应设立2个独立的蓄电池室。这点由于现场区域限制无法实现，故在输煤蓄电池室增装另一组蓄电池时，应在2组蓄电池之间加装防火隔离措施。（4）需增加一组直流系统绝缘检测装置模块，它的功能是在线检测任一运行方式下的对地绝缘情况（包括110V直流母线、蓄电池回路）、各个支路馈线回路绝缘状况，自动检出故障回路，这样可大大方便运行和检修人员进行维护。

改造后的输煤直流系统如图2所示。

4 结语

上述改进在保证输煤直流系统最大可靠性的原则下，严格执行了直流系统运行维护规定，对确保我厂机组的安全可靠运行有着现实意义。

图2 2组充电器、2组蓄电池、单母分段直流系统

［1］DL/T5044—95 火力发电厂、变电所直流系统设计技术规定

［2］JB/T8456—1998 电力系统直流屏通用技术条件及安全要求