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技術支持/康明斯 Cummins
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發(fā)電機一次系統(tǒng)概念、電氣主接線及應用圖
發(fā)布時間:2023-09-24 10:27:48  ▏閱讀:

 

新聞主題

保安電源柴油發(fā)電機組一次系統(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,我們習慣性的把電?系統(tǒng)分為?次設備和?次設備,可是有很多的工程師對于電?的?次設備和?次設備的分類理解?分的模糊,甚?區(qū)別不開,其實想要弄清電?設備的?次和?次也是?常容易的。一次系統(tǒng)是指由柴油發(fā)電機、送電線路、變壓器、斷路器等發(fā)電、輸電、變電、配電等設備組成的系統(tǒng)。一次系統(tǒng)是供電系統(tǒng)的主體,是用電負荷的載體,高電壓或大電流是一次系統(tǒng)的主要特點??得魉构驹诒疚闹薪虒Р裼桶l(fā)電機組操作人員熟悉本職工作范圍內(nèi)的一次系統(tǒng)概念和應用,以保證供電系統(tǒng)安全經(jīng)濟穩(wěn)定運行。

 

一、電氣設備的定義及劃分

 

      電氣設備分一次設備和二次設備,一次設備以高電壓、大電流為主導電回路,二次設備以低電壓、小電流的控制、保護、信號、計量等為回路。我們也可以這樣理解:完成發(fā)電-輸電-配電功能的設備叫做一次設備,對一次設備進行控制,保護作用的設備叫做二次設備。特殊設備,如勵磁、整流、調(diào)速等裝置,本身包括主導電回路和控制回路,需要更詳細的區(qū)分。

1、一次設備

      直接?于?產(chǎn)、輸送和分配電能的?壓電?設備。包括:發(fā)電機,勵磁變壓器,勵磁調(diào)節(jié)裝置,發(fā)電機封閉母線,發(fā)電機中性點接地裝置,高壓配電系統(tǒng),輸電線路,廠用電系統(tǒng),柴油發(fā)電機組等。

2、二次設備

      對?次設備的?作進?監(jiān)測、控制、調(diào)節(jié)、保護以及為運?維護?員提供運??況或?產(chǎn)指揮信號所需的低壓電?設備。包括:電氣監(jiān)控系統(tǒng)、勵磁系統(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、自動裝置等。

 

 二、一次系統(tǒng)設備選擇與接線

 

1、對于發(fā)電機的選擇工作

      在進行發(fā)電工作的過程中,對于發(fā)電機的選擇至關重要。在對發(fā)電機進行選擇時,通常最先進行考慮的是發(fā)電機的容量大小。在進行發(fā)電機容量的選擇時,需要保證其能夠和柴油機的容量進行相互協(xié)調(diào),由此才能夠有效保證發(fā)電機在正常運轉(zhuǎn)中保持一定的穩(wěn)定性和安全性。電氣一次系統(tǒng)對于發(fā)電機的選擇是有著一定的原則的,其中主要包括根據(jù)發(fā)電機的額定電壓和功率因數(shù)進行選擇。

(1)需要進行考慮的是發(fā)電機的額定功率和容量能夠和柴油機之間的額定出力進行相互配合

(2)需要進行考慮的是發(fā)電機和柴油機兩者之間的連續(xù)容量能夠有所配合,這對于兩者在投入使用之時能夠擁有良好的運行效果具有重要意義。

(3)需要進行全面考慮的是發(fā)電機和柴油機之間頻率、轉(zhuǎn)速保持一致。

      根據(jù)發(fā)電機的選擇原則,進行電氣一次系統(tǒng)的設備選擇工作,不僅能夠有效適應電氣一次系統(tǒng)的良好運行效果,同時還能夠有效保證電氣設備能夠正常投入使用之中。如果用戶對選擇缺乏足夠的專業(yè)知識,可請求康明斯發(fā)電機廠家協(xié)助,其產(chǎn)品實物如圖1所示。

2、電氣主接線

(1)主母線接線工作

      接線問題,是電氣一次系統(tǒng)中的重要內(nèi)容,對于的正常運行情況具有重要意義,同時還能夠影響到的日常供電效果,對于人們用電情況具體重要影響。電氣主接線是柴油發(fā)電機組正常進行供電工作的重要環(huán)節(jié),是為了滿足預定的功率運行和傳送工作而進行設計建設的,是能夠?qū)⒃O備之間進行相互連接的重要電路。在電氣中的主接線使用過程中,能夠?qū)⒌碾娔苓M行有效傳送,增強的供電效果。針對電氣主接線的相關配電裝置,最先進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,在進行電氣主母線的接線過程中,需要做好相應的保護措施,保證所進行的相關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)濟性、社會性以及電流傳送的穩(wěn)定性,也是進行電氣主母線連接的重要考察點。針對配電裝置中的接線方式,通常情況下,需要遵循一定的原則,當電氣系統(tǒng)中進行主母線進出線的回路數(shù)不超過6回,此時能夠采用雙母線進行接線,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,如果進出線的回路數(shù)超過6回,則需要使用斷路器的一半進行相應的連接工作,這對于主母線的連接工作具有良好效果。

(2)啟動電源的接線情況

      啟動電源是電氣一次系統(tǒng)中的重要組成部分,對于的正常發(fā)電工作具有重要的影響和作用。在對電氣系統(tǒng)中的啟動電源進行接線時,需要綜合考慮到運行過程中的各項問題,尤其是電氣設備所常用的額定電壓情況。當220kV及其之下的電壓裝置在進行運轉(zhuǎn)的時候,能夠采用的啟動電源接線方式,通常是直接從母線進行連接的,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單的接線方式。在運行的過程中,如果各個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,再進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,對于電氣一次系統(tǒng)的設計和運行具有重要意義。在進行電纜的選擇工作時,首先要能夠有效判斷出電氣系統(tǒng)中實際所需要的電纜類型。通常情況下,電纜分為動力電纜、耐火電纜以及阻燃電纜。不同的電纜類型,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,還需要進行的重要工序是電纜的鋪設工作。電纜的鋪設方式是較為多樣的,在的主廠房之中,一般選擇架空敷設的方式,而針對廠區(qū)內(nèi)的一般部位,則可以采取綜合管架敷設的方式。

 

康明斯柴油發(fā)電機工廠.png

圖1  康明斯發(fā)電機組工廠設備實物圖

發(fā)電機連接電纜結(jié)構(gòu)圖.png

圖2  發(fā)電機連接電纜結(jié)構(gòu)圖

 

三、一次系統(tǒng)的應用

 

      以核電廠一次系統(tǒng)為例,核電站的保安柴油發(fā)電機組種類和數(shù)量眾多,分為安全級和非安全級,主要有LHH6.6kV應急配電系統(tǒng)中的LHA和LHB兩臺大功率安全級柴油發(fā)電機組,LLS水壓試驗泵柴油發(fā)電機組,EC廠房的LHZ380V交流發(fā)電機組,BOP廠房的380V交流發(fā)電機組、PF項目移動式應急柴油發(fā)電機組和EM樓的380V交流發(fā)電機組等組成。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)電機組準則》、《GB/T 12788-2000核電廠安全級電力系統(tǒng)準則》以及《EJ/T639-1992核電廠安全級電力系統(tǒng)及設備保護準則》,對保安柴油發(fā)電機組的技術指標、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)電機組的詳細應用將在本書相關章節(jié)中介紹。

1、保安電源控制系統(tǒng)分類

      由于電廠采購的保安柴油發(fā)電機組一般要求控制系統(tǒng)完成自身的控制和保護功能之外,還需要承擔廠用電系統(tǒng)中數(shù)目眾多的正常電源開關、備用電源開關以及聯(lián)絡開關的分合閘控制邏輯,因此對其控制系統(tǒng)的可靠性和可編程邏輯處理能力要求相當高,常規(guī)的柴油發(fā)電機組控制系統(tǒng)一般無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)電機組的控制系統(tǒng)主要分三種:

(1)不與發(fā)電廠保安電源進行同期并網(wǎng)的應用(由于DL/T 5153-2014新版標準明確要求保安柴油發(fā)電機組需要配置同期并列裝置,這一種不帶同期并網(wǎng)功能的應用已經(jīng)越來越少,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)電廠保安電源進行同期并網(wǎng)的應用(滿足DL/T 5153-2014新標準的主流應用,細分為帶脫硫保安段的鍋爐、汽機和脫硫的三段保安段,不帶脫硫保安段的鍋爐、汽機二段保安段和不帶脫硫保安段的鍋爐、汽機二段保安段之間帶聯(lián)絡開關)。

(3)黑啟動應用,黑啟動柴油發(fā)電機除了廠家配套可編程序控制器和調(diào)速板以外,還需要黑啟動控制屏對廠變開關、母聯(lián)開關以及柴油發(fā)電機進行控制。

2、不與發(fā)電廠保安電源進行同期并網(wǎng)的控制邏輯

      如圖3所示為洛陽某電廠保安電源一次系統(tǒng)圖和工作邏輯,其工作過程如下:

(1)在自動工作狀態(tài)下,當保安電源A段、B段中的任一段失電壓或AB段同時失電壓時,柴油發(fā)電機組啟動,當頻率、電壓等各參數(shù)運行正常后,柴油發(fā)電機組發(fā)出閉合DL1開關及DL2開關,經(jīng)過延時后,再合DL3開關(哪一段失壓合哪段),當廠用電源AB段同時恢復正常后,通過現(xiàn)場或DCS進行手動操作使廠用電源恢復,恢復方式采用先分后合的斷電切換方式。

(2)發(fā)電機組試運行狀態(tài)工作時,柴油發(fā)電機啟動,不進行與廠用電源同期。

(3)廠用電源A段、B段分別裝設一個三相電壓檢測繼電器用于電壓檢測。

      如圖4所示為揚州某電廠一次系統(tǒng)圖和工作邏輯圖,其工作過程如下:

(1)正常情況下,QF1及分支開關QF11、QF21均處于斷開狀態(tài)。

(2)當保安段只有一段失壓且對應段工作電源進線開關QF12或QF22開關跳閘時,柴油機房控制柜發(fā)出QF11、QF21合閘指令,且裝置輸出備自投后加速信號,若故障沒有切除,則快速跳閘,同時閉鎖合-QF11(或-QF21)。

(3)開關(-QF12、-QF22)同時跳閘及保安A、B兩段母線同時失電時,柴油發(fā)電機組自動啟動,啟動成功后,同時聯(lián)鎖開關(-QF12及-QF22)及(-QF11及-QF21)跳閘,發(fā)電機組建壓建頻率后,合開關QF1,延時合開關QF11,后延時合開關QF21。

(4)工作電源恢復時,DCS發(fā)出解除自啟動命令,控制系統(tǒng)解除QF11,QF21 自動合閘功能,值班運行人員通過DCS斷開保安A段備用進線開關(-QF11),閉合工作電源開關-QF13,合保安A段工作進線開關(-QF12),然后,斷開保安B段備用進線開關(-QF21),閉合工作電源開關-QF23,同時,閉合保安B段工作進線開關(-QF22)可手動啟機,進行開關切換。

 

保安電源一次柴油發(fā)電機組總輸出母線.png

圖3  保安電源一次柴油發(fā)電機組總輸出母線

保安電源柴油發(fā)電機組一次系統(tǒng)圖和工作邏輯圖.png

圖4  保安電源柴油發(fā)電機組一次系統(tǒng)圖和工作邏輯圖

 

 

總結(jié):

      綜上所述,我們可知由電??次設備相互連接,構(gòu)成發(fā)電、輸電、配電或進?其他?產(chǎn)過程的電?回路稱為?次回路或?次接線系統(tǒng)。進行一次系統(tǒng)的設計,能夠有效增強的發(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)中啟動電源的接線情況,都是電氣一次系統(tǒng)設計的重要內(nèi)容。

 


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