事故保安电源技术讲课讲义.doc

#7/8机事故保安电源技术讲课讲义概述：1事故保安电源每台机组设一台空冷型柴油发电机作为机组的应急保安电源。与柴油发电机组配套的附属设备包括控制、保护设备、起动蓄电池、日用油箱等。日用油箱的容量满足4小时满负荷运行的需用油量。发电机容量为1200KW，能满足各保安负荷的需要。柴油发电机组可远方及就地控制，可手动或自动起动在10S以内达到全速并准备带负荷。自收到起动信号到带满负荷的时间小于20S，保安电源的负荷约为如下负荷：电梯、火检冷却风机、氢密封油泵、交流润滑油泵、盘车电动机、顶轴油泵、空预器盘车及其油泵、各应急操作阀门、燃烧控制系统、蓄电池充电装置、主厂房事故照明、停机冷却水泵、UPS和脱硫负荷等。2、每台机组设2段保安MCC段，每段保安MCC设置有2个工作电源（分别由不同母线的锅炉和汽机380VPC供给），1个保安柴油机共3路供电电源，当2个正常电源都消失时，柴油发电机自起动。柴油机发电机为三相50周Y接法，中性点经高电阻接地，励磁方式为快速反应的永磁无刷励磁系统。发电机装有以下保护装置（发电机内部自带）：l 反时限过流l 接地保护l 逆功率l 低频过电压失磁外设保护：差动保护（阿城继电有限公司）。3、生产厂商：上海中智电气有限公司（代理英国的产品）；4.1设备名称柴油发电机组4.2 型式发动机:固定型，封闭冷却，高转速，废气涡轮增压型柴油机 发电机: 三相同步发电机4.3 设备参数容量: 1200kW（Pe） 频率: 50Hz电压: 400V（Ue） 功率因数: 0.8发电机额定工况效率: 96% 中性点接地方式: 高阻接地电压波动率: 0.4%频率波动率: 0.5%恢复时间特性 0.5秒排烟温度： 542柴油发电机组应能保证在100小时内满载1200KW持续运行。发电机在其出口发生三相短路时持续10秒而不发生绕组，铁芯等附属部件的有害变形。柴油机在承受1.2倍的超速运行时不发生有害变形。整套柴油发电机组保证平均无故障间隔期：10000小时柴油发电机组在不更换柴油机主要零件的情况下能正常工作的保质期不少于150000小时，在需方遵守供方的使用说明书规定的条件下，供方保证柴油发电机组在设备安装投入运行1年内，如发生设备质量问题由供方无偿解决处理。柴油发电机组在运行中稳态和暂态电压频率调整精度保证值符合第4.4.3节的要求。开机指令发出15秒内加至满载（感性）。4.4柴油发电机组的功能要求4.4.1 自起动功能柴油发电机组保证在火电厂的全厂停电事故中, 快速自起动带载运行。在无人值守的情况下, 接起动指令后在10秒内自起动成功, 在60秒内实现一个自起动循环（即三次自起动）。若自起动连续三次失败, 则发出停机信号, 并闭锁自起动回路。在需方所提供的现场条件下,机组一次自起动成功率不小于99%。柴油发电机组自起动成功的定义是: 柴油发电机组在额定转速, 发电机在额定电压下稳定运行23秒, 并具备首次加载条件。4.4.2 带负载稳定运行功能a) 柴油发电机组自起动成功后, 保安负荷分两级投入。柴油发电机组接到起动指令后10秒内发出首次加载指令，允许首次加载不小于50%额定容量的负载(感性)；在首次加载后的5秒内再次发出加载指令，允许加载至满负载(感性)运行。b) 柴油发电机组能在功率因数为0.8的额定负载下, 稳定运行12小时中, 允许有1小时1.1倍的过载运行, 并在24小时内, 允许出现上述过载运行两次。发电机允许20秒的2倍过载运行。c) 柴油发电机组在全电压下直接起动容量不小于200kW的鼠笼式异步电动机。d) 在负载容量不低于20%时, 允许长期稳定运行。4.4.3 自动调节功能a) 柴油发电机组的空载电压整定范围为95-105%Ue。b) 柴油发电机组在带功率因数为0.81.0的负载，负载功率在0100%内渐变时应能达到:稳态电压调整率: 0.5%稳态频率调整率: 2%（固态电子调速器）电压波动率: 0.15%（负载功率在25-100%内渐变时）频率波动率: 0.5%（负载功率在0-25%内渐变时）c) 柴油发电机组在空载状态, 突加功率因数0.4（滞后）、稳定容量为0.2Pe的三相对称负载或在已带80%Pe的稳定负载再突加上述负载时, 发电机的母线电压0.2秒后不低于85%Ue。发电机瞬态电压调整率du-15%/+20%，电压恢复到最后稳定电压的3%以内所需时间不超过1秒, 瞬态频率调整率5%（固态电子调速器）,频率稳定时间3秒。突减额定容量为0.2Pe的负载时，柴油发电机组升速不超过额定转速的10%。d） 柴油发电机组在空载额定电压时，其正弦电压波形畸变率不大于3%, 柴油发电机组在一定的三相对称负载下，在其中任一相加上25%的额定相功率的电阻性负载，应能正常工作。发电机线电压的最大值（或最小值）与三相线电压平均值相差不超过三相线电压平均值的5%，柴油发电机组各部分温升不超过额定运行工况下的水平。4.4.4控制功能柴油发电机组属于无人值守电站, 控制系统具有下列功能：a) 保安段母线电压自动连续监测。b) 自动程序起动, 远方起动, 就地手动起动。c) 柴油发电机与保安段正常电源自动同期检测功能。d) 运行状态的柴油发电机组自动检测、监视、报警、保护。e) 主电源恢复后远方控制、就地手动、机房紧急手动停机。f) 蓄电池自动充电。g) 冷却水自动预热。h) 发电机空间加热器自动投入功能（H级绝缘不需要）。4.4.5 模拟试验功能柴油发电机组在备用状态时, 模拟保安段母线电压低至25%Ue或失压状态, 能够按设定时间快速自起动运行试验,试验中不切换负荷。但在试验过程中保安段实际电压降低至25%时能够快速切换带负荷。4.5 柴油发电机组的性能及结构要求4.5.1 运行要求柴油发电机组能在100小时内连续满容量运行。柴油发电机组能通过运行方式选择开关, 选择柴油发电机组所处状态。运行方式选择开关有下列四个位置即“自动”、“试验”、“手动”、“零位”。柴油发电机组正常处于准起动状态即“自动”状态。自起动时间10秒。4.5.2 起动要求保证柴油发电机组自起动快速性和成功率, 保证柴油发电机组正常处于热态, 采取对柴油发电机组冷却水的预热手段。柴油发电机组的起动方式为电起动。电起动方式的电源, 采用全密封免维护阀控铅酸蓄电池（容量 400 AH）,蓄电池的浮充装置具备小电流浮充和快速充电的两种自动充电功能。蓄电池的容量满足连续起动15次的用电量要求。柴油发电机组的控制起动、保护、测量、信号系统采用直流电压, 断路器控制, 操作及其信号采用机组自身提供的直流24伏电压。a) 控制除自动控制的要求外，柴油发电机组还有就地控制屏控制和主机组单元控制室远方强制启动控制方式。PLC采用OMRON产品。电源的正常切换是利用柴油发电机组的馈线断路器和交流事故保安段上的工作电源进线断路器相互联锁实现。保安段共有3路进线电源，1路工作电源，1路备用电源，1路柴油机电源。当保安段失电跳闸时，同时发出备用电源合闸信号；当备用电源合闸失败，发出启动柴油机命令，柴油发电机组投入后应按要求时间带负荷满载。当保安段工作电源恢复时，在柴油发电机组控制屏上自动或手动同期投入保安段的切换，投工作或备用进线断路器。当脱硫失电时发出启动柴油机命令。接在柴油机段的脱硫馈线开关长合，当柴油机收到启动命令后，启动柴油机，同时发出启动成功命令给脱硫程控，由脱硫程控发出延时（如20ms）命令，合脱硫侧的保安进线开关。脱硫恢复供电后，由脱硫控制发出停止柴油机命令，柴油机收到命令后，确认DCS也已处于可停柴油机状态；反之亦然，即柴油机确定收到2个停止命令后才可停机，同时送出反馈信号。柴油发电机组接到由集控室DCS和脱硫程控发出的停机指令后自动停机并解列、退出运行。同时，闭锁控制屏上手动和自动启动功能，可安全进行设备维护和检修。工作电源和备用电源可任意选择，在柴油发电机组控制屏上装设选择开关。当油箱油位低到只能满足柴油发电机满载运行1小时运行时，应自动起动输送油泵进行补油。b) 保护保护装置均采用微机型，柴油发电机组保护项目有:（1）机组超速保护 声光报警，停机关油门（2）润滑油压低 声光报警，停机关油门（3）自启动失败 声光报警（4）低压闭锁过流保护 声光报警，停机关油门（5）发电机过负荷保护 声光报警（6）发电机差动保护 声光报警，停机关油门（7）冷却水温高 声光报警（8）润滑油温高 声光报警（9）日用油箱油位低 声光报警（10）发电机事故跳闸 声光报警（11）逆功率保护 声光报警，停机关油门 (12) 失磁保护 声光报警，停机关油门（13）冷却水水位低 声光报警过电流保护：保护装设在发电机中性点的分相引出线上，动作于发电机出口断路器跳闸并灭磁；保护装置接线为三相式接线；过电流保护具备速断（主保护）及定时限（后备保护）二种功能。发电机差动保护：保护动作发电机出口断路器跳闸并灭磁；保护装置接线为三相式接线。单相接地保护：保护动作于信号。过电压保护：过电压保护动作于发电机出口断路器跳闸并灭磁。低电压保护：低电压保护动作于发电机出口断路器跳闸并灭磁。发电机励磁系统装设自动电压调整器故障保护。柴油机保护：柴油机装设水温过高，机油油压过低，超速保护，保护动作于停机；装设水温高，油压低，润滑油高温，日用油箱油位低,水位低等保护,保护动作于信号。c) 信号信号系统按装设地点可分为就地控制盘上信号和主机组单元控制室进入DCS信号，按故障性质分为预告信号和事故信号。预告信号用光字牌、电铃，事故信号用光字牌和蜂鸣器。 以下故障之一出现时，机组将实现保护停机并发出声光报警,并引入DCS系统（接点容量：110V 2A）： 机油压力低 机组超速 过起动（三次起动失败） 发动机温度过高 发电机差动保护 发电机超压或欠压出现下列情况之一时，机组将发出声光报警，并送往DCS系统（接点容量：110V 2A） 跳闸：过电流，短路，电压过高，失压 电池电压低 低水温 燃料液位低 机油压力低预警 发动机高温预警 充电器故障 机组不在自动状态 低水位 发电机出口断路器合、跳，保安电源馈线断路器合跳，位置信号接点，脱硫电源馈线断路器合跳，位置信号接点（1开1闭）送往单元控制室DCS（接点容量110V 2A）d) 测量电气回路装设下列测量表计：发电机：交流电流表，交流电压表，有功功率表，功率因数表，频率表，启动电机直流电压表，电池电压表，计时表，选择开关。交流及直流仪表准确等级1.5%。电动转速表、机油压力表、机油温度表、冷却水温度表等。发电机电流、电压、频率、有功功率经变送器输出4-20mA引至单元控制室DAS数据采集系统。4.5.4 发电机励磁系统发电机配用PMG励磁方式。励磁系统为快速反应的永磁无刷励磁系统，对于自动励磁调整装置，满足以下条件：静态电压调整率：0.5暂态电压调整率：2稳定时间：小于1.0秒电压波动率：0.25顶值电压系数：1.5励磁调节装置有自动调节方式。4.5.5 通风冷却方式柴油发电机组的通风方式以轴向通风方式为主，柴油机冷却方式采用闭式循环水冷却，一次水冷，二次采用散热器风冷，不需外供水源。冷却水的水质以生活水为主。补水箱和冷却水管中加防冻液。发电机的冷却方式，为自然风冷，机组不需外供工业冷却水。4.5.6 柴油机的燃油润滑油燃油牌号：S2B25281 -10#轻柴油润滑油牌号：CD级 15W30或15W404