浅谈电厂直流系统安装及调试

浅谈电厂直流系统安装及调试

荆繁

中国能源建设集团华北电力试验研究院有限公司 天津市 300012

摘要：直流电源系统作为发电厂及变电站的操作电源，应能在事故发生时可靠、不间断地向厂用设备供电，是电厂自用电中最重要组成部分。

关键词：电厂；直流系统；安装调试

为确保供电系统的安全无误运行，必须始终保持电厂直流系统的稳定性和可靠性。在发电厂直流供电系统中，一旦电厂直流接地故障测试系统发出相应的报警信号，电厂相关专业技术人员应第一时间根据系统检测到的具体数据，工作人员还需根据故障不同程度，立即采取最佳的相应处理方案。在直流接地故障排除中，应采用合理的故障查找技巧，及时查找接地故障原因，有效排除接地故障点，确保电厂发电系统安全稳定运行。

一、直流电源系统

直流系统是一个独立的电源,直流系统是保证在交流电中断时,由蓄电池继续提供直流电源的设备,在工作时不会受到发电机和系统运行方式的影响。直流系统为发电厂各单元机组的控制、信号、继电保护、自动装置、热控设备、直流油泵、UPS、直流事故照明等负荷供电,各个电厂对直流系统设备的运行维护和故障处理都有严格的规定。直流系统广泛应用于水力、火力发电厂，各类变电站和其它使用直流设备的用户(如发电厂、变电站、配电站、石化、钢铁、电气化铁路、房地产等)，为信号设备、保护、自动装置、事故照明及断路器分、合闸操作提供直流电源，它也同样广泛应用于通信部门、计算机房、医院、矿井、宾馆，以及高层建筑的可靠应急电源，用途广泛。直流系统一般包括蓄电池组、硅整流器、绝缘监测装置、闪光装置、电压监察装置、直流母线、直流负荷等设备。

1、硅整流装置。硅整流装置是将380V交流转换成直流的主要设备，它通过可控硅、稳压器等设备的整流稳压等一系列转换提供可靠、合格的直流电压。硅整流一般容量不是很大,正常情况下运行于“浮充”方式,仅用于向直流母线供经常性负荷,同时以小电流向蓄电池浮充电,补偿蓄电池的自放电损耗,保证蓄电池常处于完全充电状态。110V直流硅整流装置采用KVA90系列。

集控110V直流硅整流装置型号为KVA90-100/115,220 V直流硅整流装置型号为KVA90-250/230。网控110 V硅整流装置型号为KVA90-60/115。KVA90系列硅整流器的优点是具有微机自动调节功能,它可根据负荷电流大小及母线电压高或低,自动调节输出电压至正常值。

2、蓄电池。蓄电池是发电厂普及采用的直流电源，它不受交流系统的干扰,供电可靠、电压稳定、容量较大且瞬时过载能力强,但造价高、运行维护麻烦、使用寿命相对较短。正常情况下蓄电池在浮充电方式下运行,能补偿电池内部的放电和防止极板硫化,减小维护工作量,延长使用寿命,而且提高了直流系统的工作可靠性。

动力合闸及事故情况下由蓄电池主要承担冲击负荷,例如断路器的合闸电流等,以及在交流系统发生事故时,浮充硅整流器失电停止工作情况下,蓄电池将承担全部直流负荷。

3、WZJ-2型直流系统绝缘监测装置。其能监视测量直流母线电压和直流系统绝缘，且有超限报警的功能,能方便地检查各支路的绝缘电阻,在不拉开直流馈线情况下方便查找直流接地。

4、闪光装置。闪光装置布置在断路器控制回路中,当断路器与断路器控制开关出现不对应状态时,发出闪光信号,给运行人员分析和判断事故提供依据。

二、现场安装

1、基础槽钢的制作安装。基础槽钢的制作安装是控制屏就位和美观的关键。对应图纸根据图纸要求选择槽钢型号，槽钢(镀锌)应平直，无裂痕，屏柜的基本槽钢可在制作场地通过一次性框架形成，或在控制室就地加工制作。考虑到施工方便，一般采用水平测量仪找平并固定。然而，一些施工现场较混乱或习惯等方面原因存在，通常，透明塑料软管是一种简单而有效的工具，用于确定基础槽钢的水平。屏柜基础槽钢找平找正后(基础槽钢安装允许误差每米小于1mm，全长小于5mm)，采用电焊焊死固定。由于槽钢是镀锌的，所以焊口必须进行防腐处理(通常刷银粉漆)。

2、立屏对应图纸上屏柜的排放顺序、位号、型号等。将相对应的屏柜运至控制室，且屏柜按顺序位号排列，屏柜就位后应找平找正(垂直度误差＜1.5mm/m；水平误差分别为：相邻两屏顶部＜2mm，成列屏顶部＜5mm；屏面误差分别为相邻两屏面＜1mm，成列屏面＜5mm)，屏间应采用螺钉固定，屏下和接地结构应采用点焊焊死或螺栓固定。最后安装一些配件，如眉板和顶板等。

3、电池的安装与连接。电池应根据电池放电图进行布置，先检查下正负极排放顺序是否有错，连接各层电池之间的连接线，检查各层电池电压是否正常。(若有电池巡检，先检查电池端电池巡检线号码是否与电池号对应，最后在电池巡检盒上测量电池电压是否正常。)然后连接电池层间连线，最后测量整个电池组的电压是否正常，拔掉充电柜中的电池熔丝，并将电池总线以正负极方式连接到电池端子。

4、屏间电缆与通讯线的连接。屏间如，有一些用于电池巡检、馈电输出、绝缘检测仪等设备的通信线及电源线，按连线上的标签与端子上对应起来连接，并检查是否正确。

5、充电屏的安装。将整流模块插入充电柜，然后通知电力部门人员将交流电接入充电柜的交流端子，合上交流空气开关，检查模块后端的输入交流电电压是否正常，若正常，合上交流空开，连接模块后端的输入端子，连好主监控上的通信线和并机线，检查下连线是否正确，检查完毕一切正常后，逐个合上模块交流空开，检查输出电压是否正确。用万用表测量电池熔丝上端的电压极性是否与电池熔丝下端电池连过来极性一致，若一致先断开电池空开，合上电熔丝，然后合上电池空开。

三、现场安装完毕后上电调试

1、上电前准备。①检查所有紧固件是否松动，若松动则必须拧紧。②检查交流进线和屏间的连接，线头必须牢靠接触良好，并用万用表检查。

2、上电后检查。上电后，先检查主监控中是否有告警，若有先排除告警。检查下一个主监控中的所有用户参数是否与实际情况一致，(如电池容量、电池个数、告警值等设置参数)。如有不同需重新设置参数。

3、电压设置。将电压设置在浮充上，以查看实际电压是否与设置值一致，若不同，调节输出电压值。将电压设置在均充上，查看实际值是否与设置值一致，若不同，则微调输出电压值。该步骤可多调几次，以将输出电压调节到适当位置。在负载条件下，可检测一限流点，若不准需调节输出电流值。若有电池巡检，则进入系统查询，检查单节电池电压是否与实际测量电压一致，若不一致，应逐一校验电池巡检盒。

4、检查均、浮充能否正常转换。检查均、浮充能否正常转换，用一个大负载并在电池回路里看，看浮充能否转换到均充。然后去掉大负载并调小充电延时，看均充能否转换到浮充。(需较长时间要耐心等待。)

5、告警模拟试验

①开关量告警。若熔丝告警，要拔掉熔丝，看主监控能否开关量告警。若是开关，要按住开关的试验按钮，查看主监控是否能发开关告警。若是大空开，用绝缘物把空开的脱扣按钮按一下，空开跳闸，以查看是否有开关告警，开关告警需30秒时间。然后测量主监控的开关量告警干节点输出是否发生变化；电压高低压门限告警，对于门限告警，可将系统设置门限值修改为当前能告警的值，以查看是否能告警。

②模块故障告警，可关掉一个模块以查看主监控能否发模块无输出或通信故障告警，可逐个试验。再测量主监控模块故障干节点的输出是否发生变化。

③交流高低压告警，可修改监控中高低压门限值，以查看主监控是否能发出相应告警。然后测量主监控交流告警干节点的输出是否发生变化。

④绝缘故障告警，使用11K或25K电阻(分别对应于110V系统和220V系统)将其连接到输出端子及地线，以查看主监视是否能发出绝缘告警，该试验需在每个端子上进行试验。测量主监控绝缘故障干节点输出是否变化。

参考文献：

[1]武利俊.电厂直流系统试验分析及改进方案[J].内蒙古电力技术,2016(05):299.