CN113866633A - 发电厂保安电源系统柴油发电机进行带负载试验的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种发电厂保安电源系统柴油发电机进行带负载试验的方法，所述发电厂保安电源系统包括保安段工作变压器、保安段工作进线开关、保安段母线、柴油发电机、保安段备用进线开关、保安段负载及备自投装置；保安段工作变压器经保安段工作进线开关与保安段母线相连接，柴油发电机经保安段备用进线开关与保安段母线相连接；保安段母线与保安段负载相连接；备自投装置与保安段工作进线开关的控制端及保安段备用进线开关的控制端相连接，该方法能够完成发电厂保安电源系统柴油发电机进行带负载试验，提高保安电源系统运行的安全可靠性。

Description

发电厂保安电源系统柴油发电机进行带负载试验的方法
技术领域
本发明属于电力调试和电力试验技术领域，涉及一种发电厂保安电源系统柴油发电机进行带负载试验的方法。
背景技术
发电厂作为保安电源的柴油发电机组的供电对象是事故保安负荷,《DL/T 5153—2014火力发电厂厂用电设计技术规定》对事故保安负荷的定义是:在发生全厂停电或单元机组失去厂用电时,为了保证机炉的安全停运,过后能很快地重新启动,或者为了防止危及人身安全等原因,需要在停电时继续进行供电的负荷。在实际应用中，由于柴油发电机的使用次数极少，长期处于静置状态，所以柴油发电机作为保安电源在全厂事故停电时经常存在启动故障。因此，需定期对柴油发电机进行空载、带载试验，以提高柴油发电机供电的可靠性。
但是目前国内《DL/T 5294-2013火力发电建设工程机组调试技术规范》等相关技术标准对于保安电源系统柴油发电机带载试验的具体方法和评价标准均未有明确说明，经常会出现保安电源系统工作电源失电后切换至柴油发电机后，柴油发电机带负荷失败的情况，对发电厂安全停机造成极大隐患。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种发电厂保安电源系统柴油发电机进行带负载试验的方法，该方法能够完成发电厂保安电源系统柴油发电机进行带负载试验，提高保安电源系统运行的安全可靠性。
为达到上述目的，本发明所述的发电厂保安电源系统柴油发电机进行带负载试验的方法，所述发电厂保安电源系统包括保安段工作变压器、保安段工作进线开关、保安段母线、柴油发电机、保安段备用进线开关、保安段负载及备自投装置；
保安段工作变压器经保安段工作进线开关与保安段母线相连接，柴油发电机经保安段备用进线开关与保安段母线相连接；保安段母线与保安段负载相连接；备自投装置与保安段工作进线开关的控制端及保安段备用进线开关的控制端相连接；
包括以下步骤：
1)确保保护定值正确投入，发电厂保安电源系统完成系统切换试验，切换逻辑以及开关均动作无误，柴油发电机能够正常启动；
2)完成柴油发电机空载试验，确保柴油发电机的出口电压及相序正确，柴油发电机的运行参数正常；
3)根据重要性对待投入负荷进行分类，再根据分类结果对投入负荷进行分批投入的延时设定；
4)根据步骤3)的分类结果及柴油发电机的容量对启动负荷进行校核；
5)校验旋转负荷时的电压波动，根据校验结果对柴油发电机及电动机的低电压保护的动作值及延时进行修正；
6)模拟保安电源失电，保安电源失电前带机组正常运行时的负荷，失电后保安电源由工作电源供电切换至柴油发电机供电，对柴油发电机2进行带负载试验，同时对柴油发电机的电压及电流进行录波；
7)负荷投入后，当柴油发电机带载失败，则调取录波文件，查看实际电压及采样电流是否超过保护定值，根据实际电压及采样电流对投入负荷或保护定值进行修正，修正完毕后，再转至步骤6)；负荷投入后，当柴油发电机带载正常，则转至步骤8)；
8)负荷按延时设定值分批次自动投入，全部负荷投入后维持稳定运行，然后手动恢复保安电源系统由工作电源供电，停止柴油发电机运行。
保安段母线经保安段负载开关与保安段负载相连接。
柴油发电机经柴油发电机出口断路器及保安段备用进线开关与保安段母线相连接。
步骤4)中，根据步骤3)的分类结果及柴油发电机的容量对启动负荷进行校核，保证柴油发电机首次加载能力，大于等于其额定功率的50％。
柴油发电机的首次加载能力Pedg为：
Figure BDA0003270370910000031
其中，Ped为电动机负载功率，Peb为静止负载功率，
Figure BDA0003270370910000033
为平均功率因数，Kq为电动机起动电流倍数。
步骤5)中，校验电动机启动时的电压波动Um为：
Figure BDA0003270370910000032
其中，Se为柴油发电机的额定容量，PDM为电动机的容量，X’d为柴油发电机的暂态电抗，Kq为电动机的起动电流倍数；
根据式(2)的校验结果对低电压保护定值进行修正，使其大于等于70％动作电压。
步骤6)的具体操作为：
柴油发电机带载试验前，保安段母线由保安段工作变压器供电，保安段负载开关正常闭合，保安段负载正常投入，模拟保安段工作变压器失电，备自投装置检测到保安段母线失压后启动柴油发电机，然后断开保安段工作进线开关，待柴油发电机建压成功后，闭合柴油发电机出口断路器，控制保安段备用进线开关闭合，保安段母线带电，保安段负载按延时设定投入首批次负荷。
全部负荷投入后保持1h维持稳定运行。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的发电厂保安电源系统柴油发电机进行带负载试验的方法在具体操作时，在保安段负载容量不变的情况下，仅对保安电源的负荷与柴油发电机的容量进行分类校验，同时对保安段事故电源进线断路器、柴油发电机控制器及电动机等设备的定值配合进行核算设定，即可在柴油发电机组自启动成功后分批次自动投入保安段负荷，避免柴油发电机组自启成功后，因突然加载过大负荷带载失败而造成停机事故发生。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的流程图。
其中，1为保安段工作变压器、2为柴油发电机、3为柴油发电机出口断路器、4为保安段工作进线开关、5为保安段备用进线开关、6为备自投装置、7为保安段负载开关、8为保安段负载、9为保安段母线。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，不是全部的实施例，而并非要限制本发明公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要的混淆本发明公开的概念。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
在附图中示出了根据本发明公开实施例的结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
参考图1，本发明所述的发电厂保安电源系统包括备自投装置6、保安段工作变压器1、保安段工作进线开关4、保安段母线9、柴油发电机2、保安段备用进线开关5、柴油发电机出口断路器3、保安段负载开关7及保安段负载8；
保安段工作变压器1经保安段工作进线开关4与保安段母线9相连接，柴油发电机2经柴油发电机出口断路器3及保安段备用进线开关5与保安段母线9相连接；保安段母线9经保安段负载开关7与保安段负载8相连接；备自投装置6与保安段工作进线开关4的控制端及保安段备用进线开关5的控制端相连接。
参考图2，本发明所述的发电厂保安电源系统柴油发电机的带载试验方法包括以下步骤：
1)确保保护定值正确投入，保安电源系统完成系统切换试验，切换逻辑以及开关均动作无误，柴油发电机2能够正常启动；
2)完成柴油发电机2空载试验，柴油发电机2的出口电压及相序正确，各项运行参数正常；
3)对发电厂保安电源所配置的静态及动态负荷根据《DL/T 5153—2014》的附录B“常用厂用负荷特性表”对常规火力发电厂的负荷供电类别进行分类，再根据事故情况时机组停机过程中需要连续运行的旋转电机负荷对重要性进行分类，根据分类结果对投入负荷进行分批投入的延时设定。
例如，顶轴油泵和汽机盘车装置都是等机组惰走转速下降到一定值时才需要投入运行，盘车装置投入的时间在20～60min。大机组汽轮机润滑油泵、氢密封油泵都有交流、直流2套，在交流厂用电失去后，直流油泵可以短时间运行，因此交流润滑油泵和氢密封油泵也不需要立即投入。回转式空气预热器盘车装置及其润滑油泵，只允许短时停电，一般要立即投入。各辅机的交流润滑油泵，一般都应按制造厂要求尽快投入保安电源，以免造成轴瓦磨损。蓄电池浮充电装置，由于蓄电池在额定负荷下的正常放电时间一般为1h，一般也不需立即投入。交流不停电电源(UPS)在交流失电时自动切换到直流系统供电，可稍后切换至保安电源。交流事故照明,在电厂发生停电事故时,事故照明是现场人身安全的重要保障，应立即投入供电。机炉的自动化热工电动阀门在事故停机过程中动作的数量很多，一般需要立即投入供电。但大部分电动门的动作持续时间都很短，在30～40s后已结束动作，因此在计算保安负荷时，应将这个条件考虑进去。另外其他保安负荷均根据在厂用电失电后是否需要尽快投入来确定是否在柴油发电机2组具备首次加载条件时立即投入供电。
例如，根据事故情况下保安段上旋转电机负荷性质，设备安全要求将旋转负荷分批起动，对于空预器主辅电机、主机交流润滑油泵、小机交流润滑油泵及交流密封油泵等在整个停机过程中连续运行的电机设置成保安段电压恢复后0.2秒起动，顶轴油泵、盘车电机等置成保安段电压恢复后5秒起动，各种辅机的润滑油泵等设置成保安段电压恢复后10秒起动。
4)根据负荷分类结果及柴油发电机2的容量对启动负荷进行校核，《DL/T 5153—2014火力发电厂厂用电设计技术规定》附录D中柴油机首次加载能力校验规定：制造厂保证的柴油发电机2首次加载能力，不低于额定功率的50％。
按《DL/T5153—2014火力发电厂厂用电设计技术规定》中的算法，校验柴油发电机2首批加载能力Pedg为：
Figure BDA0003270370910000071
其中，Ped为电动机负载功率，Peb为静止负载功率，
Figure BDA0003270370910000072
为平均功率因数，Kq为电动机起动电流倍数，取5倍。
对首批启动的负荷容量按式(1)进行核算。
5)校验旋转负荷时的电压波动，根据校验结果对柴油发电机2及电动机的低电压保护的动作值及延时进行修正。
校验电动机启动时的电压波动Um为：
Figure BDA0003270370910000081
其中，Se为柴油发电机2的额定容量，PDM为电动机的容量，X’d为柴油发电机2的暂态电抗，取19％，Kq为电动机的起动电流倍数，取5倍，根据式(2)的校验结果对低电压保护定值进行修正，要求不得低于70％动作电压。
6)实际模拟保安电源失电，保安电源失电前带机组正常运行时的负荷，失电后保安电源由工作电源供电切换至柴油发电机2供电，对柴油发电机2进行带负载试验，同时对柴油发电机2的电压及电流进行录波。
柴油发电机2带载试验前，保安段母线9由保安段工作变压器1供电，保安段负载开关7正常闭合，保安段负载8正常投入，模拟保安段工作变压器1失电，备自投装置6检测到保安段母线9失压后启动柴油发电机2，然后断开保安段工作进线开关4，待柴油发电机2建压成功后，闭合柴油发电机出口断路器3，控制保安段备用进线开关5闭合，保安段母线9带电，保安段负载8按延时设定投入首批次负荷；
7)负荷投入后，当柴油发电机2带载失败，则调取录波文件，查看实际电压及电流采样是否超过保护定值设定，根据实际电压及电流采样对投入负荷或保护定值进行修正，修正完毕后，再转至步骤6)；负荷投入后，当柴油发电机2带载正常，则转至步骤8)；
8)负荷按延时设定值分批次自动投入，全部投入后保持1h维持稳定运行，然后手动恢复保安电源系统由工作电源供电，停止柴油发电机2运行。
本发明适用于保安段配置柴油发电机的发电厂保安电源系统。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (8)

1.一种发电厂保安电源系统柴油发电机进行带负载试验的方法，其特征在于，所述发电厂保安电源系统包括保安段工作变压器(1)、保安段工作进线开关(4)、保安段母线(9)、柴油发电机(2)、保安段备用进线开关(5)、保安段负载(8)及备自投装置(6)；
保安段工作变压器(1)经保安段工作进线开关(4)与保安段母线(9)相连接，柴油发电机(2)经保安段备用进线开关(5)与保安段母线(9)相连接；保安段母线(9)与保安段负载(8)相连接；备自投装置(6)与保安段工作进线开关(4)的控制端及保安段备用进线开关(5)的控制端相连接；
包括以下步骤：
1)确保保护定值正确投入，发电厂保安电源系统完成系统切换试验，切换逻辑以及开关均动作无误，柴油发电机(2)能够正常启动；
2)完成柴油发电机(2)空载试验，确保柴油发电机(2)的出口电压及相序正确，柴油发电机(2)的运行参数正常；
3)根据重要性对待投入负荷进行分类，再根据分类结果对投入负荷进行分批投入的延时设定；
4)根据步骤3)的分类结果及柴油发电机(2)的容量对启动负荷进行校核；
5)校验旋转负荷时的电压波动，根据校验结果对柴油发电机(2)及电动机的低电压保护的动作值及延时进行修正；
6)模拟保安电源失电，保安电源失电前带机组正常运行时的负荷，失电后保安电源由工作电源供电切换至柴油发电机(2)供电，对柴油发电机(2)进行带负载试验，同时对柴油发电机(2)的电压及电流进行录波；
7)负荷投入后，当柴油发电机(2)带载失败，则调取录波文件，查看实际电压及采样电流是否超过保护定值，根据实际电压及采样电流对投入负荷或保护定值进行修正，修正完毕后，再转至步骤6)；负荷投入后，当柴油发电机(2)带载正常，则转至步骤8)；
8)负荷按延时设定值分批次自动投入，全部负荷投入后维持稳定运行，然后手动恢复保安电源系统由工作电源供电，停止柴油发电机(2)运行。
2.根据权利要求1所述的发电厂保安电源系统柴油发电机进行带负载试验的方法，其特征在于，保安段母线(9)经保安段负载开关(7)与保安段负载(8)相连接。
3.根据权利要求1所述的发电厂保安电源系统柴油发电机进行带负载试验的方法，其特征在于，柴油发电机(2)经柴油发电机出口断路器(3)及保安段备用进线开关(5)与保安段母线(9)相连接。
4.根据权利要求1所述的发电厂保安电源系统柴油发电机进行带负载试验的方法，其特征在于，步骤4)中，根据步骤3)的分类结果及柴油发电机(2)的容量对启动负荷进行校核，保证柴油发电机(2)首次加载能力，大于等于其额定功率的50％。
5.根据权利要求4所述的发电厂保安电源系统柴油发电机进行带负载试验的方法，其特征在于，柴油发电机(2)的首次加载能力Pedg为：
Figure FDA0003270370900000021
其中，Ped为电动机负载功率，Peb为静止负载功率，
Figure FDA0003270370900000022
为平均功率因数，Kq为电动机起动电流倍数。
6.根据权利要求1所述的发电厂保安电源系统柴油发电机进行带负载试验的方法，其特征在于，步骤5)中，校验电动机启动时的电压波动Um为：
Figure FDA0003270370900000031
其中，Se为柴油发电机(2)的额定容量，PDM为电动机的容量，X’d为柴油发电机(2)的暂态电抗，Kq为电动机的起动电流倍数；
根据式(2)的校验结果对低电压保护定值进行修正，使其大于等于70％动作电压。
7.根据权利要求1所述的发电厂保安电源系统柴油发电机进行带负载试验的方法，其特征在于，步骤6)的具体操作为：
柴油发电机(2)带载试验前，保安段母线(9)由保安段工作变压器(1)供电，保安段负载开关(7)正常闭合，保安段负载(8)正常投入，模拟保安段工作变压器(1)失电，备自投装置(6)检测到保安段母线(9)失压后启动柴油发电机(2)，然后断开保安段工作进线开关(4)，待柴油发电机(2)建压成功后，闭合柴油发电机出口断路器(3)，控制保安段备用进线开关(5)闭合，保安段母线(9)带电，保安段负载(8)按延时设定投入首批次负荷。
8.根据权利要求1所述的发电厂保安电源系统柴油发电机进行带负载试验的方法，其特征在于，全部负荷投入后保持1h维持稳定运行。
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