3.1直流系统负荷
经统计,直流系统各类负荷如表1.
因茂名热电厂为中型火力发电厂,且与系统相连,所以蓄电池事故放电时间考虑为1h.对于汽轮机润滑油泵,因为是高温、高压机组,故其事故计算时间为1.0h,直流润滑油泵的K值取0.8,密封油泵的K值取0.7计算。冲击负荷考虑为1台最大合闸电流的断路器合闸。
3.2蓄电池组的选择
3.2.1按事故持续放电状态选择
tj=KkQsgIsg=1.1×307Ah306A=1.1h
式中 tjGGM型蓄电池假想时间,h;Kk可靠因数,取1.1;Qsg事故负荷计算容量,Ah;Isg事故放电电流,A.查《电力工程设计手册》(西北电力设计院、东北电力设计院主编)中P769曲线表,得Idj=16.8A,则
Qe≥36IsgIdj=(36×30616.8)Ah=658Ah
式中Qe蓄电池的10h放电容量,Ah;Idj单位容量蓄电池在放电假想时间内所允许的放电电流,A.选用720Ah的蓄电池即可。原选用的蓄电池为GGM-800型可满足要求。
3.2.2按最大冲击电流选择
Qe≥0.78(Isg+Ich)=[0.78×(306+235)]Ah=422Ah
根据计算结果,蓄电池的容量按事故持续放电状态下计算选择。原运行的GGM-800型蓄电池组仍满足负荷的要求。
3.2.3直流电压水平校验(以GGM-800型为例)
a)按事故放电初期,蓄电池突然承受放电电流的电压水平验算:
Kcho=IsoC10=609A800Ah=0.76h-1
式中 Kcho单位容量蓄电池放电初期放电系数,h-1.查GGM型蓄电池短时冲击放电曲线表得:
Kcho=0.76h-1时,Ucho=1.86V,则直流母线电压为N.Ucho=106×1.86V=197.16V>0.85Ue
式中 Ucho单位容量电池冲击负荷初期端电压,V;N 浮充电池个数;Ue 直流母线额定电压,V.b)按事故放电末期,蓄电池再承受冲击负荷时的电压验算:
Km=IsC10=306A800Ah=0.38h-1
Kchm=IchC10=235A800Ah=0.29h-1
式中Km 单位容量蓄电池持续放电系数,h-1;Kchm单位容量蓄电池冲击放电末期放电系数,h-1.查有关曲线得Uchm=1.72V,则直流母线电压为
N.Uchm=106×1.72V=182.32V
0.80Ue<N.Uchm<0.85Ue
式中 Uchm单位容量蓄电池冲击负荷末期端电压,V.
从计算结果来看,选取蓄电池为800Ah时,按事故放电的末期,蓄电池再承受冲击负荷时,母线电压为182.32V,能满足断路器的合闸电压要求,但难以满足直流油泵的运行要求(直流油泵运行允许电压范围为(-10%~+10%)Ue间)。蓄电池的容量应选大一级为宜,即C10=1000Ah.但上述校验为运行中的极端情况,运行中出现的概率极少,当出现时可通过调整蓄电池组的放电个数来满足直流油泵的运行。故原选用的GGM-800型蓄电池可满足要求。但原用的GGM-800型Ⅰ、Ⅱ组蓄电池运行时间已达10a以上,受蓄电池自放电、过放电及电极纯化等影响,蓄电池阴、阳极板脱落渗液严重,电池难以满足充电,可靠性大大降低。因此,利用改造机会将Ⅰ、Ⅱ组蓄电池更换为英国进口的VH34-1000型免维护蓄电池。
3.2.4蓄电池的个数
蓄电池个数为: N=2301.85=124,其中基本电池数为88个,端电池数为36个。
3.3充电设备的选择
3.3.1核对性充电设备
3.3.1.1充电设备的额定电流
a)按事故放电后进行充电的要求选择充电设备,计算公式为:
Ic=1.1Qsgt+Ijc=1.1×307Ah12h+33A=61A
式中 Ijc浮充电设备的工作电流,A;Ic充电设备应具备的输出电流,A.b)考虑核对性充放电,按最大充电电流选择,
Ic=0.1Qe+Ijc=(0.1×800+33)A=113A
故充电设备的额定输出电流应大于113A.
3.3.1.2充电设备的输出电压范围
对有端电池的直流系统,充电设备的电压应满足蓄电池充电末期的电压选择。即:
Uc=N×Ucm=124×2.4V=297.6V
式中Uc充电设备输出电压,V;Ucm蓄电池满充电端电压,V.取最大一级,即360V.充电设备容量:Pc=IcUcm=113A×360V=41kW.
不考虑选用直流发电机,应选用的硅整流装置为KGCfA-150360,则额定输出电流为150A,最高输出电压为360V.
3.3.2浮充电设备
浮充电设备持续负荷电流Ifc为Ifc=0.0042Qe+Ijc=(0.0042×1000+33)A=37.2A
浮充电设备正常工作容量Pfc为Pfc=IfcUcm=37.2A×360V=14kW
按核对性充电设备选得的KGCfA-150360可满足蓄电池浮充电要求。
4、结束语 通过分析茂名热电厂老式直流系统屏存在的缺点或不足之处,提出了其更新、改造的设计方案。新设计的直流系统屏既满足经济性、可靠性、技术性的要求,又美观大方,维护方便。该直流系统自1997年初全部改造(包括将原用的GGM-800型蓄电池更换为VH34-1000型免维护电池)投运以来,运行情况良好,解决了过去可靠性低、维护困难、直流系统绝缘差、充电机因大电流开关合闸经常跳闸等一系列问题,在该厂的安全发、供电方面发挥了重要的作用。
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