300MW火电厂交流保安电源的设计研究

摘要

为了防止火电厂企业事故停电造成设备损坏、机组运行失调，从而设置的保证事故情况下紧急向重要厂用负荷提供电力的电源，叫做保安电源。直流类电源和交流类电源是其中的两大形式。一般来说，可以迅速启用的柴油发电机和能够立刻切换的外接电源是交流保安电源配置的重要组成部分。交流保安电源负责供给在全厂大面积停电时保证机组安全停运的润滑油泵电机、顶轴油泵电机、盘车电机以及其它一些交流事故保安负荷。
　　本文通过参阅相关文献，对当前300MW火电厂交流保安电源做了详细分析和设计研究。对于电厂保安电源重构具有重要的意义。
　　首先，本文探讨了当前全国部分大型火电厂保安电源构造的现状，介绍了事故保安负荷的种类及重要性，分析了火电厂保安电源的配置原则及特殊要求。通过比较说明了各种配置形式的优缺点其对配电系统带来的影响。
　　其次，介绍了柴油发电机在交流保安电源系统中的重要作用。以国电石横电厂二期＃3、＃4机采用的威尔信香港有限公司FG Wilson的P1100E1型柴油发电机组为例详细介绍和探究了柴油机发电机工作原理、柴油发电机组的功能、柴油发电机的性能及结构、柴油机发电机组运行要求和方式，并通过柴油发电机负荷计算判别柴油发电机组选购的依据，说明了柴油发电机日常使用注意事项。
　　再次，针对保安电源各路电源切换的问题，分析了现有的几种切换方式的优点和不足并中找出并改进了通过ATSE为基础的自动装换开关解决方案，既有较快的动态响应速度，又确保了较高的可靠性（不受DCS及断路器的影响），并分析验证了其可行性。
　　最后，针对不同类型保安电源的接线方式，以国电石横电厂＃5机组为例提出了保安电源接线重构优化问题。为进一步完善了DCS和ATSE及柴油机动态逻辑的功能，并保证其在系统非正常工况时的安全，并用详细阐述了全套保安电源系统在正常及事故时的各种运行方式，提出了各种事故的应对解决办法，确保了火电厂机组运行的稳定性及安全停机的可靠性。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究的背景及意义

1．2 交流保安电源的研究现状

1．3 本文的主要内容

第2章 交流事故保安电源配置

2．1 交流事故保安电源的配置原则

2．2 交流事故保安电源配置方案

2．2．1 柴油发电机组作交流保安电源的特点

2．2．2 外网或邻机作交流保安电源的特点

2．3 大型机组交流事故保安电源接线

2．3．1 交流事故保安电源接线的基本原则

2．3．2 保安电源的母线的基本接线方式

第3章 交流保安电源的主要组成部件

3．1 交流事故保安电源的负荷

3．1．1 动力电机

3．1．2 静止负荷

3．1．3 示例

3．1．4 容量计算

3．2 柴油发电机

3．2．1 柴油机基本原理

3．2．2 柴油发电机组的功能

3．2．3 柴油发电机的性能及结构

3．2．4 柴油发电机的保护

3．2．5 柴油发电机的信号

3．2．6 柴油发电机的励磁系统

3．2．7 柴油发电机的通风冷却方式

3．2．8 柴油机的供油系统及燃油和润滑油

3．2．9 柴油机的排气系统

3．2．10 发电机工作原理

3．2．11 柴油机发电机组运行要求

3．2．12 柴油发电机组运行方式

3．2．13 柴油发电机选型

3．2．14 常见300MW火电厂柴油发电机特性参数

3．3 保安变压器

3．3．1 结构特点

3．3．2 接线方式

3．3．3 冷却方式

3．3．4 冷却器及温度控制仪

3．3．5 示例

3．4 自动切换开关(ATS)

3．4．1 自动切换开关(ATS)工作原理

3．4．2 CB级和PC级ATS功能比较

3．4．3 示例

3．4．4 品牌

第4章 接线及转换方式

4．1 保安PC电源的切换

4．1．1 正常情况下柴油机带载试验

4．1．2 工作电源失电时柴油机快速启用

4．2 保安PC电源切换的基本要求

4．3 选用传统断路器组合完成电源切换

4．3．1 断路器配置保安电源接线的优点

4．3．2 传统保安电源切换逻辑的缺点

4．4 选用自动转换开关(ATSE)完成电源切换

4．4．1 自动开关配置保安电源接线的优点

4．4．2 自动开关配置保安电源接线的不足

4．4．3 柴油机带载试验时的转换

4．4．4 工作电源失电时的转换

4．5 示例

第5章 保安电源正常运行调试及维护

5．1 柴油发电机的运行维护

5．1．1 启动前检查

5．1．2 柴油发电机的启动和停止

5．1．3 柴油发电机组运行中检查内容

5．1．4 柴油发电机组备用中检查内容

5．1．5 异常和故障处理

5．1．6 柴油发电机下列故障仪表盘报警

5．1．7 柴油发电机不能启动

5．1．8 机组出力不足

5．1．9 柴油发电机频率和电压异常

5．2 保安变压器的运行维护

5．2．1 保安变压器运行中的检查

5．2．2 变压器发生下列异常时联系停电

5．2．3 变压器发生下列情况时立即停电

5．2．4 冷却器装置不正常运行的处理

5．2．5 变压器着火的处理

5．3 保安PC母线的运行维护

5．4 保安段失电事故处理

5．4．1 保安段的正常运行方式

5．4．2 保安段所带负荷分配情况

5．4．3 保安段失电现象

5．4．4 保安段失电原因

5．4．5 保安段失电电气方面处理

5．4．6 保安段失电热机方面处理

5．4．7 保安段失电其他方面处理

5．4．8 保安段电源恢复运行

第6章 结论与展望

参考文献

致谢