直流系统改造方案8127.docx
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直流系统改造方案8127
鲍店矿电厂
直流系统优化改造
华聚能源鲍店矿电厂
二0一0年八月
、现状介绍
我厂使用的蓄电池组是新乡太行电源集团有限公司产品。
按照生产厂商关于对此
类蓄电池使用的有关规定，在通风、干燥、清洁、湿度为25%±10C和相对湿度不大于75%、无酸性物质的室内可保证使用8年。
而我厂使用的蓄电池组为该厂1996年及2003年的产品，距今分别已有14年和7年多的历史。
由于长期运行，1996及2003年投入运行的很多蓄电池已经出现了活性物质脱落、板栅腐蚀或极板变形等现象。
同时，1996年投入运行的由于长期使用使得蓄电池容量降低严重，使得电力系统的安全性降低。
电解液液位下降。
并有轻微渗漏现象。
同时由于厂区直流用电设备的增加，使得现有的蓄电池组容量已经不能满足需求。
我厂事故照明切换装置，交、直流专用电源系统于1996年投入运行至今已13年，交、直流接触器型号分别是，CJ12B—100/4及C20—250/20，于1996年1月生产。
由于使用时间太长，运行人员做定期试验时，交、直流接触器不能正常切换合闸，曾多次出现合闸线圈烧毁等故障，生产厂家不在生产此类型号的产品，无法购置原接触器相配套线圈。
接触器的安全性能已不能保证照明切换装置正常运行。
各回路负荷开关经常出现内部故障，合闸不到位现象，（此种型号开关已更新换代）已无法购置原型号的开关，所配置的保护熔断器在工作中也经常有接触不良故障出现烧毁现象。
随着电气系统不断技术改造和主控楼用电设备的不断增加，现交流专用屏内各回路空气开关容量已严重不足，且无备用开关。
现有的直流频系统已不能保证现场事故照明线路稳定正常供电。
并在安全质量标准化检查中，华聚公司检查组向我厂提出更换事故照明切换专用屏、交、直流屏的建议。
二、存在问题
1）现用镉镍电池使用中，要经常维护，需补加电解液，有腐蚀性，在维护维修中有很大困难。
且达到使用寿命，充电效率低，若继续维持工作，务必会导致电池容量不足，交流停电期间无法保证负荷的正常工作，带来整个系统安全隐患。
2）随着电气产品的技术升级，很多电气元件厂家停厂，后续配件难以选购，给维护维修带来很大困难。
3）目前微机直流系统不能对馈出支路接地绝缘参数、支路开关跳闸报警量、每只蓄电池电压等参数控制，无法实现无人值守自动化管理。
三、改造方案
见图三
1）直流系统改造方案
1将现有的蓄电池组进行更换，对蓄电池组进行扩容，型号由原来的GNZ100型改为
GFM300型。
并将改造后的蓄电池组移至原热工班仓库位置。
2对我厂现使用的一面事故照明切换装置屏及交、直流专用屏进行更换（共计五面柜子）。
并将更换后的柜子布置在原热工班位置。
2）将要达到的效果
在全厂交流电源事故时，能保证直流照明切换装置安全可靠运行，为事故处理提
供照明系统。
更换后的交、直流专用屏能保证电气设备合闸、控制系统正常供电。
符合华聚公司安全质量标准化达标考核标准办法。
3）采取措施：
将原设备直流电源更换为先进的智能高频开关直流电源，将原镉镍电池换为铅酸免维护蓄电池，将原直流屏上组合开关更换为带报警接点的直流专用断路器。
四、智能高频开关直流电源的优势
1）．采用先进的智能高频开关电源作为电厂直流电源系统。
本系统采用先进的数字化控制的智能高频开关电源作为电厂直流电源系统，智能化程度高，当微机监控出现故障时能自动退出，不影响主回路向负载供电及蓄电池充电。
同时采用N+1多个模块并列运行，当有模块出现故障时，备用模块自动投入，不会影响系统正常运行。
而且模块采用低差自主均流技术，具有理想的均流特性。
新型的智能高频开关电源装置智能化程度高，可实现遥控功能，对系统进行全面监控，大屏幕液晶显示，声光报警，可满足无人值守站要求，并能自动完成对蓄电池的管理及保护，进行温度补偿。
电源监控模块具有开放式接口，提供RS232/RS485多种通讯方式与上位机通讯。
2）．智能高频开关直流电源供电更具有可靠性
（1）高频开关电源直流系统采用无级调压方式，响应速度快，输入电压突变时，模块在200卩s内调整完成，过冲小于5%。
输出电压稳定，输出精度高；降压范围大，输入电压可到320V,可降压100V;当输入电压低到180V仍能够输出稳定的220乂
（2）高频开关电源直流系统由于采用模块化结构和N＋1备份方式，使系统的可靠性得到大大提高，并为系统扩容提供了极大方便。
当运行的电源系统中某一整流模块出现故障时，
该模块自动退出，其它模块继续均衡工作，对系统供电不产生影响，且模块可以带电插拔
当用户需要扩展电源系统容量时，只需增加整流模块即可以实现。
（3）高频开关电源直流系统能够满足更多变化的系统运行方式，彻底解决了人们长期以来对直流系统的种种顾虑。
（4）信息化技术由于高频开关电源装置采用计算机控制技术，因此系统的运行数据，报警，故障巡检等技
术手段齐全，所有信息均可上传终端或电厂调度中心。
3）．对蓄电池寿命的影响
发电厂和变电站的直流系统目前主要使用的是镍镉蓄电池或免维护铅酸蓄电池，这两种蓄电池对充电设备的要求较高。
高频开关电源由于输出纹波小、输出稳定，再加智能化管理能延长电池的使用寿命。
4）．效益比较
高频开关电源的设备容量和运行成本比较低。
采用高频开关电源功率因数为0.92，效
率为94%,则需输入功率为P入2=P0/（0.92X0.94）=1.156P.显然，采用高频开关电源节省了电力增容投资。
另外，智能化的特点也能节省很多维护费用，所以，高频开关电源的经济效益是显而易见的。
五、BZGP-29-2X300/220直流电源技术方案
1）300AH直流电源屏220V直流系统设2组蓄电池，一套监控控制两套充电装置•采用单母线分段接线，动力母线和控制母线之间设降压装置。
2）系统采用一组电池配一套充电装置；两套充电装置分别由3个20A高频开关整流模块组成,N+1备份并联组合供电方式,充分保证各种状态下的输出电流,电压.电源模块可带电热插拔,个别模块故障不会影响系统的正常工作。
3）充电装置具有对蓄电池的自动充电及手动充电,浮充电及均衡充电功能。
4）充电、浮充电装置具有限流功能,当外界短路时输出不会超过限流整定值;交流失电后,控制母线无时间间隔的连续供电;交流电源恢复后,充电装置可自动投入对蓄电池进行补充充电,充电时间达到整定值时,自动转入浮充电运行。
5）充电装置通过交流输入端装设的C级防雷器，并结合整流模块内部的D级防雷器，具有快速高效等优点，可有效吸收雷击，将雷电对系统的危害降至最小。
6）充电屏交流输入为两路，互为备用，可自动切换；交流输入端装设优质避雷器，
可有效吸收雷击，将雷电对系统的危害降至最小。
7）支持母线支路绝缘监测，支路绝缘阻值过低报警。
8）支持两组电池巡检，单体电池监测具有过压、欠压和差压报警功能，准确查找故障电池。
9）馈出回路含合闸:
4路100A,5路32A。
控制13路25A。
面,
10）系统有直流充电屏1面，直流馈线屏2面，公用屏2面，事故照照切换屏1逆变电源屏（电力专用不间断电源）1面，共7面屏组成，现场布置如图：
11）外型尺寸：
2360X800X600（高X宽X深）颜色：
待定
12）技术参数
13）采用20KVA电力专用不间断电源，如下图:
工作过程：
系统正常工作时，断路器（1ZK3ZK5ZK7ZK8ZK）在合闸位置，维修旁路开关4ZK在分闸位置，通过设置静态开关，可分旁路输出优先和逆变输出优先两种工作模式：
（1）旁路输出优先工作模式
如图4所示：
旁路电源经7ZK静态开关一一8ZK负荷；工作原理是旁路转换电路一直监视交流旁路电源的电压和波形，一旦断电，将迅速切换至逆变器输出工作模式上，切换时间一般为4ms之内。
（2）逆变输出优先工作模式
如图4所示：
厂用电电源正常时经1ZK——输入降压隔离一一电力专用逆变模块一一5ZK静态开关一一8ZK负荷；厂用电电源失电时，不间断切换到直流电
专用逆变模块出现过载或故障，静态开关将迅速切换到旁路输出工作模式上。
系统故障与检修：
（1）电力专用逆变模块故障
如图4所示：
一旦电力专用逆变模块出现过载或故障需要检修时，静态开关将迅
速切换到旁路输出工作模式上。
检修操作步骤是：
先断开5ZK后，再合上维修旁路开
关4ZK,经4ZK向负载不间断供电，再断开1ZK、3ZK7ZK8ZK,这样一来电力专用逆变模块完全与电源分开进行检修。
当电力专用逆变模块修好后，先合上1ZK3ZK确定
电力专用逆变模块工作正常，再合上7ZK8ZK后，断开4ZK后，再合上5ZK,恢复正常工作模式。
整个检修过程不间断供电。
（2）静态开关故障
静态开关可靠性很高，一般不会出现故障。
万一静态开关故障，输出无电压，输
出电压继电器动作，控制5ZK断开，4ZK合闸，这个过程会短时停电。
六、范围和数量
安装在直流电源屏上的器件
序
号
产品名称
产品型号
数量
单价
合计
备注
1
主监控模块
TH7B
1
1893
5
18935
10.4吋彩色
触摸屏
2
咼频开关电源
模块
THC1-20/220
6
1186
0
71160
3
信号灯
AD11—22/21-9GZDC220V
4
65
260
红、绿各半
4
自锁旋钮
LA38-11CX2/206
1
145
145
带“OFFON”
圆标志牌
5
交流断路器
NC120H-C100/3P
2
718
1436
6
交流接触器
CJX4-9511/AC220V
2
859
1718
柜后安装
7
交流监控单元
TH2A
1
458
458
:
柜后安装
8
过电压避雷装
置
THL2-380/220
1
2356
2356
柜后安装
9
轴流风机
AA1252MB-ATAC220V
2
256
512
:
柜顶安装
10
柜体
800*600*2360
1
4500
4500
铜排
1
628
628
1套
端子
80
7.5
600
导线
BVR-101625
1
1500
1500
1套
辅料
1
3000
3000
107208
1
合计：
107208.00元
安装在直流屏-U上的器件
1
直流电流表
64C1-A-100A-0-100A
2
159
318
2
直流电压表
64C1-V0-300V
2
260
520
3
直流断路器
GM100M-2300R/63A
2
860
1720
4
直流断路器
GM32M-2308R/32A
5
305
1525
5
直流断路器
GM100M-2308R/100A
4
918
3672
6
直流断路器
GM225M-2308R225A
2
2517
5034
7
直流断路器
GM32M-2300R/32A
1
183
183
8
交流断路器
C65N-C32A/2P
1
106
106
9
逆变器
NT1000系列3KVA
1
12590
0
AC220V俞出
12590
10
信号灯
AD11-22/21-9GZDC220V
13
22
286
红色
11
漏电流传感器
LS20-±10mA/土5V
9
156
1404
柜后安装
12
霍尔传感器
K1-50A/5V
2
138
276
柜后安装
13
直流监控单元
TH2D
1
528
528
柜后安装
14
二极管
ZP300A/400V带散热器
2
231
462
柜后安装
15
二极管
ZP50A/400V带散热器
2
98
196
柜后安装
16
熔断器
NT2-250A
4
165
660
柜后安装
17
霍尔传感器
K1-100A/5V
2
182
364
柜后安装
18
分流器
100A/75mV
2
134
268
柜后安装
19
柜体
800*600*2360
1
4500
4500
导线、铜排
1
3250
3250
1套
端子
120
8.5
1020
辅料
1
3200
3200
42082
合计：
42082.00元
安装在直流屏-I上的器件1
1
直流电流表
64C1-A0-50A
1
159
159
2
直流电压表
64C1-V0-300V
1
159
159
3
转换开关
LW5-16TH[]/6
1
125
125
4
按钮
LA38-11/206A白色
1
21
21
5
直流断路器
GM32M-3308R/25A
13
421
5473
6
交流断路器
C65N-C16A/2P
2
168
336
7
信号灯
AD11-22/21-9GZDC220V
16
22
352
红色
8
漏电流传感器
LS20-±10mA/土5V
13
182
2366
柜后安装
9
开关量监控单兀
TH3K
1
368
368
柜后安装
10
支路绝缘监控
单元
TH2J
1
5820
5820
柜后安装
11
中间继电器
JQX-58FDC220V
3
103
309
柜后安装
12
降压硅链
2CWL40A/5X4V
1
2350
2350
柜后安装
13
分流器
50A/75mV
1
135
135
柜后安装
14
柜体
800*600*2360
1
4500
4500
导线、铜排
1
3250
3250
端子
120
8.5
1020
辅料
1
3200
3200
29943
合计：
29943.00元
安装在A组电池屏的器件
1
柜体
800*600*2360
3
4500
13500
2
电池巡检单元
TH3B
2
6000
12000
电池架上安装
3
铅酸免维护蓄
电池
300Ah/2V
108
480
51840
电池架上安装
4
熔断器
USK-2.5RD/4A
110
11.2
1232
电池架上安装
电池连线
50
60
3000
50米
电池巡检线
600
1.6
960
1000米
端子箱
1
600
600
辅料
1
2600
2600
人工费
1
2000
2000
87732
合计：
87732.00元
安装在B组电池屏的器件
1
柜体
800*600*2360
3
4500
13500
2
电池巡检单元
TH3B
2
6000
12000
电池架上
安装
3
铅酸免维护蓄
电池
300Ah/2V
108
480
51840
电池架上
安装
4
熔断器
USK-2.5RD/4A
110
11.2
1232
电池架上
安装
电池连线
50
60
3000
电池巡检线
600
1.6
960
端子箱
1
1250
1250
辅料
1
2600
2600
人工费
1
2000
2000
88382
合计：
88382.00元
安装在1号专用屏上的器件
1
交流电压表
64L1-V0-450V
1
169
169
2
转换开关
LW5-16YH3/3
1
124
124
3
信号灯
AD11-22/21-9GZ220V
2
22
44
红色
4
信号灯
AD11-22/41-9GZ380V
10
21
210
红色
5
按钮
LA38-11/206A
4
13
52
红、绿各
半
6
交流断路器
NS100N-80A/3P
2
1250
2500
7
交流断路器
NS100N-63A/3P
1
1250
1250
8
交流断路器
NS100N-40A/3P
5
1250
6250
9
交流断路器
NS100N-16A/3P
2
1250
2500
10
交流断路器
NS250N-200A/3P
2
7890
15780
柜后安装
配BD1-250电动操作机构，
控制电压AC240V
0
0
配2对0F辅助接点
0
0
11
刀开关
HD11-200/318200A
1
589
589
柜后安装
12
中间继电器
JZ7-44/AC380V
2
85
170
:
柜后安装
13
熔断器
RT18-3210A
4
56
224
柜后安装
14
柜体
800*600*2360
1
4500
4500
铜排
1
1200
1200
1套
端子
1
560
560
1套
辅料
1
3000
3000
39122
合计：
39122.00元
安装在2号专用屏上的器件
1
交流电压表
64L1-V0-450V
1
169
169
2
转换开关
LW5-16YH3/3
1
124
124
3
信号灯
AD11-22/21-9GZ220V
1
22
22
红色
4
信号灯
AD11-22/41-9GZ380V
10
22
220
红色
5
按钮
LA38-11/206A
2
22
44
红、绿各
半
6
交流断路器
NS100N-63A/3P
3
1250
3750
7
交流断路器
NS100N-40A/3P
3
1250
3750
8
交流断路器
NS100N-16A/3P
4
1250
5000
9
交流断路器
NS250N-200A/3P
1
7890
7890
柜后安装
配BD1-250电动操作机构，控
制电压AC240V
0
0
配2对0F辅助接点
0
0
10
刀开关
HD11-200/318200A
1
589
589
柜后安装
11
柜体
800*600*2360
1
4500
4500
铜排
1
1200
1200
1套
端子
1
560
560
1套
辅料
1
3000
3000
30818
合计：
30818.00元
安装在事故照明切换屏上的器件
1
交流断路器
NS100N-100A/3P
1
1250
1250
2
直流断路器
GM100M-2300R/100A
1
718
718
3
直流断路器
GM100M-2300R/63A
4
718
2872
4
直流断路器
GM32M-2300R/32A
5
326
1630
5
电压继电器
DY-36/320
3
326
978
6
信号灯
AD11-22/21-9GZDC220V
11
22
242
红色
7
中间继电器
JZ7-44/380V
1
85
85
柜后安装
8
直流接触器
CZ0-100/20
2
786
1572
柜后安装
9
交流接触器
CJX4-9504/AC220V
1
1056
1056
:
柜后安装
10
柜体
800*600*2360
1
4500
4500
导线
1
516
516
1套
端子
1
356
356
1套
辅料
1
1500
1500
17275
合计：
17275.00元
安装在逆变电源屏上的器件
1
逆变电源屏
2360（高）*800（宽）*600（深）
1
4500
4500
2
直流断路器
GM100M-2300R100A
1
846
846
3
交流断路器
NS100N-100A/2P
5
1345
6725
4
交流断路器
C65N-C32A/2P
8
136
1088
5
互锁机构
SHS-I
1
759
759
6
交流断路器
NS250N-200A/3P
2
8453
16906
双电源自
投开关
配BD1-250电动操作机构，
控制电压AC240V
柜后安装
配2对0F辅助接点
7
信号灯
AD11-22/21-9GZAC220V
15
21
315
8
逆变模块
DLP10KVA
2
31800
63600
9
静态转换开关
TST20KVA
1
12125
12125
10
交流电压表
64L1-V0-450V
3
159
477
11
交流电流表
64L1-A200/5A
1
159
159
12
直流电压表
64C1-V0-300V
1
159
159
13
转换开关
LW5-16YH3/3
1
75
75
14
交流互感器
LMZJ1-0.5200/5A
1
69
69
15
隔离变压器
20KVA
1
12125
12125
16
隔离降压变压器
20KVA
1
12125
12125
柜后安装
72731
126707
合计：
126707.00元
设备拆除安装费用
设备拆除费：
3万元
设备安装费：
6万元
合计：
9万元
总合计:
659269元
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