1.3 电气分系统调试
第一部分 说明释义
一、工作内容
1.3.1 发电机主变压器组调试
工作内容:①发电机、主变压器、断路器、隔离开关、接地开关及保护、测量、控制、调速、指挥信号等二次回路调试。②主变压器测温、冷却系统、有载调压系统调试。③通流升压试验。④整组传动试验。⑤机、电、炉、热横向保护试验。⑥交接验收。
【释义】 主变压器:发电机出口电压一般为6.3~23kV,但电流较大,如果直接经电力传输,电能损耗很大,所以一般采用升高电压及降低电流的方式传送电能。发电厂的主变压器就是升高电压的设备。
隔离开关:属于刀开关,它一般没有灭弧装置,所以只有微弱的灭弧能力,所以在断电时,应首先切断负荷开关,然后再切断隔离开关。隔离开关的作用是当电气设备需要停电检修时,用它来隔离电源的电压,造成一个明显的断开点,使检修人员安心可靠地工作。
主变压器系统包括主变压器、联络变压器、厂用高压变压器和启动/备用变压器。
发电机:分为直流发电机和交流发电机两种。
直流发电机制造成本高、结构复杂、运行维护工作量大,随着半导体技术的发展,用晶闸管(可控硅)设备代替直流发电机已成为一种趋势。直流发电机根据励磁方式的不同可分为他励式和自励式。
交流发电机分为同步发电机和异步发电机。异步发电机需要交流励磁,而同步发电机需要直流励磁,异步发电机的转子转速与磁极转速非同步,而同步发电机的转子磁极的转速却与定子电枢电流产生的旋转磁场保持严格的同步。异步发电机需要的励磁电流较大,因而一般很少使用。电力系统中使用的发电机几乎都是同步发电机,但风力发电机多数采用异步发电机。
断路器:在发电厂和变压电站中,高压断路器是最重要的电气设备之一。它具有完善的灭弧装置,正常运行时,可用来切换运行方式,接通和开断负荷电流,起着控制作用;故障时,用来开断短路电流,切除故障电路,起着保护系统稳定的作用。
断路器最主要的特点是具有断开电路中正常负荷电流和故障短路电流的能力,因此,必须具有专门的灭弧装置,使电弧迅速熄灭。为此,高压断路器一般由动触头、静触头、灭弧室、操动机构和绝缘支柱等部件组成。
另外,断路器进行合闸、分闸操作,是由其操动机构完成的,根据操作做功能量来源的不同可分为手动操作机构、电磁操作机构、气动操动机构、弹簧储能操动机构、液压操动机构等,见图1-24。
图1-24 低压断路器的结构原理示意图
1—主触头;2—钩杆;3—搭钩;4—转轴;5—杠杆;6—分闸弹簧;7,9,14—铁芯线圈;8,10,15—衔铁;11—弹簧;12—双金属片热继电器;13—加热元件;16—辅助触点;17—动合辅助触点
隔离开关:是在无负载情况下开断或接通高压线路的输电设备,以及对被检修的高压母线、断路器等电气设备与带电的高压线路进行电气隔离,造成明显可见的空气绝缘间隙的设备,保证检修工作安全进行。
隔离开关一般由底座、支柱绝缘子、导电闸刀、动触头、静触头和传动机构等组成。
隔离开关没有灭弧装置,必须与断路器串联使用。隔离开关和断路器在操作时,必须有一定的操作顺序。电路投入运行后,应先合上隔离开关再合上断路器;电路退出工作时,应先拉开断路器再拉开隔离开关,避免带负荷拉开关。如果操作顺序颠倒,就会造成设备和人身事故,一般在隔离开关和断路器之间都设有电气或机械的连锁装置,以防止误操作。隔离开关也具有一定分、合小电流和电容电流的能力。
隔离开关按照布置地点可分为户内、户外型,每种又分为单相、三相。按照支柱绝缘子数目又可分为单柱式、双柱式和三柱式;按照有无接地刀闸,可分为无接地、单接地和双接地三种;按隔离开关和运动方式,又可分为水平旋转、垂直旋转、摆动式和插入式;按操动机构不同分为手动、电动等型式。
1.3.2 发电机励磁系统调试
工作内容:①手动、自动励磁系统及相关的二次回路调试。②整组传动试验。③交接验收。
【释义】 发电机励磁设备:同步发电机转子上的励磁绕组需输出直流(励磁)电流,才能产生主磁极磁场,励磁设备即能提供直流励磁电流。
①励磁机。一种是采用直流发电机作为励磁电源的直流励磁机;另一种是采用交流同步发电机作为励磁电源的交流励磁机。交流励磁机是将其输出的交流电经过硅整流设备整流后,为发电机提供直流(励磁)电流,而交流励磁机本身的励磁电流一般由同轴的永磁副励磁机或经过硅整流后的交流电源提供。
②晶闸管整流设备。同步发电机单机容量的日益加大,因此制造大电流、高转速的直流励磁机越来越困难,而且造价也高。目前大型同步发电机几乎都采用晶闸管整流励磁,它是把交流电经晶闸管整流后变为直流电源向发电机励磁绕组提供励磁电流。这种励磁方式反应速度快、调节性能好、励磁容量大、体积小、便于维护,成本也比较低。晶闸管直流励磁系统包括励磁变压器、整流装置和自动调节装置等。
③发电机励磁电阻器。当电力系统突然发生短路、突然增加负荷或甩负荷时,要对发电机进行强行励磁或强行减磁,以提高电力系统运行的稳定性和可靠性。强行励磁或强行减磁就是通过发电机励磁电阻器对励磁电流大小的调节来实现的。
④灭磁开关。当发电机内部发生故障时,要对发电机进行灭磁,以避免事故扩大。灭磁开关就起到迅速切断励磁电流的作用。
1.3.3 发电机同期系统调试
工作内容:①同期电压回路、同期系统的调频、调压等二次回路调试。②同期系统与励磁系统、调速系统、ECS系统联调试验。③交接验收。
【释义】 同期装置:在电力系统中,经常需要将同步发电机、同步调相机、同步电动机投入电网并列运行,而且一些变电站也要经常解列、并列运行。使发电机、调相机、电动机投入系统或使两个非同步系统之间并列运行的操作称之为“同期”、“同步”或“并列”。
两个非同步系统要并列在一起必须满足的四个条件:即电压相等;频率相同;三相系统的相序相同;电压的相位角差不超过允许值。
发电机的并列是发电厂中一项经常性的重要操作,它是借助于同期装置来实现的;需要经常解列、并列的变电站或使用同步调相机的变电站,应装设同期装置。由于静止无功补偿装置的大量推广,在新建的220~500kV变电站已经不采用同步调相机作为无功补偿,随着电力网的不断发展,电源点之间的联系越来越紧密,需要经常进行解列、并列的变电站也越来越少。
发电机的并列方法主要有准同期并列法和自同期并列法。
(1)准同期并列法。发电机在投入以前已经进行过励磁,当发电机的频率、电压和相位与运行系统的频率、电压和相位均接近相同时,将发电机断路器合闸。准同期并列法的优点是正常情况下并列时,冲击电流较小,不会使系统电压降低,缺点是并列操作时间拖得较长。
(2)自同期并列法。发电机先不励磁,当其转速接近于同步转速时,便投入系统,合闸之后再加上励磁,发电机随即拉入同步。因为减少了调节发电机转速、电压及相位的时间,所以自同期并列过程快,对于系统处于事故状态下需要紧急投入备用机组更为适宜。但是未经励磁的发电机投入系统会产生较大的冲击电流,对发电机绕组可能产生不利的影响,同时它亦将引起系统电压暂时下降。
1.3.4 发电厂直流电源系统调试
工作内容:①直流屏、直流电源回路及二次回路调试。②试运行。
【释义】 直流设备:为了在发电厂、变电站全面停电的情况下保证控制、保护、计算机监控、自动装置、事故照明等重要负荷和一些重要辅机的供电,一般设置由蓄电池和充电器组成的浮充电直流系统。直流系统的可靠性是保障发电厂、变电站安全运行的决定性条件之一。
直流设备主要包括蓄电池、充电和浮充电设备、开关设备、保护设备等。
蓄电池:一种化学电源,充电时将电能转变为化学能储存起来,使用时将化学能再转化为电能,两种形式的能量转换过程是可逆的。
蓄电池按结构可分为开口型和密闭型两种,按电解液可分为铅酸蓄电池和碱性蓄电池两类。
蓄电池容量(Q)的单位用安时(A·h)表示,容量表明蓄电池的蓄电能力,其计算公式为
Q=It
式中 I——放电电流,A;
t——放电时间,h。
(1)铅酸蓄电池
电解液一般采用浓度27%~37%的硫酸水溶液,正极板采用二氧化铅(PbO2),负极板采用绒状铅(Pb)。每个蓄电池的电压为2V,蓄电池组由许多相互串联的蓄电池组成,串联的数目决定于直流装置的工作电压。
目前比较常用的是固定型密闭式铅酸蓄电池,它具有冲击放电电流大、端电压较高等优点,主要缺点是电池寿命短,维护复杂,对蓄电池室有较高的防火、防爆、防酸要求,且蓄电池装置整套运行设备投资较高。
现在,许多大型电厂、变电站广泛采用密封免维护铅酸蓄电池,这种电池的电解液是不流动的,可以立放或卧放,也可以立体布置,以减小蓄电池室的面积;而且在电池的使用过程中不需要再填加电解液,因此大大减少监视、维护的工作量。
(2)碱性蓄电池
采用碱性溶液如氢氧化钾、氢氧化钠水溶液作为电解液,用氢氧化镍[Ni(OH)3]作正电极,用铁(Fe)或隔(Cd)作负电极。
碱性蓄电池无腐蚀,不需设有特殊要求的蓄电池室,维护简单方便,寿命长,但事故放电电流小,一般在中小型发电厂和变电站中使用。
充电和浮充电设备(整流装置):整流装置是将交流电转换为直流电的一种装置。整流装置目前发展迅速,原有的氧化铜、硒整流设备、直流发电机组已逐步被新型的硅整流装置和晶闸管整流装置所代替。硅整流装置体积小、寿命长、整流效率高、整流特性好、工作温度高,而且与直流发电机相比具有无噪声、使用维护方便、成本较低等特点。
1.3.5 发电厂中央信号系统调试
工作内容:①二次回路调试。②系统联调。③自动打印系统的计算机软、硬件调试和打印显示回路调试。④试运行。
【释义】 中央信号装置:设置于电路的中枢如变压器等附近,由继电器、熔断器、隔离开关等组成并备以显波器、报警器等,用以集中监视整个回路中的故障情况和运行状态。
熔断器:是最简单的一种保护电器,它串联在电路中,利用热熔断原理,当过载、短路电流通过电路时,以保护电器装置和线路安全。
高压熔断器是常用的一种简单的保护电器。它广泛用于高压配电装置中,常用作保护线路、变压器及电压互感器等设备。它由熔体、支持金属体的触头和保护外壳三个部分组成,串接在电路中。当电路发生过负荷或短路故障时,故障电流超过熔流的额定电流,熔体被迅速加热熔断,从而切断电流,防止故障扩大。
高压熔断器的类型如下。
(1)按使用场所高压熔断器分户内型和户外型两类。户内型作成固定式,而户外型皆制成跌落式(熔丝熔断后熔体管自动断开)。
①RN系列户内高压熔断器。RN型熔断器体管内除熔丝外还充满石英砂,过载或短路电流将熔丝熔断后,熔丝将游离气体降温而去游离,迫使电流过零时熄灭。
RN1型及其改进的RN5型,通常用来保护供电线路及电力设备。RN2、RN4或RN2的改进型RN6一般作为电压互感器的短路保护用(RN3型用于线路保护)。改进后两者的熔体管可以通用,其熔断特性和技术数据相同。但新型的RN型熔断器具有体积小、重量轻、泄漏距离大,防护性能好,易于维护和更换等优点。
②RW系列户外高压跌落式熔断器。跌落式熔断器主要是由绝缘瓷件和熔管组成的跌落机构、锁紧机构、上下固定触头、端部接线螺钉及安装用紧固板组成(图1-25)。
图1-25 RW3-10G型跌落式熔断器结构
1—熔管;2—熔丝元件;3—上部固定触头;4—绝缘瓷件;5—下部固定触头;6—端部压线螺栓;7—紧固板;8—锁紧机构;9—熔管转轴支架;10—活动触头
正常工作时,跌落机构上部的活动触头被管中的熔丝拉紧,并在锁紧机构的压力下与上固定触头接触通电。当熔丝熔断时,熔管内产生电弧和高温,内衬的消弧管中产生大量气体向外喷射,使空气降温,进而电流过零时迅速去游离,电弧熄灭。由于熔丝已断,上部活动触头将向下移动脱离锁紧机构,整个跌落机构在重力作用下以支熔管转轴支架作支持点向下翻跌,形成明显的分断间隙,兼起隔离开关作用。
跌落式熔断器一般制成熔断时自动脱落式,也有自动重合闸式(如RW3-10Z,RW1-35Z等)、爆炸式(如RW3-10B型)。前者对外线的瞬间短路故障可以起到提高可靠性作用,后者可将下限断流容量压缩得更低。35kV及以下跌落式熔断器一般用绝缘棒操作。60kV及以上跌落式熔断器可用CS4-TX型操作机构配合实现电动分闸,故可投入变压器的瓦斯保护,还可开断负荷电流和切合空载架空线路等。安装此熔断器时,要将底座竖起,与垂直线倾斜一定角度,以利熔丝熔断时,熔管便于跌落。
(2)按动作性能分。可分为固定式和自动跌落式熔断器。
(3)按工作特性分。可分为有限流作用和无限流作用的熔断器。
1.3.6 保安电源系统调试
工作内容:①保安电源二次回路系统调试。②保安电源投运试验。
【释义】 保安电源:对大容量发电机组,当厂用工作电源和备用电源都消失时,为确保事故状态下能安全停机,事故消除后能及时供电,通常设置事故保安电源,以满足事故保安负荷的连续供电。
采用事故保安电源有以下三种类型。
①可靠的外部独立电源。对大容量电厂可以从外系统引进独立线路,作为紧急事故备用保安电源。这种方式可靠性高,但投资较大。
②蓄电池组。是一种独立而又十分可靠的保安电源,它不仅在正常运行时承担全厂操作、信号保护以及全厂直流负荷用电,而且在事故状态下,仍能提供直流保安负荷用电,同时还可以通过逆变器将直流变为交流,兼作交流事故保安电源。但是由于蓄电池容量的限制,不能带很多的事故保安负荷,且持续供电时间也不长,所以通常只能起到辅助作用。
③柴油发电机组。这是一种被广泛采用的事故保安电源。因为它的运行不受电力系统运行状态的影响,所以是独立的可靠电源。柴油发电机组启动迅速,启动时间一般在10s左右,能满足发电厂中允许短时间间断供电的交流事故保安负荷的供电要求。一般200MW机组,两台机组配置一套柴油发电机组,300MW及以上机组,每台机组配置一套柴油发电机组。
图1-26(a)是二机一组的交流事故保安电源系统接线图,图1-26(b)是一机一组的交流事故保安电源系统接线图。
图1-26 交流事故保安电源接线图
1.3.7 发电厂事故照明系统调试
工作内容:①系统二次回路检查与切换试验。②试运行。
【释义】 照明:发电厂的照明,分正常照明和事故照明两类。
正常照明是在工作时,保护生产规定的视觉条件的照明,包括设备本体照明、构筑物照明、房屋照明、厂区道路照明等。
事故照明是在常用照明发生故障而中断时,继续供工作人员或疏散人员使用的照明。事故照明的照明装置上一般记有特殊标记加以区分。
常用照明网络通常采用380V/220V三相四线制的中性点直接接地系统,照明电压为单相220V。事故照明网络有交流供电网络和直流供电网络,交流事故照明由保安电源柴油发电机供电时,其网络电压与正常照明电压相同;直流事故照明由蓄电池直流系统供电,其网络电压为220V或110V双线制接线。此外热管道和电缆隧道内的照明电压通常采用36V,携带式作业灯采用36V、24V或12V。
发电厂的事故照明一般与常用照明同时投入,以交直流电源自动切换作为基本的供电方式,即平时以交流供电,当交流电源故障时,自动地将事故照明切换到蓄电池组供电的直流电源上。
(1)正常照明网络供电方式
200MW以下中、小容量机组,当低压厂用电系统为中性点直接接地系统时,照明与动力负荷可用同台变压器供电,如果电压质量不能满足照明负荷要求时,也可采用照明专用变压器供电。
200MW及以上大容量机组,当低压厂用电系统为中性点不接地或经高电阻接地时,正常照明网络采用中性点直接接地的照明专用变压器供电。照明变压器一般接在该场所的动力中心。
(2)事故照明网络供电方式
单机容量在200MW以下发电厂的事故照明,正常情况下由厂用交流电源供电,事故时自动切换到蓄电池直流系统供电,事故照明和正常照明同时使用。单机容量为200MW及以上发电厂的事故照明分交流事故照明和直流事故照明。
①交流事故照明。变压器直接接在保安电源或不停电电源上,正常情况下由厂用变压器供电,当厂用电源消失时,由柴油发电机供电。柴油发电机正常启动时间时间应小于10s。交流事故照明,装设在各重要地点,以供紧急操作和维护维修工作人员的安全疏散。
②直流事故照明。由蓄电池直流系统供电,正常时不使用,当交流电源事故时自动投入到蓄电池直流系统供电。直流事故照明一般只装在主控制室和一些重要场所。
③应急灯照明系统。应急灯是直流事故照明的一种补充。灯内装有充电电池及自动切换装置,当外接电源正常时,由外接交流电源供电,当外接交流电源消失时,由切换装置将灯泡切换到内附电池上。
1.3.8 电除尘系统调试
工作内容:①电除尘二次回路调试。②空载升压试验。③振打投运试验。
【释义】 电气除尘器是利用静电力使灰粒从烟气流中分离出来并加以捕集的除尘装置。含尘烟气在通过正、负电极之间的高压电场进行电离的过程中,使灰粒荷电,并在静电力的作用下使带电灰粒陆续沉积在集尘极上。采用机械振打或其他清灰方法,可对集尘极上逐渐形成的松散灰粒层加以清除,并使之落入除尘器下部的灰斗。
在正常运行情况下,电气除尘器具有以下优点。
①除尘效率高,特点是对于粒径为0.1~1μm的细小灰粒,除尘效率可高达99.9%;
②阻力损失小,通常只有100~300Pa;
③能耗低,每处理1000m3烟气约耗电0.2~0.8kW·h;
④烟气处理量大,可达105~106m3/h;
⑤可适用于高温烟气的除尘(工作温度≤500℃);
⑥适用范围广,不仅适用于气流中固体灰粒的去除,而且能够捕集气流中的液体雾滴。
但是电气除尘器的一次性投资较高,设备庞大,对制造、安装和运行管理技术水平要求较高。由于电气除尘器具有除尘效率高、运行费用低等优点,适用于烟气处理量大、除尘效果要求高的场合,已在电力、建材、冶金和化工等各个工业部门得到了广泛应用。
1.3.9 发电机故障录波系统调试
工作内容:①电压、电源、信号二次回路调试。②与故障信息子站联调。③试运行。
【释义】 二次回路:由一次回路中的监视、测量、控制和保护的辅助电气设备连接构成的电路称为二次回路。二次回路中的设备主要包括测量表计、控制及信号器具、继电保护装置、自动装置等,这些设备通常由电流互感器、电压互感器、蓄电池组或所用低压电源供电。二次回路是变电所电气部分的重要组成部分,且二次回路对变电所的连续可靠及无事故供电有着重要影响。如果二次回路不能保证安装质量或没有按规定进行检查试验,投入运行后,一旦发生故障,就有可能造成重大事故。
在施工现场中大量碰到的是成套的配电设备,其二次回路接线都是在制造厂完成的,故要做的工作是对二次回路接线进行检验复查。但有时也可能碰到非标准配电柜的安装,这就要求对二次回路设备进行安装。为了保证电气设备安全可靠地运行,二次结线必须安装正确和具有符合标准要求的绝缘,因此在安装完毕以后,要对这些要求进行复查和调试,确保万一。
1.3.10 厂用电切换系统调试
工作内容:①二次回路查找。②通流升压试验。③切换试验。④试运行。
【释义】 厂用电:发电厂在电力生产过程中,需要大量的电动机来拖动机械设备,用以保证锅炉、汽轮发电机组等主要设备和辅助设备的正常运行,这些电动机以及全厂运行操作、实验、修配、照明等用电设备所构成的系统,称为厂用电。从高压厂用变压器低压侧出口的所有厂用负荷供电网络,都属于厂用电系统。
厂用负荷:根据用电设备在生产中的作用和突然供电中断时造成危害的程度,按厂用负荷的重要性可分为四类。
(1)Ⅰ类厂用负荷。指凡短时停电会造成设备损坏、危及人身安全、主机停运及大量影响出力的厂用负荷。如发电厂保证锅炉给水的给水泵、保证锅炉炉膛燃烧的引风机、送风机、给粉机和保证汽轮机冷却设备正常运行的凝结水泵、循环水泵等,这种负荷通常设有备用电源,分别接在两个独立电源的母线上,当一个电源失电后,另一个电源自动投入。
(2)Ⅱ类厂用负荷。允许短时停电(几秒至几分钟),恢复供电后,不致造成生产紊乱的厂用负荷。如工业水泵、疏水泵、灰浆泵、输煤机械和化学水设备等,一般均由两段母线供电。
(3)Ⅲ类厂用负荷。指较长时间停电时不会直接影响生产,仅造成生产上不方便的厂用负荷。如实验室、修配厂等,一般只由一个电源供电。
(4)事故保安负荷。指在200MW及以上的大容量发电厂中,自动化程度较高,要求事故停机过程中及停机后的一段时间内,仍需保持供电,否则可能引起主要设备损坏、重要的自动控制失灵或危及人身安全的负荷。按对电源的不同要求,又可分为:直流保安负荷,如发电机组的直流润滑油泵;交流不停电保安负荷,如实时监控的电子计算机;允许短时停电的交流保安负荷,如盘车电动机等。通常事故保安负荷由蓄电池组、柴油发电机组或具有可靠的外部独立电源供电。
根据厂用电负荷电压等级的不同可分为高电压负荷和低电压负荷。目前的大中型火力发电厂高压厂用电一般采用6kV电压等级,有些电厂采用3kV和10kV电压等级,低压厂用电采用380V/220V电压等级。通常功率在200kW以上的电动机采用高电压;功率在200kW以下的电动机采用低电压;照明负荷通常采用220V电压。
发电厂用电按系统可划分为热力系统负荷(锅炉、汽机)、输煤系统负荷、除灰系统负荷、水处理系统负荷、供水系统负荷、电气系统负荷以及其他辅助系统负荷。
1.3.11 零功率切机系统调试
工作内容:①二次回路调试。②整组传动试验。③交接验收。
【释义】 分切机:一种将宽幅纸张、云母带或薄膜分切成多条窄幅材料的机械设备,常用于造纸机械、电线电缆云母带及印刷包装机械。分切机主要的运用于云母带、纸张、绝缘材料及薄膜分切、特别适宜于窄带(绝缘材料、云母带、薄膜等等)的分切。
1.3.12 发电机PMU同步相量系统调试
工作内容:①二次回路调试。②PMU系统集成及联调。③与省调及网通通信联盟。
【释义】 PMU:电力系统同步相量测量装置(Phasor Measurement Unit,PMU)用于进行同步相量的测量和输出以及进行动态记录的装置。
1.3.13 变频系统调试
工作内容:①输入端电能质量测试(谐波、不平衡度、电压波动和闪变)。②输出端电能质量测试(谐波、不平衡度、电压波动和闪变)。③功率元件红外测温试验。④变频器内部控制器电气测量准确度校核。
【释义】 变频器是应用变频技术与微电子技术,通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。
1.3.14 厂用辅机系统电气调试
工作内容:①二次回路调试。②操作试验。③配合电动机空载试转。
【释义】 我们通常将变电所的电气回路分为一次回路和二次回路,相应的电气设备也可分为一次设备和二次设备。由一次设备连接构成的电路称为一次回路。由一次回路中的监视、测量、控制和保护的辅助电气设备连接构成的电路称为二次回路。二次回路中的设备主要包括测量表计、控制及信号器具、继电保护装置、自动装置等,这些设备通常由电流互感器、电压互感器、蓄电池组或所用低压电源供电。二次回路是变电所重要的组成部分,且二次回路对变电所能否连续可靠及无事故供电有着重要影响。如果二次回路不能保证安装质量或没有按规定进行检查试验,投入运行后,一旦发生故障,就有可能造成重大事故。
在施工场中大量碰到的是成套的配电设备,其二次回路接线都是在制造厂完成的,故要做的工作是对二次回路接线进行检验复查。但有时也可能碰到非标准配电柜的安装,这就要求对二次回路设备进行安装。为了保证电气设备安全可靠地运行,二次结线必须安装正确和具有符合标准要求的绝缘,因此在安装完毕以后,要对这些要求进行复查和调试,确保万一。
1.3.15 发电厂微机监控系统调试
工作内容:①元件检查。②二次回路调试。③遥信、遥控、摇测功能试验。④网络设备试验。⑤闭锁逻辑验证。⑥AVQC功能设定、测试。⑦UPS系统调试。⑧GPS系统调试。⑨后台计算机系统调试。⑩同期系统调试。远动功能系统调试。
【释义】 监控系统:由各种信号装置、控制装置和精密仪表组成,对某一设备的运转情况或某一系统的运行状态间断或不间断地进行观察和测量、显示的系统。
通常将变电所的电气回路分为一次回路和二次回路,相应的电气设备也可以分为一次设备和二次设备两大类。一次设备是直接生产、输送和分配电能的。在变电所中属于一次设备的有变压器、断路器、隔离开关、负荷开关、关联电容器、电力电缆以及母线等。由这些设备相互连接构成的电路称为一次回路或一次结线,它是变电所的主体,也称主结线。对一次设备的工作状态进行监视、测量、控制和保护的辅助电气设备为二次设备。在变电所中的二次设备包括测量表计、控制及信号器具、继电保护装置、自动装置等。这些设备通常由电流互感器、电压互感器、蓄电池组成所用低压电源供电。表明它们相互连接关系的电路就称为二次回路或二次结线。
远动功能系统:通信及远动系统是保证变电站安全运行的重要环节,是实现调度自动化所不可缺少的系统。正常运行时它指挥调度生产,故障情况下则起着排除事故,尽快恢复正常运行的作用。
1.3.16 发电厂时间同步系统调试
工作内容:①二次回路调试。②主钟与从钟通信检查。③时间同步系统对时精度检查。④保护、测控等装置的对时检查。
【释义】 同步系统:把交流同步发电机并入电力系统或使2个电力系统并列运行的系统。
1.3.17 发电厂保护故障信息子(分)站系统调试
工作内容:①二次回路调试。②保护、录波器接入调试,与网络存储器接入调试,录波管理、定值管理、告警管理等功能调试。③与保护故障信息主站、分站信息联调。
【释义】 故障录波器:一种在当电路发生故障时使用,用来检测故障电路电流的频率、幅度等状态,以便做出相应处理的示波器,它具有一定的自动分析功能。
1.3.18 脱硫系统电气调试
工作内容:①二次回路调试。②操作试验。③配合电动机空载试运。④投运试验。
【释义】 脱硫方法:一般可划分为燃烧前脱硫、燃烧中脱硫和燃烧后脱硫等3类。其中燃烧后脱硫,又称烟气脱硫,主流的烟气脱硫法有:双碱法硫脱、半干法脱硫、氨法脱硫、石灰石/石灰-石膏湿法等。
1.3.19 脱硝系统电气调试
工作内容:①二次回路调试。②操作试验。③配合电动机空载试运。④投运试验。
【释义】 电动机空载:指带电转动,但是输出轴不带负载,定子和转子都是有电流的,只是电流较小,转差率很小。转速很接近3000r/min,但是永远达不到3000r/min(工频)。带负载后转差率增大,转子鼠笼或者绕组电流都会增大,转速会下降。
二、未包括的工作内容
1.电气系统的特殊试验项目和性能试验。
【释义】 电气系统:一种电气保护系统,该系统可连接在电源与负载之间以形成一个操作电路,该操作电路具有一个导通状态和一个截止状态,并且有一个载流线路和一个回路线路,而且如此连接时对电路起过电流保护的作用。
2.升压站电气系统调试,相关项目套用2013版《电力建设工程预算定额》调试工程第5章内容。
【释义】 升压站:一个使通过的电荷电压变换的整体系统。
三、工程量计算规则
1.变频系统调试、厂用电切换系统调试、发电厂保护故障信息子(分)站系统调试根据图示数量以设备“套”为单位计量。
2.本节其余项目均根据图示数量以机组“台”为单位计量。
【释义】 接地故障保护:当一个或多个相导线与地之间出现电气故障时,接地故障保护通过跳脱断路器或报警来示警。这种功能可以一体化设计在断路器上。
四、其他说明
1.工作内容中所列的“二次回路调试”均包括:带整定值继电器的二次通电检查,回路、系统的绝缘测试,电流、电压回路通电检查试验,计算机监控(ECS、NCS)的联调和整组联动试验、交接验收等。
【释义】 绝缘:绝缘材料又称电介质,是指不导电或导电甚微的物质,通常具有106~109Ω·mm电阻率。电气绝缘材料并不仅仅具有不导电的特性,其本质的特性是它能够受电场作用而被极化,并在其内部建立电场,从而储存了电场能量。绝缘材料用于电工、电子设备中,能有效地将带电的或有不同电位的导体隔离开,使电流按指定方向流动;当它用于制造电容器时,又能起到储能的作用。
2.发电机主变压器组、发电机励磁系统、电除尘系统、厂用辅机系统的调试均已包括了系统内送配电设备的系统调试工作,不得重复套用送配电设备系统调试定额。电除尘系统、厂用辅机系统均不包含相应电源系统的调试。公用系统均为一台机组的平均值。
【释义】 励磁系统:把交流电经硅整流元件整流为直流电后供给同步电机作为励磁系统称为半导体整流器励磁系统,与转子一同旋转的硅整流装置将与发电机同轴的旋转电枢式交流励磁机产生的电流整流成直流电流。直接接通到发电机的励磁绕组作为发电机励磁电源的励磁系统,该系统没有通常直流励磁机励磁系统所具有的换向器,电机也不需要集电环,因此不需要电刷,这种励磁系统称为无刷励磁系统。
励磁系统又分为自励系统和他励系统。凡由同步电机本身供电的励磁系统叫自励系统;凡由同步电机以外的电源供电的励磁系统称为他励系统。
3.发电机主变压器组调试已包括主变压器系统调试,但不包括高压厂用变压器系统调试。高压厂用变压器调试可套用电力变压器系统调试定额(相关子目详见2013版《电力建设工程预算定额》调试工程第5章)。
【释义】 电力变压器调试内容包括以下几个方面。①测量绕组的直流电阻,25MVA的三相变压器,各相测得值的相互差值应小于平均值的2%,线间测得值的相互差值应小于平均值的1%;②检查所有分接头的变压比与制造厂铭牌数据相比应无明显差别,并应符合变压比的规律;③检查变压器的三相结线组别应符合设计要求及铭牌上的标记;④测量绕组的绝缘电阻及吸收比,绝缘电阻值不应低于产品出厂值的70%,吸收比与产品出厂值相比应无明显差别,在常温下不应小于1.3;⑤测量绕组的直流泄漏电流;⑥绕组的工频耐压试验,当变压器容量特别大时,可做直流耐压试验。
4.发电机励磁系统有备用励磁机时,发电机励磁系统调试定额乘以系数2.0。
【释义】 发电机励磁系统:供给同步发电机励磁电流的电源及其附属设备的统称。它一般由励磁功率单元和励磁调节器两个主要部分组成。
5.发电机同期系统调试按一个同期点考虑,若为两个及以上同期点时,每增加一个同期点,增加0.2倍的定额。
【释义】 同期点:就是不同系统来的电的交汇点。
6.发电机故障录波系统调试为机组公用的故障录波器系统调试。保护等系统的故障记录仪调试定额,已包括在各系统的调试定额中,不得重复套用。
【释义】 录波器:是一种用于电力系统,可在系统发生故障时,自动地、准确地记录故障前、后过程的各种电气量的变化情况。
7.厂用辅机系统为常规燃煤机组的一般配置。主要辅机系统及调试工作比例关系如表1-11。
表1-11 主要辅机系统及调试工作比例关系
注:1.输煤系统按5个转运站考虑,每增加1个转运站系数增加0.2。
2.小汽机油系统及盘车装置系统按每台机组2台气泵考虑,若为1台时定额乘以系数0.9。50MW与135MW机组一般不配置该系统。
3.全厂补充水按厂外单独配置考虑,若为厂内取水时,定额乘以系数0.4。
4.若辅机采用小汽机驱动时,不计取相应辅机的电气调试,应计列汽机分系统及热工系统调试中小汽机调试相应子目:汽机分系统套用“1.2.7 小汽轮机调试”;热工分系统套用“1.4.6 保护联锁及报警系统调试”、“1.4.7 电液控制系统和旁路控制系统调试”、“1.4.8 监视仪表系统调试”,其中小汽机部分比例分别为20%、27%、18%。
【释义】 电气分系统调试:电气调试生产工艺装备及其控制系统经过安装施工具备了完成某种生产目的功能,在其正式投入生产运行前,要进行整体功能的测试检查调整,以便装备能安全可靠地转入正常运行,同时,试验调整的有关技术数据资料也是以后运行、维修的重要依据。从另一种意义上讲,正式投运前的试验调整也是对安装施工、设备制造乃至设计质量交工前的总体检验。因而试验调整施工是整个生产工艺装备建造过程中不可缺少的一个重要环节。
就电气试验调整的工作对象性质,可分为单体调试和系统调试。
单体调试是指那些具有完成生产工艺过程中某项独立功能的部件或装置,如变压器、电动机、开关设备、盘上仪表、控制器等,在这些部件或装置安装到系统内之前,应对其独立的性能参数进行检测调整。对于这些部件或装置的单体调整试验,应从两个方面考虑:一是根据其主体制造出厂技术资料说明书,测试其应具备的功能、参数,这些参数应和出厂检测记录相符;二是根据该部件或装置在系统内所处的地位以及系统对它们的要求进行测试调整,也就是说,当系统对其有信号输入时,其输出响应是否能满足系统要求。例如,某一可控硅整流直流拖动的调速系统,它由直流电动机、可控整流装置、速度调节器等部分组成。这些部件自身都具有独立的功能特性,组成系统之前,对这些部件的性能都要进行检测,单体部件的性能要包括具体系统所要求的特性。显然,部件的单体调整试验是以后系统调试能否实现设计要求的保障。只有系统中每个单体部件都是完好的,输入输出的传输特性满足系统整体性能需要,系统调试运转才有良好的基础。因而单体调试是任何一个工艺装备系统调试施工中必不可少的重要环节。
系统调试是在系统内的各个单位检测调整完成之后进行的。它的工作内容主要也是两项。一是要对将单体连接构成系统的控制电气线路和机械连接装置(如连杆传动装置、行程、接触开关的机械位置等)进行检查调整;二是要对系统整体进行试运调整。电气调整试验工种单独完成包括工艺流程操作、机械装置调整、工艺参数测量、热工参数检测、自动调节等诸多专业的技术工作是不可能的。特别是在电子技术飞速发展的今日,新的控制技术渗透到各工艺流程中,要求单一工种同时具备各种专业技能是不现实的,所以在系统调试过程中做好施工组织工作,协调好各专业技术工种之间的工作配合,搞好电气系统调试。
继电器:根据一定的信号例如电压、电流或时间来接通或断开小电流电路的电器。通常使用到的继电器有热继电器、电流继电器、时间继电器、液位继电器、压力继电器、中间继电器等。
电除尘器:带电体具有吸附微小颗粒的特性,高压电气除尘器就是运用这一原理的电气除尘设备,它运用高电压使除尘器端口带上大量的负电荷,来吸附空气中的灰尘、粉粒等微粒,达到净化大气的目的。
第二部分 定额释义
1.3.1 发电机主变压器组调试
定额编号:YS1-123~YS1-128 机组容量 P46
【应用释义】 绝缘导线:在导线外围均匀而密封地包裹一层不导电的材料,如树脂、塑料、硅橡胶、PVC等,形成绝缘层,防止导电体与外界接触造成漏电、短路、触电等事故发生的电线叫绝缘导线。
1.3.2 发电机励磁系统调试
定额编号:YS1-129~YS1-134 机组容量 P47
【应用释义】 电量记录分析仪:是针对各种工业现场的实际需求设计生产的,集显示、处理、记录、积算、报警和配电等多种功能于一身的新型记录仪。
1.3.3 发电机同期系统调试
定额编号:YS1-135~YS1-138 机组容量 P48
【应用释义】 发电机同期是其与电网连接时的术语。电网的频率基本是固定的,发电机与电网连接时,要调整发电机的转速及电压,尤其是注意调整转速,使发电机的频率、电压相位与电网相一致时,投入发电机与电网的连接开关,将发电机连接到电网上。这个过程就是发电机同期。
1.3.4 发电厂直流电源系统调试
定额编号:YS1-139~YS1-143 机组容量 P49
【应用释义】 直流电源:是维持电路中形成稳恒电流的装置。
1.3.5 发电厂中央信号系统调试
定额编号:YS1-144~YS1-148 机组容量 P50
【应用释义】 中央信号装置包括事故信号和预告信号,当变电所任一配电装置的断路器事故跳闸时,启动事故信号;当出现不正常运行情况或操作电源故障时,启动预告信号。
1.3.6 保安电源系统调试
定额编号:YS1-149~YS1-154 机组容量 P51
【应用释义】 其详情参见本节第一部分说明释义1.3.6。
1.3.7 发电厂事故照明系统调试
定额编号:YS1-155~YS1-159 机组容量 P52
【应用释义】 其详情参见本节第一部分说明释义1.3.7。
1.3.8 电除尘系统调试
定额编号:YS1-160~YS1-165 机组容量 P53
【应用释义】 随着对环保要求的提高,对发电厂烟气除尘性能要求也随之增高,在火力发电厂已经由以前的水膜式除尘器发展到现在广泛使用的电除尘器,其效率最高可能达到99%以上。电除尘器内部是由几个直流电场组成,依靠电场作用,将灰尘吸附到正负两极极板上,再通过振打电机振打,将吸附的灰尘除掉。电除尘的直流电场一般由高压段母线供电,经过整流变压器,变为6万~7万伏高压直流电。
电除尘厂用电负荷主要是直流电场和振打电机。
1.3.9 发电机故障录波系统调试
定额编号:YS1-166~YS1-170 机组容量 P54
【应用释义】 检查发电机故障的四种方法:隔离法,比较法,验证法和仪器仪表检查法。
1.3.10 厂用电切换系统调试
定额编号:YS1-171~YS1-172 电压等级 P55
【应用释义】 继电保护:研究电力系统故障和危及安全运行的异常工况,以探讨其对策的反事故自动化措施。因在其发展过程中曾主要用有触点的继电器来保护电力系统及其元件(发电机、变压器、输电线路、母线等)使之免遭损害,所以沿称继电保护。
1.3.11 零功率切机系统调试
定额编号:YS1-173~YS1-175 机组容量 P56
【应用释义】 发电机零功率保护又称发电机低功率保护,也就是发电机组突然甩负荷(没有符合)或者有功功率突然降得很低,或者由于输电线路故障,导致发电机无法输出功率,此时会发生发电机组迅速超速、升压,使发电机变压器组过电压,以及其他附属设备的工作不正常等,对机组安全十分不利,因此在这种情况下应对机组安全进行保护。
1.3.12 发电机PMU同步相量系统调试
定额编号:YS1-176~YS1-178 机组容量 P57
【应用释义】 同步相量测量技术可以应用到电力系统的许多方面,例如电力系统的状态估计、静态稳定的监测、暂态稳定的预测及控制以及故障分析等。
1.3.13 变频系统调试
定额编号:YS1-179~YS1-180 电压等级 P58
【应用释义】 功能检测:也称为行为测试,就是对产品的各功能进行验证,根据功能测试用例,逐项测试,检查产品是否达到用户要求的功能。
1.3.14 厂用辅机系统电气调试
定额编号:YS1-181~YS1-186 机组容量 P59
【应用释义】 电气调试:电气系统调试的划分以电气原理系统图为依据。在系统调试定额中各工序的调试费用如需单独计算时,可按表1-12所列比例计算。
表1-12 电气调试系统各工序的调试费用比例
1.3.15 发电厂微机监控系统调试
定额编号:YS1-187~YS1-192 机组容量 P60
【应用释义】 网络微机监控:利用计算机技术对网络中的控制对象进行就地监控或在调度端遥控的装置。这种监控系统能提高电网和电厂的调度管理水平,将发电厂、输变电和调度部门联在一起,信息共享,有效地提高了综合自动化水平。
1.3.16 发电厂时间同步系统调试
定额编号:YS1-193~YS1-195 机组容量 P61
【应用释义】 时间同步系统:是一种能接收外部时间基准信号,并按照要求的时间精度向外输出时间同步信号和时间信息的系统。
1.3.17 发电厂保护故障信息子(分)站系统调试
定额编号:YS1-196~YS1-198 机组容量 P62
【应用释义】 绝缘电阻表:用来测量最大电阻值、绝缘电阻、吸收比以及极化指数的专用仪表,它的标度单位是兆欧,它本身带有高压电源。
1.3.18 脱硫系统电气调试
定额编号:YS1-199~YS1-203 机组容量 P63
【应用释义】 烟气脱硫:按脱硫过程是否加水和脱硫产物的干湿形态,烟气脱硫分为湿法、半干法和干法三大类脱硫工艺。
发电机组:是指能将机械能或其他可再生能源转变成电能的发电设备。
1.3.19 脱硝系统电气调试
定额编号:YS1-204~YS1-208 机组容量 P64
【应用释义】 烟气脱硝:是指把已生成的NOx还原为N2,从而脱除烟气中的NOx,按治理工艺可分为湿法脱硝和干法脱硝。主要包括酸吸收法、碱吸收法、选择性催化还原法、选择性非催化还原法、吸附法、离子体活化法以及用微生物来处理NOx废气的方法等。
第三部分 工程量计算实例
一、蓄电池工程的工程量计算
蓄电池工程量计算以示例作解。
【例1-1】 如图1-27和图1-28所示。
图1-27 蓄电池示意图及A—A剖面图
图1-28 B—B剖面图
(1)蓄电池G型288A·h;
(2)双列木支架 Ⅱ7型(22个电池)3组;
(3)单列木支架 Ⅰ8型(18个电池)(20个电池)各一组;
(4)单列木支架 Ⅰ7型(14个电池)1组;
(5)园母线 铜ф10mm;
(6)母线支架 Ⅰ型;
(7)母线支架 Ⅱ型;
(8)母线支架 Ⅲ型;
(9)母线支架 Ⅳ型;
(10)母线吊架;
(11)出线板 参考国标D211图制作。
试计算工程及套用定额。
【解】 工程量计算过程如下。
①铜母线ф10mm
水平长度(0.6+1.2+1.8+2.4+3+3.6+4.2)+1+1.6+2.2+2.8+3.4+4+4.6+5.2+5.8+(1.5+1.7+1.7+1.7)+6+1.5=61.5(m)
垂直长度 1.5×16+2.5×10=49(m)
接线长度 0.25×26=6.5(m)
总长度为 61.5+49+6.5=117(m)
②支架制安Ⅰ型扁钢60×6 (10+7+8)×0.25=6.25(m)
支架制安Ⅱ型扁钢60×6 (2+2)×0.6=2.4(m)
支架制安Ⅲ型扁钢60×6 (2+2)×0.8=3.2(m)
支架制安Ⅳ型扁钢60×6 (1+2)×1=3(m)
支架制安Ⅴ型扁钢60×6 2×1.2=2.4(m)
支架制安吊架型角钢L40×4 5×1.12=5.6(m)
钢料总重量为 扁钢60×6 17.25×2.83=48.82(kg)
角钢L40×4 5.6×2.42=13.6(kg)
总重量 48.82+13.6=62.42(kg)
③绝缘子安装 25×1+4×2+4×3+3×4+2×5+5×2=77(个)
④蓄电池安装 118个
⑤双列木支架制安Ⅱ7型 3套×0.134=0.402
瓷柱 3×4×3=36(个)
⑥a.单层单列木支架Ⅰ8型18个 1套
b.单层单列木支架Ⅰ8型20个 1套
瓷柱 2×5×1=10(个)
⑦单列木支架Ⅰ7型14个 1套
瓷柱 2×4×1=8(个)
总计 木材为0.402+0.1+0.109+0.079=0.690(m3)
瓷柱(包括瓷垫)36+10+10+8=64(个)
⑧出线板制安 硬质塑料板17孔,1块
⑨蓄电池充放电 220V 2组
二、电缆工程的工程量计算
【例1-2】 某电缆敷设工程,采用电缆沟铺砂盖砖直埋,并列敷设5根VV29(3×50+1×25)电力电缆,如图1-29所示。图中所示,变电所配电柜至室内部分电缆穿钢管ф50mm保护,共5m长。室外电缆敷设共100m长,中间穿过热力管沟,在配电间有10m穿钢管ф50mm保护。试求:①概预算工程项目;②计算工程量。
图1-29 某电缆敷设工程
【解】 ①概预算工程项目。该项电缆敷设工程分为电缆敷设、电缆沟铺砂盖砖工程、穿钢管敷设等项。
②计算工程量,其步骤如下。
a.按图1-29中测量电缆敷设工程量,并考虑电缆在各处预留长度,查预留长度系数表得系数分别为:进建筑物-2.3;中间头-5.0;进低压柜-3.0;进高压柜进电缆柜-2.0;终端头进动力箱-1.5;垂直至水平-0.5。
b.电缆沟铺砂盖砖工程量为100m。每增加一根单算工程量,共400m。
c.密封保护管的工程量按实际的电缆根数统计,每条电缆有2根密封保护管,故共有10根。
【例1-3】 某电缆工程采用电缆沟敷设,沟长100m,共16根电缆VV29(3×120+1×35),分四层,双边,支架镀锌,试列出项目和工程量。
【解】 电缆沟支架制作安装工程量:100×2=200(m)。
电缆敷设工程量:(100+1.5+1.5×2+0.5×2+3)×16=1736.00(m)
注:电缆进建筑1.5m,缆头两个1.5m×2,水平到垂直两次0.5m×2,低压柜3m,4层,双边,每边8根。