华电牡丹江第二发电厂#5#6#7机组辅机变频器直流支撑能力改造可研报告教材.docx
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华电牡丹江第二发电厂#5#6#7机组辅机变频器直流支撑能力改造可研报告教材
项目编号：
DQ
华电能源股份有限公司
技术改造项目可行性研究报告
项目名称：
#5、#6、#7机组辅机直流支撑能力改造
报送日期：
2016年2月16日
填报单位：
华电能源股份有限公司牡丹江第二发电厂
一、总论
1、项目名称：
#5、#6、#7机组辅机直流支撑能力改造
2、可行性研究单位：
华电能源股份有限公司牡丹江第二发电厂
3、可行性研究负责人：
张睿
4、项目必要性论证：
我厂#5炉给粉机变频器8台、#6炉给粉机变频器8台、#7炉给粉机变频器8台，共24台低压变频器，需要对这些变频器电源进行系直流支撑改造。
2011年1月2日，华能伊敏煤电公司发电厂500KV系统5053开关A相CT故障，由于故障发生时，CT与开关连接母线脱落，脱落母线与互感器构架搭接造成接地短路，致使500KV母线故障相电压急剧降低，高厂变故障相电压同步降低，造成#4机组给煤机变频器低电压保护，给煤机停转，进而造成机组停运。
同期，神华国华呼伦贝尔电厂发生因类似低电压故障造成机组退出运行的事故。
如上事故发生后，东北电网公司先后三次召开会议，并发布对所属电厂的指导意见，要求各电厂进行给煤机变频器系统抗低电压能力自查，并依据自查结果进行相应的给煤机变频器系统直流支撑改造。
由此，我厂进行对厂内给煤机变频器系统进行低电压分析试验。
结论如下：
1.给粉机变频器系统控制电源临界保护电压值为323V，当低于该数值时给煤机动作跳闸，保护动作时间小于0.5s；
2.给粉机变频器系统动力电源临界保护电压为320V，在此电压下电机运行明显发生震动，已不能保证给煤机系统运行可靠性；
3.试验证明我厂#5、#6、#7机组给粉机变频器系统存在低电压下保护停机的风险，必须进行提高给粉机变频系统直流支撑能力的改造。
5、可行性研究工作概况，主要依据、过程及结论。
给粉机系统由变频器和拖动电机组成。
各种故障造成的电力系统电压跌落，会导致给粉机系统停运，进而造成发电机组停机脱网的恶劣事故。
分析给粉机系统脱网的过程，有两个原因可诱发此问题：
变频器功率回路和控制电源。
首先，直流动力电源跌落会造成给粉机变频器停机。
变频器的功率回路均由整流模块、直流环节、逆变模块组成，如下图1所示。
图1.变频器结构示意图
变频器的进电端子（R/L1，S/L2，T/L3），经不控整流（TM1，TM2，TM3）到直流DC，再经过逆变（TM4，TM5，TM6）到U/T1，V/T2，W/T3交流，实现频率变换。
当低电压发生时，R/L1，S/L2，T/L3电压变低，直流母线电压随之降低，无法提供逆变模块所需要的能量，触发变频器保护。
此保护为变频器内置的硬件保护，无法通过修改定值进行规避。
其次，控制电源掉电也会造成变频器系统的停运。
在给煤机系统中，变频器并非独立运行，有相应的控制电路板、采样反馈系统、继电器和接触器与其配合工作，这些部件均需稳定的控制电源供电。
电力系统发生低电压故障时，控制电源也会发生跌落，进而造成控制系统与继电器系统的瘫痪，变频器同样无法正常运行，给粉机系统停运。
在变频器整流和逆变中间的直流环节加装蓄电池组，单节电池电压DC12V，形成一个DC220V的直流电源。
经通过隔离型电压暂降保护模块处理后，接至变频器直流母线上。
一组蓄电池可以接#5、#6、#7机组24台给煤机变频器。
#5、#6、#7机组集控室备用间隔较少，适合于此方案。
二、方案论证
1、现有设备运行简历，现状及存在的问题，对安全、经济运行和环境影响计算分析，论证项目成立的必要性。
采取18节蓄电池串联，单节电池电压DC12V，形成一个DC220V的电源。
经隔离型电压暂降保护模块后，接至变频器直流母线上。
每台双向隔离功率变换模块可对接两台给煤机变频器，一组蓄电池可以接#5、#6、#7机组24台给煤机变频器。
该方案的优点在于原理简单，使用方便,直流运行维护经验成熟，产品成熟稳定，使用业绩较多；备用设备，平时不参与给煤机的运行；可与FSSS联锁停机，安全可靠。
但需要专门的场地放置蓄电池；蓄电池、充电设备需要定期维护。
特别适合变频器集中在一起放置的现场，工程量小，占地面积少。
变频器之间完全隔离，具有短路、接地等保护。
单台隔离型电压暂降保护模块对接两台给粉机电气示意图
2、改造方案：
在#6机组集控室安装一套蓄电池组储能系统，分别#5、#6、#7机组给粉机平台安装一套直流支撑系统馈出柜，每台馈出柜内安装4套隔离型电压暂降保护模块，每套隔离型电压暂降保护模块对应两台给粉机变频器；每台给粉机变频器控制柜内的控制电源连接到厂用UPSAC220V上，确保单台机组8台给粉机变频器在直流支撑时，保证给粉机机正常运行。
#5、#6、#7机组给粉机直流支撑柜体分布图
#5、#6、#7机组给粉机直流支撑馈出柜电气图
三、工程规模和主要内容
1、工程规模和主要分项内容的简要说明：
a、安装1台变频器直流支撑电池储能系统柜。
b、安装3台变频器直流支撑馈出柜。
c、设备间以及设备与变频器的连接电缆。
d、变频器控制柜与厂用UPS馈出柜的电缆敷设。
e、设备静态调试。
f、设备动态模拟调试。
2、工程设备系统的布置、设备名牌、参数及必要的图纸
a、直流支撑系统。
b、系统参数
项目
技术参数
型号
GC-SGS/VSP-22M
额定功率
单个模块7.5kW（共12个）
输入电压等级
DC220V±15%
直流输出电压
DC500V+5%
电压跌落保护范围
0％~90%Ue
工作时间
0-60s时间可调
外壳防护等级
IP42
电磁干扰等级
符合IEC标准
市电－直流供电切换时间
≤200微秒，无缝隙
噪声
≤60dB
MFT动作联锁
有
变频器运行/故障联锁
有
综合效率
≥99％
报警输出
带综合故障报警干节点输出
人机界面
面板带液晶显示屏：
■有/□无
故障告警信息：
■有/□无
运行参数：
■有/□无
智能控制
有声、光报警，历史告警信息贮存
短路保护，过载等
有
散热方式
自冷，风冷
b、图纸厂家供给。
四、工程施工条件
1、工程项目有关征地、占地、施工临时用地、拆迁、赔偿等外部条件的落实情况。
直流支撑系统利用备用屏位安装。
2、设计、施工单位的选择。
无设计单位，厂家施工
3、工程施工周期、设备制造周期、勘测设计周期
设备制造、安装调试工期3个月。
五、技术经济指标
1、主要设备、材料明细。
序号
名称
规格及型号
单位
数量
单价
（元）
金额
（万元）
备注
1
变频器给粉机直流支撑系统馈出柜部分
GC-SGS/VSP-22M
套
3
50
150
2
变频器给粉机直流支撑系统电池储能系统柜
GC-SGS/VSP-22M蓄电池
套
1
10
10
3
电缆
3
0
0
已包含在设备内
4
施工
1
0
0
合计
160
2、投资估算：
序号
名称
金额（万元）
备注
1
设计费
0
2
设备费
160
3
材料费
0
已包含在设备内
4
安装费
0
已包含在设备内
5
建筑工程费（土建）
6
其它费用
合计
160
3、综合生产能力与经济效益计算分析：
a、#5、#6、#7机组给粉系统工作可靠性大为提高。
b、提高了机组的安全效益。
六、评价结论
1、#5、#6、#7机组给粉机工作可靠性大为提高。
2、提高了机组的安全效益。
从我厂实际情况及以上论证看出该改造是必要的和可行的。
经过论证，我们现有的技术、人力等，均符合该项目的完成条件，所以，此方案是切实可行的。
申报单位审查意见：
申报单位负责人：
主管科（处）负责人：
项目审核负责人：
华电能源股份有限公司审查意见：
附件：
（包括有关咨询文件及资料）
1、份数
2、份数
3、份数
4、份数
华电能源股份有限公司技术改造项目计划建议书
填报单位：
华电能源股份有限公司牡丹江第二发电厂填报时间：
2016年1月18日金额单位：
万元
1.项目名称
#5、#6、#7机组辅机直流支撑能力改造
7.主要设备及材料
8.主要附图
（必要时可另附图纸）
名称
规格
数量
单价：
万元
总价：
万元
2.建设依据
（必要性和可行性）
#5、#6、#7炉给粉机变频器，电源电压低于323V，变频器跳闸。
当系统电压波动时，引起低压变频器跳闸，同时引起锅炉灭火或机组跳闸的变频器有#5炉给粉机变频器8台、#6炉给粉机变频器8台、#7炉给粉机变频器8台，共24台低压变频器，需要对这些变频器电源进行抗系统低压穿越能力改造。
变频器给粉机直流支撑系统馈出柜部分
GC-SGS/VSP-22M
3
50
150
变频器给粉机直流支撑系统电池储能系统柜
GC-SGS/VSP-22M蓄电池
1
10
10
3.工程主要内容及竣工的经济效益
（土建工程单列一项）
在变频器整流和逆变中间的直流环节加装外部后备直流电源系统，该系统采取18节蓄电池串联，单节电池电压DC12V，形成一个DC220V的电源。
经隔离型电压暂降保护模块后，接至变频器直流母线上。
每台双向隔离功率变换模块可对接两台给煤机变频器，一组蓄电池可以接#5、#6、#7机组24台给煤机变频器。
4.工程投资
单位：
万元
总投资：
160
5.占用土地数量及有关单位意见
9.本工程项目专责负责人
6.工程进度预安排
开工：
竣工：
工期：
50天
合计
160
建设工程（土建）费
安装费
0万元
审查意见
基层
部门
主管
部门
设备费
160万元
设计费
材料费
0万元
其他费
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