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【摘 要】本文介绍了大型火力（2×1000MW机组）单元机组主厂房直流系统的配置现状，其稳定运行实践证明其设计的合理性，为同类型电厂的设计建设有一定的参照作用。
【关键词】1000MW机组；主厂房；直流系统
1、工程简介
1.1公司简介：
浙江国华宁海电厂，总装机容量为4400MW，其中二期工程为国产2×1000MW燃煤发电机组。于2009年底实现双机双投，二期工程荣获鲁班奖。
1.2工程主要原始资料
1.2.1气象资料
☆累年平均大气压：1013.4hPa ☆累年平均气温：16.4℃
☆极端最高气温：39.7℃ ☆累年平均最高气温：21.0℃
☆极端最低气温：-9.6℃ ☆累年平均最低气温：12.7℃
☆年最高气温高于等于35℃日数：6d☆累年平均相对湿度：82%
☆累年最小相对湿度：5% ☆累年平均水汽压：17.3hPa
☆累年平均降水量：1715.5mm ☆最大一日降水量：355.7mm
☆最长连续降水日数：17d ☆过程降水量：749.2mm
☆累年平均蒸发量：1314.0mm ☆累年平均雾日数：16.6d
☆累年平均雷暴日数：42.6d ☆累年最大积雪深度：26cm
☆累年平均风速：4.57m/s
☆累年最大风速：26m/s 风向：NW （1974.8.19）
☆全年主导风向：NW （15%）
1.2.2正常使用条件
☆海拔高度：不超过1000m ☆最高气温：40℃
☆最低气温：-30℃（户外） ☆最大日温差：25k
☆最热月平均温度：+30℃ ☆最高年平均温度：+25℃
☆日照强度：0.1W/cm2（风速0.5m/s）
☆耐地震能力按7度设防（正弦三个周波，安全系数1.67以上）
☆地面水平加速度：0.2g ☆地面垂直加速度：0.1 g
1.2.3其他使用条件
☆月平均最高相对湿度：90%（25℃下）☆日照强度：0.1W/cm2
☆污秽等级：IV ☆盐密：户外 0.13～0.28mg/cm2
2、外供交流电源要求
额定电压：AC380/220V；允许电压偏差：-20%～+20%；频率：50Hz±10%；波形：正弦，波形畸变不大于5%。
3、主厂直流系统配置
3.1机组动力220V直流系统
每台机组设置1组动力蓄电池组（蓄电池由其它设备供货商提供，不设端电池和降压措施）2200Ah、104只/组；每组蓄电池配2台300A充电装置（单只模块输出电流20A）。所有直流屏及高频开关充电柜均布置在电气楼零米层直流屏及UPS室内。
主厂房每套220V直流系统馈出线回路数：所有馈线回路采用直流空气开关（其中，额定电流100A的馈线回路为24回；额定电流225A的馈线回路为14回；额定电流400A的馈线回路为10回）。开关型式采用GMB系列。
3.2机组控制110V直流系统
每台机组设置2组控制蓄电池组（蓄电池由其它设备供货商提供，不设端电池和降压措施）1000Ah、51只/组；每组蓄电池配1台160A充电装置（单只模块输出电流20A）；另外，为两组蓄电池配设1台160A公用充电装置。所有直流屏及高频开关充电柜均布置在电气楼零米层直流屏及UPS室内。
主厂房每套110V直流系统馈出线回路数：所有馈线回路采用直流空气开关（其中，额定电流32A的馈线回路为102回；额定电流100A的馈线回路为16回；额定电流225A的馈线回路为10回）。每类馈出线回路均匀分配在两段母线上。开关型式采用GMB系列。
4、配置参数要求
4.1蓄电池技术参数
蓄电池单体电压：2V
蓄电池浮充电压范围：2.23～2.27V/只
蓄电池均衡充电范围：2.3～2.4V/只
4.2充电装置
4.2.1基本技术参数
☆型式：采用高频开关电源模块，20A、10A（辅助厂房直流用）。
☆输出电压调节范围：DC198V～286V连续可调（机组动力用），DC90V～160V连续可调（机组、网络控制及辅助厂房直流用）
☆输出电流调节范围：0～100%Ie ☆输出稳压精度：0.2%
☆输出稳流精度：0.2% ☆纹波系数：0.1%
☆动态响应：≤200μS ☆高频模块输出电流不均衡度：5%
☆功率因数：≥0.92 ☆整機效率：≥96%
☆关开机过冲幅度（最大峰值）：10%Umax
☆起动冲击电流（浪涌电流）：150%最大输入电流
☆无故障时间（MTBF）：5X104h ☆软启动时间：3～8s可调
☆噪声：1m处应不大于50dB ☆冷却方式：冗余配置的风扇冷却
4.2.2性能要求
每个模块内部应具有监控功能，可不依赖监控装置独立完成对输出电压、电流的控制和调整，并具有保护和报警功能。正常工作时，模块应与监控装置通信，接受其指令。
设有微机监控单元，微机监控单元装于高频开关充电柜上，对系统运行参数和工作状态进行巡检，并对电源模块进行数据采集及监控，保证其满足按蓄电池充电曲线充电。监控单元应带有液晶显示屏，可以显示系统运行状态、参数和异常报警信息，所有显示应汉化。
监控单元的功能：监测电源模块输出电压、电流，交流输入电压、电流，各模块的各种工作状态，直流屏上各开关的位置；接收并处理微机绝缘监测装置、电池巡检仪等其它智能装置通过通信口传输的信息，并将有关信息汇总后上传厂用电监控系统（ECS）。另外，当充电模块状态发生变化或故障时，能通过通信接口主动将数据送至微机监控单元，并接受微机监控单元的指令。
5、直流电源的配套监视装置
5.1微机电压绝缘监测装置
每段直流母线设置一套微机电压绝缘监测装置。
装置主要功能是：在线监测直流系统正负母线电压及对地绝缘状态（包括直流母线、蓄电池回路、每个电源模块和所有馈线回路），实时显示正负母线对地绝缘电阻值，并自动检出故障回路。装置工作时不应在直流系统中加入任何信号，支路绝缘电阻的检测精度不受分布电容的影响。采用独立式微机型装置（北京华星HY-DC2000），汉字液晶显示，布置在直流屏上，并能与直流系统的监控单元通信。
5.2蓄电池巡检仪
每组蓄电池应配置一套蓄电池巡检仪。用于监测每只蓄电池的运行状态和参数并将相关信息传送至充电柜上的微机监控单元。对辅助厂房直流系统蓄电池巡检仪安装于直流屏内，能监测每只蓄电池的运行状态和参数并将相关信息传输给充电屏上微机监控单元。
6、小结
宁海电厂二期主厂房直流系统投运至今，设备运行状况仍很稳定，说明其直流系统从设计到施工再到运行维护都是合理的、高质量的、稳定的，为同类型电厂的设计有一定的参照意义。
参考文献
[1]火力发电厂、变电所直流系统设计技术规定
[2]宁海电厂2×1000MW机组运行规程
[3]宁海电厂直流配置系统设计协议
【关键词】1000MW机组；主厂房；直流系统
1、工程简介
1.1公司简介：
浙江国华宁海电厂，总装机容量为4400MW，其中二期工程为国产2×1000MW燃煤发电机组。于2009年底实现双机双投，二期工程荣获鲁班奖。
1.2工程主要原始资料
1.2.1气象资料
☆累年平均大气压：1013.4hPa ☆累年平均气温：16.4℃
☆极端最高气温：39.7℃ ☆累年平均最高气温：21.0℃
☆极端最低气温：-9.6℃ ☆累年平均最低气温：12.7℃
☆年最高气温高于等于35℃日数：6d☆累年平均相对湿度：82%
☆累年最小相对湿度：5% ☆累年平均水汽压：17.3hPa
☆累年平均降水量：1715.5mm ☆最大一日降水量：355.7mm
☆最长连续降水日数：17d ☆过程降水量：749.2mm
☆累年平均蒸发量：1314.0mm ☆累年平均雾日数：16.6d
☆累年平均雷暴日数：42.6d ☆累年最大积雪深度：26cm
☆累年平均风速：4.57m/s
☆累年最大风速：26m/s 风向：NW （1974.8.19）
☆全年主导风向：NW （15%）
1.2.2正常使用条件
☆海拔高度：不超过1000m ☆最高气温：40℃
☆最低气温：-30℃（户外） ☆最大日温差：25k
☆最热月平均温度：+30℃ ☆最高年平均温度：+25℃
☆日照强度：0.1W/cm2（风速0.5m/s）
☆耐地震能力按7度设防（正弦三个周波，安全系数1.67以上）
☆地面水平加速度：0.2g ☆地面垂直加速度：0.1 g
1.2.3其他使用条件
☆月平均最高相对湿度：90%（25℃下）☆日照强度：0.1W/cm2
☆污秽等级：IV ☆盐密：户外 0.13～0.28mg/cm2
2、外供交流电源要求
额定电压：AC380/220V；允许电压偏差：-20%～+20%；频率：50Hz±10%；波形：正弦，波形畸变不大于5%。
3、主厂直流系统配置
3.1机组动力220V直流系统
每台机组设置1组动力蓄电池组（蓄电池由其它设备供货商提供，不设端电池和降压措施）2200Ah、104只/组；每组蓄电池配2台300A充电装置（单只模块输出电流20A）。所有直流屏及高频开关充电柜均布置在电气楼零米层直流屏及UPS室内。
主厂房每套220V直流系统馈出线回路数：所有馈线回路采用直流空气开关（其中，额定电流100A的馈线回路为24回；额定电流225A的馈线回路为14回；额定电流400A的馈线回路为10回）。开关型式采用GMB系列。
3.2机组控制110V直流系统
每台机组设置2组控制蓄电池组（蓄电池由其它设备供货商提供，不设端电池和降压措施）1000Ah、51只/组；每组蓄电池配1台160A充电装置（单只模块输出电流20A）；另外，为两组蓄电池配设1台160A公用充电装置。所有直流屏及高频开关充电柜均布置在电气楼零米层直流屏及UPS室内。
主厂房每套110V直流系统馈出线回路数：所有馈线回路采用直流空气开关（其中，额定电流32A的馈线回路为102回；额定电流100A的馈线回路为16回；额定电流225A的馈线回路为10回）。每类馈出线回路均匀分配在两段母线上。开关型式采用GMB系列。
4、配置参数要求
4.1蓄电池技术参数
蓄电池单体电压：2V
蓄电池浮充电压范围：2.23～2.27V/只
蓄电池均衡充电范围：2.3～2.4V/只
4.2充电装置
4.2.1基本技术参数
☆型式：采用高频开关电源模块，20A、10A（辅助厂房直流用）。
☆输出电压调节范围：DC198V～286V连续可调（机组动力用），DC90V～160V连续可调（机组、网络控制及辅助厂房直流用）
☆输出电流调节范围：0～100%Ie ☆输出稳压精度：0.2%
☆输出稳流精度：0.2% ☆纹波系数：0.1%
☆动态响应：≤200μS ☆高频模块输出电流不均衡度：5%
☆功率因数：≥0.92 ☆整機效率：≥96%
☆关开机过冲幅度（最大峰值）：10%Umax
☆起动冲击电流（浪涌电流）：150%最大输入电流
☆无故障时间（MTBF）：5X104h ☆软启动时间：3～8s可调
☆噪声：1m处应不大于50dB ☆冷却方式：冗余配置的风扇冷却
4.2.2性能要求
每个模块内部应具有监控功能，可不依赖监控装置独立完成对输出电压、电流的控制和调整，并具有保护和报警功能。正常工作时，模块应与监控装置通信，接受其指令。
设有微机监控单元，微机监控单元装于高频开关充电柜上，对系统运行参数和工作状态进行巡检，并对电源模块进行数据采集及监控，保证其满足按蓄电池充电曲线充电。监控单元应带有液晶显示屏，可以显示系统运行状态、参数和异常报警信息，所有显示应汉化。
监控单元的功能：监测电源模块输出电压、电流，交流输入电压、电流，各模块的各种工作状态，直流屏上各开关的位置；接收并处理微机绝缘监测装置、电池巡检仪等其它智能装置通过通信口传输的信息，并将有关信息汇总后上传厂用电监控系统（ECS）。另外，当充电模块状态发生变化或故障时，能通过通信接口主动将数据送至微机监控单元，并接受微机监控单元的指令。
5、直流电源的配套监视装置
5.1微机电压绝缘监测装置
每段直流母线设置一套微机电压绝缘监测装置。
装置主要功能是：在线监测直流系统正负母线电压及对地绝缘状态（包括直流母线、蓄电池回路、每个电源模块和所有馈线回路），实时显示正负母线对地绝缘电阻值，并自动检出故障回路。装置工作时不应在直流系统中加入任何信号，支路绝缘电阻的检测精度不受分布电容的影响。采用独立式微机型装置（北京华星HY-DC2000），汉字液晶显示，布置在直流屏上，并能与直流系统的监控单元通信。
5.2蓄电池巡检仪
每组蓄电池应配置一套蓄电池巡检仪。用于监测每只蓄电池的运行状态和参数并将相关信息传送至充电柜上的微机监控单元。对辅助厂房直流系统蓄电池巡检仪安装于直流屏内，能监测每只蓄电池的运行状态和参数并将相关信息传输给充电屏上微机监控单元。
6、小结
宁海电厂二期主厂房直流系统投运至今，设备运行状况仍很稳定，说明其直流系统从设计到施工再到运行维护都是合理的、高质量的、稳定的，为同类型电厂的设计有一定的参照意义。
参考文献
[1]火力发电厂、变电所直流系统设计技术规定
[2]宁海电厂2×1000MW机组运行规程
[3]宁海电厂直流配置系统设计协议