大型火电厂直流及UPS系统安装技术研究

大型火电厂直流及UPS系统安装技术研究

陈俊、李高华、马满鹏

中国电建集团核电工程有限公司，山东省济南市，250000

摘要：直流及UPS系统的稳定性和安全性直接关系到电厂的正常运行和能源供应。因此，文章深入探讨和研究大型火电厂直流及UPS系统安装中的相关技术要点，以期能够提高电厂电源系统的安装质量，为大型火电厂的安全稳定生产提供有效保障。

关键词：大型火电厂；直流系统；UPS系统；安装技术

1大型火电厂直流及UPS系统的概述

直流系统在大型火电厂中扮演着至关重要的角色，直流系统为电厂的一次设备和二次设备提供操作、控制和保护所需的直流电源。在机组正常运行或事故状态下，直流系统都能确保重要设备的电力供应，从而维持电厂的稳定运行。该系统不受发电机、电厂用电及系统运行方式的影响，因此在外部交流电中断的情况下，只能由蓄电池继续提供直流电源，从而确保电厂的安全运行[1]。而UPS系统在大型火电厂中同样具有重要地位，它一般采用单相或三相正弦波输出，为机组的计算机控制系统、数据采集系统、重要机电炉保护系统以及测量仪表等负荷提供与系统隔离、防止干扰的可靠不停电交流电源[2]。在大型火电厂中，UPS系统应满足在机组正常和事故状态下都能提供电压和频率稳定的正弦波电源，同时它还应具有电隔离作用，以防止强电对测量、控制装置的干扰。在电厂全厂停电后，UPS系统还需保证对重要设备的不间断供电。UPS系统通常包括两台主机柜、一台旁路系统柜和一台馈线柜，这些设备共同协作，确保在任何情况下都能为电厂的关键设备提供稳定的电力供应。直流系统和 UPS 系统的正常运行对于大型火电厂的安全稳定运行至关重要，它们为各种关键设备和系统提供了可靠的电源支持，保障了继电保护及断路器的正确动作，有助于维持电网的安全稳定。因此，在现阶段需要积极探究直流及UPS系统安装施工中的技术要点，不断提高安装技术水平和安装质量。

2大型火电厂直流安装中的要点分析

2.1施工准备

施工开始前需要核对所需主材（如角铁、槽钢、铜母线等）的数量及规格，确保质量合格且相关合格证、材质报告齐全；准备好辅材，如垫铁、支撑铁件、镀锌紧固件、耐酸橡胶垫等，同时备好消耗性材料。同时，还需要组织作业人员学习设计要领，熟悉施工场地；确保施工图纸已会审并交底；收集厂家技术资料，对于有特殊要求的设备做好技术准备；按照安装图核对土建施工的预留孔、预埋铁件的位置、尺寸及数量，以及水泥平台尺寸及间距是否符合设计要求[3]。此外，还需要对施工现场的条件进行检查，比如直流小室、蓄电池室的建筑工程完成情况，为后续工程建设打造良好基础。

2.2直流系统主接线

直流系统主接线采用单母线，各个电压等级每段母线分别采用独立的蓄电池组和相应的充电装置供电，另加装备用充电装置。各个电压等级的直流母线均采用分段运行方式，同一电压等级两段直流母线之间设置联络断路器或隔离开关。正常运行时断路器或隔离开关处于断开位置，每段母线分别由各自相应的充电装置或蓄电池组供电。同时，直流馈电回路多采用辐射供电方式，不宜采用环状供电方式，且直流控制、保护馈电回路需分开。辐射式供电可直接向负荷供电，也可通过直流分电柜向分散的用电设备供电，运行操作灵活、可靠性高，一旦直流系统发生接地故障亦便于查找。此外，新建和扩建的大型发电机组、主变压器、线路等主设备的保护装置多选用具有独立逻辑功能的微机型双重保护装置，同一设备的两套互相独立的控制、保护回路分别接于该单元机组的两个同一电压等级但不同的直流电源母线段上。

2.3蓄电池安装

对于新装的直流电动机，要打开接线盒，从接线板上拆开绕组引出线，用500V摇表测量绕组绝缘电阻，其值不小于0.5MΩ，测各绕组吸收比R60/R15≥1.2。检查绕组引出线标号是否齐全、清晰，如丢失或不清楚，需用试验的方法确定各绕组的极性关系并标识清楚。严格按照说明书和相关规范进行蓄电池的组装，并且在安装过程中要注意防止蓄电池受到剧烈撞击或振动，同时保持蓄电池表面的清洁。而对于充电装置的选择和配置，则需要结合实际情况进行选择，如选用相控型（晶闸管整流器型）充电装置，各直流系统均需另装设一套备用充电装置；如选用高频开关型充电装置，充电模块应满足N＋1的冗余配置并采用并列方式运行。

2.4直流系统布线

布线应整齐、规范，符合电气安装工艺要求。电缆的选择应根据电流大小、电压等级等因素进行，确保电缆的载流量满足要求。同时，直流电缆应尽量避免与交流电缆平行敷设，以减少电磁干扰。若必须平行敷设，应保持一定的距离，并采取屏蔽措施。

2.5接地与绝缘

直流系统应具有良好的接地，以确保设备和人员的安全。接地电阻应符合相关标准要求。安装过程中要注意保持系统的绝缘性能，避免因安装不当导致绝缘能力降低。对各回路进行绝缘测试，确保绝缘良好。

2.6设备调试与验收

在设备安装完成后，进行全面的调试工作，包括充电装置的输出电压、电流调试，蓄电池的充放电试验，直流系统的绝缘检测等，确保各项性能指标符合设计要求。对整个直流系统进行严格的验收，检查接线是否正确、牢固，设备运行是否正常，各项保护功能是否有效等。

3大型火电厂UPS系统安装要点分析

3.1施工前的准备

安装场地必须为水平硬质地面，场地应无灰尘，尤其不能有导电性质的尘埃，同时应远离热源，并且需要配置空调控制环境温度和湿度分别在25℃和30%～70%之间。对于大、中型 UPS，若采用下进线方式，需事先准备深度 40cm 左右的电缆敷设地沟；若采用上进线方式，则应选用相应的 UPS 机型。同时还需要根据电池柜的尺寸制作相应的钢支架，以便于UPS和电池柜的放置。此外，还需要拆除设备和配件的外包装，去除包装材料，检查设备和配件是否存在损坏或者质量问题。

3.2连接线缆

线缆分为输入线缆和输出线缆两部分，线缆需要外套柔性金属护套保护线缆，输入线缆从UPS的下后方进入并预留1m左右的接线；而输出接线则需要连接输出电源和接线端子。在连接蓄电池接线时，必须严格按照电池的正负极顺序，确保电池组接线极性的正确性，并且还需要测量电池组的电压，避免形成短路。

3.3内部静态物理检查

在上述接线完成后，需要打开机柜检查各部件和连线的物理状态，比如连线插件等有无松动形变、配电线路连接点的固定情况、风扇的转动情况、开关是否处于断开状态、机柜或者下部等区域有无杂物存在。

3.4安装后的测试与调试

UPS安装后的测试与调试环节至关重要，该环节涉及多方面的内容。首先，必须核实UPS的整流、逆变及静态开关装置的规格型号与设计要求一致，这是系统构成正确性的基础。其次，对UPS内部接线和紧固件的完整性及稳定性进行检查，以预防潜在的电路问题，同时还需要检查UPS机架的组装情况，确保横平竖直且紧固件齐全，并规范电线电缆的敷设，保持安全距离并确保接地可靠。再者，详细测试UPS的各项技术性能指标，如输入输出保护系统、输出电压的稳定性等，这些都是评估UPS性能和稳定性的关键指标。此外，还需要做好UPS装置间连线绝缘电阻值的测量，确保其大于0.5MΩ，同时将UPS输出端的中性线与接地干线连接，进行重复接地，以提升电压均衡度和设备保护。

结语

为了确保大型火电厂电源系统的安全性和稳定性，必须深入分析火电厂直流及UPS系统安装中的相关技术要点，并加强安装技术管控，不断提高安装技术水平和安装质量。

参考文献

[1]谢智浩,代文良,邓维,等.110kV变电站设备安装调试技术(7)110kV变电站直流设备安装调试技术[J].大众用电,2014,29(11):43-45.

[2]范云鹏.建筑机电安装中UPS电源的相关分析[J].中国设备工程,2023,(12):109-111.

[3]罗霁.电厂电力设备安装管理工作要点分析[J].中国新技术新产品,2020,(02):135-136.