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柴油发电机组作为炼钢厂备用电源系统的应用研

2019-11-28
来源: 礼德动力
  0 前言
      炼钢厂属于一级用电单位,供电情况属于不能间断供电的重要用户,否则会对生产、人身等造成重大安全事故。尤其是2008年初,南方大面积降雪,冷冻灾害,造成供电电网的大面积停电事故,各重要用电单位对单独依靠电网供电的不可靠性、柴油发电机组作为备用电源系统的必要性有了更加深刻的认识。笔者针对除了依靠供电电网的还需要单独的供电电源的情况下,使用190系列柴油发电机组作为备用电源的应用研究。
  
  1 备用电源系统由于炼钢厂备用柴油发电机组的容量与启动的最大电动机(拖动马达或循环水泵)的容量相差不大,在电动机启动最初瞬间,发电机母线电压因发电机本身暂态电抗中产生损失而降低。为使发电机出口母线上已投入运行电动机少受影响,设计规程要求母线电压不低于额定电压的75% 为宜。
  
  设计规程中只要求取发电机空载启动作为校验工况。发电机空载启动电动机所引起的发电机端电压降比有载启动更为严重。因此,在炼钢厂备用柴油发电机组中,若最大容量电动机启动时满足空载启动电压要求,则无论其在何时启动,均能满足启动电压要求 。
  
  针对韩城钢铁使用190系列柴油发电机组,作为备用电源系统的应用研究。韩城钢铁的负荷见表1
柴油发电机组作为炼钢厂备用电源系统的应用研究
       经过初步计算,准备选用1台2250kVA(有功功率1400 kW)柴油发电机组作为韩城钢铁厂的备用电源系统。通过下面步骤1到步骤5进行进一步的准确核算,说明备用电源系统能够保证表1中所列负载完成启动过程。
  
  步骤1,总容量S=2250 kVA。
  
  步骤2,按照负载的加载顺序,首先加载表1中的1-4项负载,并且电动机启动后负载为50% ,所以负载总量为S1=(75+37+15+220)×2×0.5/,此时电源系统剩余容量。
  
  步骤3,启动第一台245 kW 电动机,电动机功率因数0.85(滞后),效率92% ,启动电流倍数厶=3.5,启动功率因数0.4(滞后),所以。
  
  Sm1/为此,在功率因数为0.4时,电压降落为△ =。其中口,的选择参见图1发电机电压降落图,a2 =1.1,a3 =1.0。电压降落为l2.4×1.1×1.0=13.6,U<15% 满足启动这一台电动机的需要。此时电源系统剩余容量:.5/0.8kVA =1663 kVA步骤4,启动最后一台245kW 电动机,电动机功率因数0.85(滞后),效率92% ,启动电流倍数,启动功率因数0.4(滞后),所以 =5÷0.85÷0.92 kVA =1096.5kVA。
  
  Sm2/Sn2=0.659为此,在功率因数为0 4时,电压降落为,4U=.6,u<15%满足启动最后一台电动机的需要。
  
  步骤5,所有负载完全满载运行时负载合计为:Pz/负载总和占电站总容量的85%,这说明如果需要电站长期运行时,可以保证较高的安全系数。
  
  2 柴油发电机组设计柴油发电机组的设计制造按照前面的计算,额定容量为2250kVA,额定电压为400V,额定功率因数为0.8(滞后)。柴油发电机组主要由型柴油发动机、1FC6636型西门子交流发电机、主开关柜等组成。
  
  柴油发动机、交流发电机以及冷却风扇水箱安装在统一的公共撬座上,运输和安装简单方便。自带冷却系统,不需要外部的辅助冷却系统。保证机组自成系统的完整性。
  
  柴油发电机组的启动方式采用直流24 V电马达启动,启动电源由装备自动浮充电装置的Ah的启动蓄电池供给,保证了柴油发电机组可以不借助外部电源自启动。
  
  柴油发电机组调速系统采用美国电子液压调速器系统,保证发电机组的稳态调速率≤5% ,具备优良的调速性能。
  
  1FC6系列发电机为自励型无刷恒压同步发电机,发电机由阻尼绕组隐极转子主发电机、转枢式励磁机和电子调压器励磁装置组成。发电机励磁系统采用德国西门子发电机相复励分流励磁原理,配备THYRIPART可控相复励励磁系统,具有极好的动态特性。
  
  安全保护系统按照内燃发电机组继电保护的规范要求设计制造。除了发动机的主要运行参数,如转速、滑油压力、滑油温度、冷却水温度等运行参数的监控保护外,还通过开关柜进行发电机的供电安全保护,如电压、电流、频率检测及保护、逆功率、接地故障保护等。
  
  3 应用情况柴油发电机组经过严格的出厂试验及现场调试,已经在韩城钢铁成功运行。近几年,我公司成套设计,生产制造的多套炼钢厂备用电源系统,以发电机组的操作简单,使用方便,运行安全,稳定可靠,得到了用户的一致首肯。此应用研究和方案的成功实施可供类似用途的应用研究、方案设计提供参考。