HAWKER叉车电瓶,霍克锂电池机组EPS动力应急电源改造

摘要：本文针对水力发电厂机组EPS动力应急电源的改造进行剖析与探讨，旨在进步水力发电厂应急电源体系的牢靠性、安稳性和安全性。经过对EPS应急电源的原理、使用、改造方案及维护进行详细论述，为水力发电厂供给一种高效、牢靠的应急电源改造方案。

关键词：EPS应急电源；水力发电厂；改造；牢靠性；安稳性

引言：水力发电厂作为我国重要的动力基础设施，其运转安稳性关系到国家动力安全和社会安稳。跟着现代电力体系对应急电源要求的不断进步，怎么进步水力发电厂应急电源的牢靠性、安稳性和安全性成为亟待解决的问题。本文以机组EPS动力应急电源改造为切入点，对水力发电厂应急电源体系进行研究与剖析。

一、项目概况

某水力发电厂装设有4台105MW和一台113MW发电机组，均选用轴流通浆式水轮发电机组，该机组对动力电源的牢靠性要求较高，一旦失去动力电源，运转机组将无法保持安全运转，一起该类型机组黑发动条件满意率也较混流式机组低。

为避免该水力发电厂机组因动力电源消失而产生的非方案停运，确保机组设备安稳、牢靠运转，进步机组黑发动条件满意率，该水力发电厂拟增设一套机组动力应急电源体系（EPS)，要求全厂失电后，应急电源体系（EPS)可为恣意一台机组的辅佐设备一起供电1小时以上，确保机组A类黑发动快速成功，确保电站在全厂失电情况下完结安全出产自救。该套机组动力应急电源体系详细要求如下：

1.装备600kVA容量EPS一套，12V 250Ah蓄电池4组、每组40节，馈线屏一面，馈线屏设置3台开关，别离接至#1~3机机旁动力盘上增配的电源主动切换设备（ATS)做为机组动力应急电源和黑发动动力运用。

2.替换#1-3机压油泵操控柜，装备变频器压油泵电机变频发动，减小发动电流。

3.结合发包人现场实践情况和要求，制定可行的机组“一键A类黑发动”方案，完结设备设备，协助发包人完结《关于增设EPS设备作为机组动力应急电源的实用性研究》科技项目。

二、技能要求及功用

1.总体要求

项目所需产品及服有必要为当前干流且非停产产品，有安稳的生命周期、发展战略，以及在行业的成功运用案例。

产品及服务契合国家和行业相关法令、法规的要求。

承包人应确保所供给的产品及服务不违背任何工业一切权和知识产权或任何第三方的知识产权问题（包含一切软件产品）。

2.EPS体系功用要求

2.1 功用要求

1)在厂用电正常供电时，EPS 经过整流器将沟通输入变成直流电压(AC/DC)，直流电压升压为母线电压，一部分经过充电器给电池充电(DC/DC)，另一部分经过逆变器将直流逆变为沟通输出(DC/AC)，为负载供给沟通电源。

2)厂用电消失后，EPS 主动转电池模式运转，负载电源不中断。此后厂用电恢复时，EPS 无间断地恢复到正常作业模式。

3)逆变器未敞开或人为将逆变器关掉的情况下，负载由旁路进行供电；若 EPS 监控单元检测到功率单元过温、过载或者其他会引起逆变器封闭毛病，此时体系主动切换到旁路。

4)对 EPS 体系及电池进行检修或设备毛病修理时，经过手动闭合旁路修理开关，负载经手动旁路直接由厂用电供电，以完结对负载不停电维护。

2.2 技能功用

1)EPS主机要求为：三进三出，双变换纯在线式，容量600kVA,要求标准内置输出阻隔变压器，不接受外置阻隔变压器。容量600kVA，选用12脉冲整流技能，输入电流谐波低，电网污染小。

2)EPS整流要求选用可控硅相控技能，不接受IGBT整流。

3)输入电压规模：不小于285V~475V。输入频率跟踪规模不小于50±10％。

4)EPS应具有延时发动功用，且延时时刻屏幕可设置，其设置规模不少于0-999s。

5)输出电压稳压精度：L-N：220V±1％，L-L：380V±1％。输出频率：50Hz±1％。

6)输出有功功率：≥额外容量 × 0.9kW/kVA。

7)过载才能：输出功率为额外值的125％时，正常作业时刻≥10min。

8)EPS整机功率：在100%阻性负载≥91%。

9)面板选用大触摸屏LCD显现，屏幕应不小于7英寸，可显现EPS的运转参数、不少于10000条历史记载和整机作业状况。

10)EPS应具有智能化电池管理功用，可直接经过面板功用对电池组进行无风险标准和深度放电检测，不需堵截市电开关，避免放电时因电池组毛病形成意外掉电。

11)EPS内部具有独立双风道规划，即磁性器件变压器和操控电路散热有必要独立风道，互不影响，进步产品牢靠性，延伸核心部件运用寿数。

12)整机操控电路选用全密闭屏蔽办法，EPS的各操控电路板都装在屏蔽的金属盒子中，进步操控电路的防护等级及抗搅扰才能。

13)为避免误操作、EPS面板的开关机键规划应选用防误操作规划，要求说明详细的防误操作办法。

14)EPS主机内置操作开关：EPS在主机内应装备市电输入、旁路输入、EPS输出和手动维护旁路开关。

15)EPS主要部件电解电容衔接母排应选用层叠工艺规划。

16)EPS内部供电电源有必要规划为双电源板，选用冗余逻辑电源规划。

17)EPS主机面板上标准装备EPO紧急关机开关，危急情况长途或现场一键关停。并做好相应的防护办法。

2.3 蓄电池功用要求

现场EPS装备4组12V250Ah电池，每组40只，整组电池电压为480V，四组电池选用并联方式衔接。现场装备一台蓄电池开关柜，四组电池别离选用630A/4P阻隔开关接入直接母线，再经过1台1600A阻隔开关接入EPS设备。

每组蓄电池应装备一套蓄电池监测模阻。蓄电池监测模块应具有的主要功用：监测蓄电池单体电压、内阻、极柱温度等；监测蓄电池组电压；对蓄电池充、放电进行动态监测，并应具有对蓄电池组温度进行实时丈量功用。并具有与信息渠道进行信息交互功用。

（1）蓄电池技能要求

1)型式：阀控式密封铅酸蓄电池

2)蓄电池品牌：知名品牌

3)蓄电池容量：250Ah (10 小时放电率)

4)蓄电池数量：240节

5)单个蓄电池的最终放电电压：10.8V

6)单个蓄电池的浮充电压：13~13.5V

7)单个蓄电池的均衡充电压：13.5V~14V

8)单体电池额外电压：12V

9)蓄电池还应满意下列要求：

电池电缆为 240mm ；

规划运用寿数10年以上，质保期为3年。

蓄电池交货时刻间隔出厂时刻不得超越30天。

（2）功用要求

1)蓄电池在环境温度 20℃~25℃时的浮充运转寿数应不低于10年。

2)新投产蓄电池组按规则的实验办法，10h 率容量应在三次循环内应达到 C10。

3)蓄电池选用全密封防走漏结构，外壳无反常变形、裂纹及污迹，上盖及端子无损害，正常作业时无酸雾逸出。

4)蓄电池极性正确，正负极性及端子有明显标志，便于衔接。极板厚度应与运用寿数相适应。

5)阻燃功用：蓄电池直接线板、终端接头应挑选导电功用优秀的资料，并具有防腐蚀办法。蓄电池槽、盖等资料应具有阻燃性，其阻燃标准应契合 GB/T2408-2008 中的FH－1 和  FV－0 的阻燃等级要求。

（3）设备要求

1)设备在同一层蓄电池之间宜选用有绝缘护套的衔接条衔接，不同层的蓄电池间应选用电 缆衔接，衔接电缆要求用阻燃电缆。不论是卧式设备还是立式设备，衔接导线都应力求缩短，蓄电池安置应合理、紧凑。

2)蓄电池组引出线应选用铠装阻燃电缆，其正极和负极的引出线不应同享一根电缆。

3)两组蓄电池的电缆应别离铺设在各自独立的通道内，尽量避免与沟通电缆并排铺设，在穿越电缆竖井时，两组蓄电池电缆应加穿金属套管。

4)阀控式密封铅酸蓄电池，选用立式设备。

5)电池架应设有维护接地，接地处应有防锈办法和明显标志。

6)严禁在密封的空间和明火邻近设备蓄电池，不然有引发爆炸及火灾的危险。

7)不能用乙烯薄膜类有或许引发静电的东西盖住蓄电池，产生的静电有或许引起爆炸。

8)不能在有或许浸水的当地设备蓄电池，不然有产生触电的危险。

9)不能在有粉尘的当地设备蓄电池，不然有或许形成蓄电池短路。

10)设备时运用的金属东西，有必要经绝缘处理后才能运用。

11)设备时要注意蓄电池的极性，如极性接反，可导至火灾及充电设备损坏。

12)蓄电池设备完毕后，首先要对单体蓄电池进行编号，编号要清晰，牢固，避免遇到液体掉落或退色，然后进行初充电。初充电的作业程序参照制造厂家说明书进行。

13)现场装备一台蓄电池开关柜，四组电池别离选用630A/4P阻隔开关接入直接母线，再经过1台1600A阻隔开关接入EPS设备。

2.4 电池健康监测修正体系

为电池装备非介入式电池健康监测修正体系，全面监督电池健康状况，具有电池维护和修正功用，能有用应对电池单体间功用差异，延伸电池组运用寿数。

电池监控修正体系为每一个蓄电池配备一个监测子机，与蓄电池一一对应。子机与子机及与主机之间按照串联方式相连，由主机向每个子机供电。可完结以下功用：

1）要求选用非介入式监测方式，安全牢靠，且不耗费任何电池电量电池监控修正体系选用监测子机对蓄电池进行一以一实时监测，直接从ATS后级取电，子机由主机供电，整个监测过程不耗费任何电池电能。

2）完结内阻实时在线丈量，做到蓄电池状况全面监测，子机监测速率可300次/秒。

3）具有电池修正功用，自电池组投入运用后，各子机主动平衡每个蓄电池的电量差。有用应对电池内阻不一、电压偏移等健康隐患，避免其发展为电池毛病。

详细功用：

1.主机本身具有运算贮存功用，无须计算机长时刻监控；

2.具有定时丈量和记载功用；

3.丈量成果可主动打印，数据明了；

4.反常数据主动打印；

5.记忆卡达2G，满设232台可记载一整年；

6.电压、温度、内阻整合判别；

7.一切子机丈量动作为同一时刻点，无时刻误差；

8.子机由主机供电，不耗费电池电力

9.供给电池均压功用；

10.支撑RS232,USB,RS485,TCP/IP,MOBUS,SNMP卡；

11.子机极性错接维护功用；

12内阻可接连丈量，经过内阻剖析精确有用查找出电池毛病隐患；

13.可在线丈量，具有实时在线监测蓄电池各单体电池的内阻、电压、电流、温度及总电压功用；

14.内阻丈量可主动减去负载效应

2.5 EPS馈线屏要求

1)元件的额外电压、额外电流、运用寿数、接通和分断才能、短路电流接受才能等参数应契合元件额外参数的要求，对强制认证的元件应具有认证标志。

2)直流屏的的结构，母线、刀闸、熔断器及开关等主要元件应能接受沟通30kA、直流20kA短路电流水平要求。

3)空气开关和熔断器的容量应满意长时刻作业电流的要求，且满意各级挑选性的要求。

4)主母线和分支母线及接头，应能满意长时刻经过电流的要求，母线应选用阻燃绝缘铜母线。

5)汇流排和主电路导线的相序和色彩应契合有关规则。

6)端子排、电缆夹头、电缆走线均应由非焚烧型资料制造。

7)柜体外壳防护等级不低于IP31。

8)馈线屏为前、后开门。

9)屏内馈线空开需装备跳闸报警辅佐触点。恣意一馈线空开跳闸时，可将报警信号外送。

10)馈线柜需装备1块电压表（含4-20mA输出）。

11)分屏柜均有两段母线，需装备2块电压表（含4-20mA输出）。

12)为确保分屏柜内绝缘监测设备在恣意一路电源下均能正常作业，分屏柜内需可以完结双路直流电源切换功用。

13)各柜体底部需设备维护接地排，接地排截面积不小于100mm²，接地处应有防锈办法和接地标志。

14)主母线选用阻燃绝缘铜母线，其截面应不小于40×4mm²。

15)屏柜的前后均需有盘眉，屏体称号选用中文简体黑体，标在盘柜前、后两侧眉头处，称号标牌材质为不锈钢。

16)屏柜内的一切设备（包含继电器、操控开关、熔断器、空气开关、变送器、指示灯及其它独立设备的设备），均应有铭牌或标签框,以便于识别。

17)屏柜内的进线开关及馈线空气开关应采纳双重命名方式，即需包含设备编号及设备中文称号,开关一致品牌,同一系列,品牌仅限于施耐德、ABB、西门子，并供给直流断路器安秒特性测试陈述。

18)柜内元件及端子标志应清晰、耐磨、永久，端子排选用阻燃型凤凰端子，屏内布线整齐、美观、便于检修，端子排底端与柜底间隔不小于300mm，并有10%备用端子。

19)馈线屏装备

资料称号	单位	数量	类型参数	补白
馈线柜	面	1		满意现场需求
结构断路器	个	3	1250A	ABB、施耐德、西门子
进线电流表	块	1	0.5 级	技能参数：电源 AC220,输入 0-5A， 输出 4-20mA。
进线电压表	块	1	0.5 级	技能参数：电源AC220,输入0-220V， 输出 4-20mA。
进线频率表	块	1	0.5 级	技能参数：电源 AC220, 输入45-55HZ，输出 4-20mA。
电流互感器	块	1	变比 400/5、0.5级
电缆	-	若干	-	阻燃电缆，按需供给
耗材	-	若干	-	契合国标

2.5压油泵电气柜功用要求

1)变频柜为户内落地靠墙设备，电缆下进下出，防护等级IP30。应为设备在它们内部或上面的设备供给环境维护。电源柜柜体尺度 (高×宽×深) ：2000×800×600 (非标准柜 1 套) 共 9 套。色彩：红狮 506。电源柜柜体选用 2.0mm 厚材质，柜体外壳须油漆，色彩选用红狮 506 浅灰，并确保在未破损的情况下，运转 10 年。柜门要求平坦、不变形，整柜一切外边有必要打磨圆滑。

2)变频柜应具有过载、短路等维护功用，用电安全牢靠，满意使用要求。

3)变频柜按供给的图纸出产，检修电源箱内及柜门都要求加横衬加固处理，保障配电柜的安全安稳性。柜门和柜体之间设备4平方接地线及接地柱，接地线头要求压接，接地导线预留长度要方便门的敞开，接地处要有明显的接地标志。

4)每个配电柜内装备1台 开关，1台罗克韦尔22P-D170A103 型90kW 重负载变频器。

5)变频柜上应装有设备铭牌，其上标注内容应契合所列标准的要求、字样、符号应清 晰耐久。柜体上的一切设备均应设有铭牌或标签，按照图纸的要求进行编号，以便于识 别。A、B、C 三相的相色顺次为黄、绿、红、中性线 (N) 及接地线 (PE) 别离为蓝色 和黄绿相间色彩，导线截面、电缆接线端子须与断路器配套。断路器、工业插座、接线 柱要标明电流容量。

6)变频柜一切设备的供货均应进行质量鉴定，做好自检实验记载，在供货时供给。质量鉴定陈述包含出厂实验陈述、电气实验陈述，陈述成果均应契合相应国家标准的规则。

三、EPS设备设备室、蓄电池室改造

EPS应急电源体系除蓄电池放置蓄电池室外，其余设备悉数设备在EPS设备设备室。EPS设备设备室、蓄电池室需由发电机层副厂房原有的东西间改造完，改造有必要契合相关电气设备室、蓄电池室标准要求。技能参数要求如下：

（1）蓄电池室的墙面、门窗、顶部、金属管道及构架等宜采纳耐酸办法，地面应能耐酸，并应有适当的斜度及给排水设施。

（2）蓄电池室的地面下不宜经过无关的沟道和管线。

（3）蓄电池室内的电气照明应选用增安型照冥具。

（4）蓄电池室内不应装设开关、熔断器或插座等或许产生火花的电器。

（5）蓄电池室需设备防火防爆门。

（6）蓄电池室需设备防爆式机械通风设备，每小时通风换气次数不应少于8次。

（7）EPS设备设备室应通风杰出，当自然通风不能满意要求时，应选用机械通风，每小时通风换气次数不应少于8次。

（8） EPS设备设备室、蓄电池室内的固定式线路应选用铜芯绝缘线穿维护管敷设或铜芯塑料护套电缆，并有避免外界损害的办法。

（9）蓄电池室和EPS室应设备至少一台防爆空调，功率视房间大小确认，空调选用格力。

四、沟通体系剩下电流监测设备

在EPS馈线柜及压油泵电气操控柜设备剩下电流监测体系，经过对各沟通回路的实时剩下电流进行监测，然后判别体系是否存在绝缘毛病，该体系由监测主机、电源模块、剩下电流收集模块、剩下电流互感器组成，该设备可实时监测各沟通馈线的剩下电流，协助运维人员快速定位出毛病回路，缩短了沟通绝缘毛病的查找时刻，确保了站内沟通供电体系的牢靠性。

该设备需适用于单相沟通回路和三相沟通回路的剩下电流监测，对于三相沟通回路相线和零线不在一起的回路，可经过体系回路装备来完结各种杂乱的三相沟通回路的剩下电流监测。

要求设备具有以下功用：

（1）回路剩下电流告警

主机实时接收子机上传的各沟通互感器电流信息，经过回路装备信息计算各回路的剩下电流，排除体系充电脉冲搅扰，崎岖电平搅扰以及环路带来的影响，最终宣布精确的告警信息。

（2）回路装备

该设备把回路和互感器进行了区分；

每个回路的监测可由最多4个剩下电流互感器组成；

回路实践剩下电流为剩下电流互感器收集到的波形的均方根值；回路存在多个互感器状况下，剩下电流为一切剩下电流互感器的数据相位合成后的均方根值，用户可依据实践情况进行装备。

（3）回路不平衡电流监测及告警

设备供给了回路不平衡电流的告警门限设置，用户可依据需求设置合适的告警门限值，当回路不平衡电流超越该告警门限时，设备宣布告警信息。

（4）历史记载

监测各回路剩下电流告警记载将主动保存在EEPROM中以供查阅。该记载包含毛病产生的日期时刻，互感器装备，各互感器剩下电流值和毛病波形及回路剩下电流和合成后的波形数据。

接地记载数最大保存2000条。

（5）回路电流实时显现

设备实时显现各回路的装备信息及互感器的剩下电流值和回路合成后的剩下户电流值大小；

（6）电流校准功用

用户输入密码后可对CT电流进行校准；

（7）数据存储功用

用户可经过参数设置来敞开和封闭数据存储功用，并能经过设置存储时刻间隔来对数据进行保存，当前数据保存最大值为440000条数据；

（8） 输入输出接口

巡航式人机界面，积木式菜单，操作简洁，功用强大。

多组LED体系状况显现，通信状况显现。

内置双音蜂鸣器报警。

多组YX开关量输出。

RS485通信接口和以太网通信接口。

（10） 通讯中断检测

在“体系信息”主页面，实时循环显现和主机通讯的收集器地址号。

如出现通讯反常，会停留在出现通讯反常的子机地址号并宣布告警信息。

（11）互感器衔接状况显现

设备经过互感器装备功用对接入的互感器进行装备，设备依据装备信息对互感器的衔接状况进行实时监测并显现。

（12）数据剖析功用

经过参数设置打开数据存储后，可进行回路的长时刻数据剖析功用，对该回路的电流进行长时刻存储并剖析描绘曲线图。

（13）环境温湿度监测

可对环境的温度和湿度进行实时监测并告警。

五、实验

机组动力应急电源体系（EPS)设备设备完结后，按标准实验，并要求实验成果合格。

1、蓄电池查验实验

    蓄电池组设备完毕后，进行相应蓄电池的查验实验。

2、EPS设备上电实验

蓄电池查验实验完结、EPS设备均设备完结后，顺次投入蓄电池组、EPS柜等设备后，丈量各设备受电正常、输入输出电压正常。

3、电源主动切换设备（ATS)切换实验

EPS设备上电实验正常后，进行#1-#3机组机旁动力盘I段电源主动切换设备（ATS)切换实验，查验主、备用电源之间切换正常。

4、单台压油泵试运转实验

#1-#3机组压油泵操控柜替换完结、电源主动切换设备（ATS)切换实验完结后，进行各台压油泵单泵试运转实验，实验所带压油泵发动电流正常、带负荷运转正常。

5、EPS设备供电单台机组动力应急电源实验

上述实验均完结后，进行EPS设备供电单台机组动力电源实验，使用EPS设备供电#1-#3机组其间一台的一切机旁动力负荷，查验EPS设备蓄电池供电多台压油泵一起发动运转正常，EPS设备蓄电池可供电机组悉数动力负荷运转1小时以上。

六、定论

本文对水力发电厂机组EPS动力应急电源改造进行了详细论述，经过对EPS应急电源的原理、使用、改造方案及维护的剖析，为水力发电厂供给了一种高效、牢靠的应急电源改造方案。改造后的EPS应急电源体系可以在紧急情况下为关键设备供给安稳、牢靠的电源，确保水力发电厂的正常运转。