大功率柴油发电机组电气系统研究
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大型火力发电厂电气控制系统研究摘要:在社会经济快速发展的背景下,大型火力发电厂建设数量以及建设规模持续提升,在大型火力发电厂日常管理工作中,电气控制系统的研究和管理成为了非常重要一项内容。
大型火力发电厂相关设备科学化、智能化水平近年来不断提升,设备功能以及组成结构也呈现出复杂化的发展趋势,这无疑对电气控制系统提出了一系列全新的要求。
在这一背景下,对大型火力发电厂电气控制系统的研究有着深刻的现实意义与价值。
基于此,本篇文章对大型火力发电厂电气控制系统进行研究,以供参考。
关键词:大型火力发电厂;电气控制系统;对策研究1.电气自动控制系统的概念电气自动化系统的最初目的是为特定的工作程序提供操作控制。
该系统由两个子系统组成:控制器和受控对象,并使用特定的控制设备来检测或控制设备。
在组成系统的两个子系统中,控制器是控制机器或控制过程的控制设备,控制对象是由控制器控制的机器或操作过程。
控制参数也是系统中的重要概念,并且是实现控制过程并遵守电气控制系统的输入和输出规则所需的数据参数[1]。
2.大中型火电厂独立电气控制系统(IECS)的基本组成和特点大中型火电厂的电气系统主要包括发电机-变压器组、升压站和厂用电三大部分。
其中升压站包括出线断路器、隔离开关、各电压等级的母线、各电压等级的进出线断路器和隔离开关及出线电能表等。
发电机-变压器组主要包括主变压器发电机变压器组和各发电机变压器组,以及发电机励磁系统。
厂用电部分主要包括高压厂用工作及备用变压器、6kV工作及备用电源管理、6kV高压电动机、低压厂用变压器、低压380V电源线及其他公共设备。
保护及控制设备主要有发电机-变压器组保护装置、故障录波设备、自动励磁装置AVR、厂用电控制装置和发电机的自动同期装置等,且以微机控制为主。
在中压系统中,则广泛采用智能前端设备以及网络化通信,主要执行测控、保护和通信等本任务,通常采用就地式安装,形成分散的架构。
而一些智能型、具备通信功能的装置可用于在低压系统中采集来自现场的开关离散信号和电流、电压、功率等连续模拟信号,并通过网络送出。
南京理工大学泰州科技学院
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大型火电厂电气自动化控制技术分析摘要:为了使电气自动化技术更好地运用到火力发电当中,可以将电气自动化技术进行创新。
电气自动化系统采用电气全通信控制模式,实现炉机统一,建立网络化结构,对保护手段进行创新,从而保证火力发电企业稳定的发展。
关键词:大型火电厂;电气自动化控制;应用1电气自动化的特征电气自动化涵盖机电专业、信息学学科、计算机学科等,相关知识从某种程度上能够为自动化技术发展奠定良好基础,属于一种综合性专业领域。
其核心理念即简化各种复杂操作过程,借助电子设备以及自动化电气系统完美配合实现远程控制目标。
相关自动化控制系统具体可以分成下列几种板块。
把所接收信号利用信号处理系统实施统一处理,并直接翻译为智能设备方便识别语言模式。
在对信号传输过程进行综合控制基础上,把自动化装置实际运行状态迅速反馈至主机系统,发挥出系统良好分析功能,用于进一步优化电气工程效率。
信号传输系统作为基础桥梁,能够顺利连接电气设备以及其他设备信号,实现远程控制目标。
调度系统负责对发电厂、变电站等电气终端系统相关信息数据进行全面采集。
控制系统负责对电气系统整体运行状况实施科学判断和分析。
电气控制终端系统在经过判断而分析后生成相应的计划命令,把电气设备具体操作以及运行参数调节相关命令传送至执行操作端,方便顺利实现测控操作。
3电气自动化在大型火电厂中的适用范围在大型火电厂中使用电气自动化技术,可以将火力发电的效率提升到新的层次。
目前此技术在火电厂的适用范围有以下3种:其一是监视控制火力发电的发电机、锅炉和电量。
为了解决DCS系统在监控的时候出现电气控制能力差的问题,将FECS系统与其进行融合使用。
通过两个系统一体化的综合性监控,取长补短实现更加全面的管控目的。
而且两种技术的融合使用,可以有效地减少通信电缆所要消耗的成本,还可以通过其与一次设备的连接来减少所占场地的浪费。
由此通过电气自动化控制技术的使用来实现一体化系统控制管理的目的。
柴油发电机组的供电系统说明书一、引言柴油发电机组的供电系统是发电机组的核心部分,它负责将发电机发出的电能进行稳定可靠地供应给用户。
本说明书旨在详细介绍柴油发电机组的供电系统的结构、工作原理以及各个部件的功能和作用,旨在为用户提供清晰的操作指南和故障处理方法。
二、供电系统结构柴油发电机组的供电系统由以下主要部分组成:1. 发电机:发电机是将燃料燃烧产生的动力转化为电能的设备,它主要由发电机转子和发电机定子两部分组成。
发电机转子通过柴油机传动产生旋转力,从而产生交流电能,而发电机定子则负责将交流电能输出给用户。
2. 电源控制装置:电源控制装置包括自动控制模块、保护模块和监控模块等部分。
它们协同工作,实现对发电机组的启动、停止、保护和监控等功能。
电源控制装置具有智能化、自动化的特点,能够提高发电机组的运行效率和可靠性。
3. 蓄电池组:蓄电池组是供电系统的重要组成部分,主要用于发电机组的启动电源和保持电源。
它通过蓄积电能,提供发电机组启动时所需的电流,同时在发电机组运行过程中保持稳定的电压和电流输出。
4. 运行配电系统:运行配电系统包括发电机组的输出开关设备、开关柜和配电箱等,它们负责将发电机组产生的电能输送给用户,同时实现对电能的切换和分配。
5. 接地系统:接地系统是为了保证供电系统的安全稳定运行而设计的,它通过将发电机组和用户设备的金属外壳与大地进行连接,实现对电能的安全导向和故障电流的排放。
三、供电系统工作原理柴油发电机组的供电系统工作原理如下:1. 启动过程:当用户需要启动发电机组时,通过操作电源控制装置进行启动命令的发送。
电源控制装置接收到启动命令后,通过控制启动电机将柴油机启动,并向发电机提供所需的励磁电流,从而使发电机产生电力输出。
2. 发电输出:一旦柴油发动机启动成功,发电机即开始转动,并产生稳定的交流电能。
这部分电能将通过运行配电系统输送给用户,并满足用户的电力需求。
3. 运行监控:电源控制装置会对发电机组的运行状态进行实时监控,包括电压、电流、频率等参数的检测。
设计研究柴油发电机组控制系统电源电路设计陈 涵(福建省福发股份有限公司,福建福州 350004)摘 要:介绍自动化柴油发电机组控制装置电源的特点,论述了适用于自动化柴油发电机组控制装置的脉宽调制(PWM)开关稳压电源的设计,并介绍采用充电泵式DC DC变换方式,将+5V 电源变换为 10V电源的电路。
关键词:柴油发电机组;开关电源;DC DC变换中图分类号:TM611 22 文献标识码:A 文章编号:1003 4250 (2001) 03 0001 051 前言柴油发电机组作为应急备用电源得到广泛应用,由于它应急备用的性质,决定了在无市电且发电机尚未发电情况下应正常工作的特殊要求。
这就要求电源电路必须在无外部交流电源情况下,向控制装置提供符合要求的工作电源。
本文就如何设计可靠、简单、高效、低成本的柴油发电机组控制系统电源(以下简称控制电源)进行探讨。
2 控制电源概况控制电源一般采用以下几种方式:(1)以柴油发电机组启动蓄电池为电源,经线性稳压电路稳压至所需工作电压(通常为5V)。
此方式电路简单、成本低,曾经得到广泛应用。
但由于降压幅度大,因此,稳压电路功耗大、体积庞大。
(2)另设独立的蓄电池组经稳压作为控制电源,此方式简单可靠。
但由于蓄电池寿命短等原因,给用户使用、维护带来诸多不便,实际应用不多。
(3)采用UPS经AD DC变换,作为控制电源。
此方式可靠性高,但成本高,而且U PS的蓄电池寿命较短(通常4~5年),因而也很少被采用。
(4)以柴油发电机组启动蓄电池为电源,经开关稳压电路降压至所需工作电压(通常为5V)。
此方式稳压电路工作处于开关状态,功耗低、体积小、适应电压范围大。
缺点是电路复杂,生产制造难度大。
近几年来随着集成电路技术的发展,单片开关稳压芯片的出现,外部电路趋于简单,其应用逐渐增多。
综上所述,采用开关稳压电路应是柴油发电机组控制系统电源电路的优选方案。
3 柴油发电机组控制系统电源特点及要求(1)输入电源电压变化大。
柴油发电机组的自动化技术分析摘要:随着社会的不断发展,我国的各个科技也在随着社会的发展而不断的发展,在越来越多的行业中也已经运用了自动化技术,成为各个企业发展的主要途径。
在柴油发电机组中实现自动化技术不仅可以有效的改善发电机组的工作效率,同时还能有效的降低油气资源的使用,这对于柴油发电机组来说,有着非常重要的意义和作用。
关键词:柴油发电机组;自动化;技术1柴油发电机组自动化控制现状1.1 系统结构屏内主要包括可编程控制器(PLC)、数据采集装置(单片机)、变送器、显示装置和控制器件。
为了实现自动化机组的模块化结构,使机组的控制与监测互不影响,采用了 PLC与单片机两套相互独立的模式。
PLC 是整个自动化机组的控制中心,发生供电故障时,能完成能机组的自启动,发电后与供电进行切换向负载供电;供电恢复后,自动退出运行并自动停机。
单片机主要采用STD 总线结构,实现对整套机组的各个参数监测与遥控,与上位计算机构成通信,将机组的运行参数与状态直观地显示,实施对整个系统的状态监测,同时还可实现对整个系统遥控。
1.2 系统功能1.2.1 机组自动启停供电故障确定后,PLC 通过程序控制应急机组自动启动、供电,启动成功后在 60s 内由应急机组向负载供电。
供电恢复后延时 60s自动切换机组 / 供电 ATS开关,由市电供电,再经以 60s 后当前机组自动停机。
1.2.2 对机组实时监测该部分功能主要由单片机与上位计算机完成。
电量变送器(如电压、电流、频率、功率变送器)与非电量变送器(如油压、温度变送器)将它们各自的信号变为 4—20mA 或 1—5V 的标准信号,通过多路选择开关经模拟输入板送入单片机进行实时监测;各种故障的开关量信号转换后经数字输入板也送入单片机。
单片机并将参数通过 R2S32/485 通讯接口送入中央控制室的上位计算机,上位计算机通过 VB 程序支持通信,将这些参数显示;同时也显示机组的运行状态与故障情况。
试析内燃机车大功率柴油机电控系统试验图2 构件质量追溯标志制定与运用4 新型质量追溯体系的应用价值装配式BIPV全寿命光伏阵列构件要经历设计、生产、安装、运营等多个环节,以RFID技术为跟踪手段,质量追溯需要分别准确采集每个批次与构件质量追溯紧密相关的企业认证、原材料入库检验、构件赋码、生产过92研究与探索Research and Exploration ·工艺流程与应用中国设备工程 2023.07 (下)及抗干扰性,同时要对带载扭矩特性进行全面把握。
在当前的社会发展背景下,对内燃机车大功率柴油机电控系统进行全面设计,与国内大功率内燃机车制造维修保养发展现状相符合。
1 内燃机车大功率柴油机电控系统特点内燃机车柴油机的过程比较复杂,可以实现柴油化学能朝机械性能的转换。
电控喷油系统主要包含传感器、电控单元以及集成执行器。
其中电控单元是以高性能处理器为核心研究的,在具体的设计过程中,还要对内燃机车大功率柴油机以及在试验中的电控喷油系统进行深入分析。
尤其要对电控系统的控制核心进行科学把握,了解柴油机动力性、柴油经济性、噪声、运转平稳性以及可靠性、耐久性等各项因素。
在内燃机车大功率柴油机电控系统发展过程中,其主要应用特点包括以下方面。
可以对不同参数进行调节。
在电控系统运行中,与其他控制技术相比,电控系统的精确性以及灵活度更高,能够在极大程度上提高内燃机车性能优化和协调性,可以保证对喷油正时以及喷油量进行柔性控制,大大降低柴油机的燃油消耗和有害排放。
在柴油机的运行中,循环供油量以及喷油提前角受很多因素影响,不同时刻最佳指标都会存在一定差异。
为了保证柴油机处于最佳运行状态,对柴油机在运行过程中的不同参量要进行实时监测与控制。
而传统机械控制方式无法实现这一目标,只有利用电控系统才能够实现动态实时控制。
利用电子控制技术可以大大提升柴油机控制方式的灵活度,除了可以开展常规稳态性控制外,还可以通过拓展各种过渡过程的优化控制、故障检测以及处理任务,能够保证操作过程的自动化以及自适应控制,表现了机电一体化的优越性。
大功率电力电子技术可靠供电系统研究的论文大功率电力电子技术在电力系统中发挥着重要的作用,主要涉及到了电力系统的发电、输电、配电以及用电等方面。
实现大功率电力电子技术供电可靠性,在本文中从两方面进行分析,第一,提升大功率电力电子技术的供电可靠性,可以通过提高工业敏感负荷的供电可靠性来实现;第二,将大功率的电子技术应用于发电机励磁系统中,以提升发电机的阻尼转矩,来实现系统的动态可靠性提升。
从敏感负荷角度对电力系统供电可靠性进行分析。
实现供电的可靠性不仅要求电力系统中不能长时连续电,还需要对电力供电系统的动态电压质量提出更高的要求。
对系统中的电压跌落以及电压短时中断的时间进行限定,在实际供电中,不同的电压跌落中,其敏感负荷所能够承受的电压跌落时间存在着差异性。
在一般规律下,跌落幅度越大,其敏感负荷所能够才承受的时间越短。
传统的供电可靠性统计统计,只能以停电时间超过1分钟或者5分钟实际依据。
在我国,对于自动重合闸成功或者备用电源投入成功的现象不能视为用户停电,而此时敏感负荷用户有可能遭受到一定的电力损失。
那么在实际的电力系统供电中,提升供电的可靠性,需要从电网方面进行综合考虑,以优化的配电网结构,改善动态带电压质量[1]。
3.1转换开关转换开关电源供电中发挥着重要的作用,在实际电力系统电源供电中,包含两路或者多路的电源供电,转换开关应用其中,能够实现多路电源之间的相互切换。
在本文中以两路电源供电为例进行分析,当有一个电源电路在正常供电时,那么另外一个线路中的电源供电就会处于备用状态。
一旦线路中出现线常用电源供电异常的情况时,转换开关开始发挥作用,自动切换到被用电源线路中。
以转换开关的形式,实现线路正常供电,其开关投入使用本钱较低,应用广泛[2]。
3.2动态电压恢复器动态电压恢复器简称DVR,DVR通过线路中的变压器串联在线路电源与敏感负荷之间。
当线路正常输电时,线路中在没有产生电压跌落的情况,DVR完全不发挥作用,其在线路中所输出的电压补偿为0。
大型发电机组启动过程中电气试验的问题探讨发表时间:2018-07-19T10:47:25.987Z 来源:《基层建设》2018年第16期作者:魏亚丽姜建龙[导读] 摘要:电气试验问题是大型发电机组启动过程的重要组成部分,研究其相关课题有着重要意义。
山东电力建设第三工程有限公司山东青岛 266100摘要:电气试验问题是大型发电机组启动过程的重要组成部分,研究其相关课题有着重要意义。
本文首先对相关内容做了概述,分析了短路试验中短路点的选择,研究了发电机空载试验中应注意的问题,并结合相关实践经验,分别从多个角度与方面就启动过程中继电保护的试验检查展开了研究,阐述了个人对此的几点看法与认识,望有助于相关工作的实践。
关键词:发电机组;启动过程;电气试验;问题 1前言大型发电机组启动过程中的电气试验是一项实践性较强的综合性工作,其具体实施方法的特殊性不言而喻。
该项课题的研究,将会更好地提升对电气试验相关问题的分析与掌控力度,从而通过合理化的措施与途径,进一步优化发电机组启动工作的最终整体效果。
2概述大型发电机组在启动过程中试验时间的长短直接影响机组的启动费用。
通常电气试验的时间在40h 左右,其中短路试验占了大量的时间,这主要是由于短路点选择过多造成的。
本文从短路试验的目的着手,探讨短路点的选取原则以及保护检验的必要性。
3短路试验中短路点的选择发电机短路试验接线如图1 所示。
按照机组的启动规程,通常发变组短路试验点分别选在发电机端、主变高压侧、发电机机端高厂变低压侧(2个分支)。
前2 个短路点是为了录取发电机短路特性和发变组短路特性,而后短路点完全是检查电流回路和保护向量的需要。
发电机在启动过程中要先做机端短路试验,录取短路特性,以检查定和转子的绝缘状况,同时对相应的电流回路和有关电流保护的向量进行检查,确保保护的正确投入。
之后再做主变高压侧短路和高厂变低压侧短路试验,以检查有关的电流回路和保护向量。
由上述可知,至少以4个短大型发电机组启动电气试验中的问题探讨路点。
大功率柴油发动机电控系统故障诊断与分析摘要:电控系统技术发展是我国新一代柴油发动机智能控制设备与国外高性能计算机及自动过程控制方面的成熟技术同步发展与相互借鉴交融有机结合下产生出的全新技术产物,也是随着当今超大功率柴油发动机控制系统日益发展及成熟完善的另一大社会必然技术发展新趋势,大幅度的提升到实现了全面提高整个发动机控制系统整体的安全正常可靠运转及其工作性能,电控系统还可同时通过微机控制发电机定子线圈内的温度传感器,本文主要就是立基于与此,重点则是全面介绍分析了大功率柴油发动机电控系统,阐述出了汽油发电机故障的诊断思路和对发动机电控系统故障的诊断的三种主要故障诊断和技术方法,并据此也对进一步提高汽油机电控技术人员和内燃机维修及诊断维护人员技能培训提出了又一个比较具体的详细具体的技术教学最基本的基本要求。
关键词:大功率、柴油发动机、电控系统、故障诊断1大功率柴油发动机及其电控调速系统的特点概述1.1电控系统的组成在我国当代汽车计算机技术与应用科技高速的发展及日新月异变化的汽车科技背景条件影响下,计算机技术已经迅速地被应用及发展渗入到我国汽车技术各个技术关键技术领域工程设计中,柴油发动机电控领域也是一样地不以为例外,计算机控制系统领域一直来是作为研究当前大功率柴油发动机电控系统设计应用研究的其中一块十分主要的重点内容,因此在我国当今的大功率柴油发动机控制设备的基本技术工作原理上也就与我国当今计算机控制系统原理结构基本和保持柴油机相似,并着重强调了借助各种先进的计算机控制系统,大功率柴油发动机也可自动实现高速实时、精确地控制系统设计和系统节能及高效和稳定连续运行等大功率柴油发动机系统的结构电控辅助进气电控系统一般主要都包括的有由发动机供油系统、进气主控制系统驱动模块组成和电子辅助控制电子辅助主控制系统两个部分的组成,电子辅主控制系统模块一般主要包括传感器、电子主辅控制驱动模块、执行器等等部分;发动机进气辅助驱动模块系统中一般要包括三个空气自动滤清器控制装置模块和包括两个辅助进气的歧管控制系统模块;而供油和制动轨道系统一般又可包括一个进气滤清器、输油泵、压力调节器、燃油箱盖系统和最后一个供油或制动的轨道装置等等由于中大功率柴油发动机的电控驱动系统设计比较复杂,所以就必须先要分别结合电控供油系统、进气制动系统和综合电子辅助控制系统才实现发动机整个机电系统之间的综合控制,在发动机整个电器控制系统工作中,传感器关系发动机工作的正常有效运行。
一种高压并联柴油发电机组功能原理的应用分析一、概述高压柴油发电机组为固定式电站,一般安装于地下室或坑道内,在无市电或市电异常状态下,由高压柴油发电机组并联输出,互为备份,在有市电状态下转接市电(或市电与机组自动切换)输出,两种电源经变压器单元将10kV降压为交流400V,为负载系统提供可靠稳定的工作电源。
二、组成及功能1、组成高压柴油发电机组(10kV)由柴油机、发电机、蓄电池组、并机控制柜、发电机组控制柜、消烟降温机组、排烟管路、并机控制电缆、并机通讯电缆、供油系统、进排风系统、空调、地基、电站附属视频监控、消防、除湿系统等组成。
2、功能a) 随系统具有10kV/50Hz市电接入及检测功能;b) 具有市电与机组切换控制功能:当市电电压异常时,手动/自动启动备用发电机组正常运行后切换到发电机组供电;发电机组供电状态下,市电如果恢复正常,由人工(手动)或系统逻辑(自动)决定是否由市电供电,如切换到市电,则发电机组冷机运行后自动停机(或人工直接停机);c) 具有机组并联供电控制管理功能,机组主备切换功能,负载软加载软卸载管理功能;d) 具有系统控制器显控、触摸屏集中显控、远程上位机显控三种控制功能;e) 具有人机界面、软硬件互锁、兼顾ECU参数的健康管理控制功能;f) 具有高压安全保护、机组保护等全面的安全保护功能;g) 具有控制器与ECU的分级保护,ECU的越控保护,应急状态下可屏蔽非致命故障应急供电工作模式;h) 具有外循环水、空调、进排风、消烟降温装置、日用油箱等与机组系统联动功能;i) 系统具有高压部位、高温部位、旋转部位安全防护,接地、防雷、绝缘等安全保护;j) 具有防潮、防霉、防盐雾、防雷、防砂尘、抗电磁脉冲功能;k) 具有高可靠供电功能,在高湿、高温、低温等复杂环境下为负载系统正常供电功能。
三、工作原理工作原理主要由高压主回路、低压主回路、DC220V直流回路、DC24V直流回路、通讯回路组成。
柴油发电机组自动控制系统的研究与运用作者:廖晓英来源:《科技资讯》 2012年第8期廖晓英(四川省资阳市南车玉柴发动机股份有限公司四川资阳 641300)摘要:文中笔者介绍了柴油发电机组的自动控制系统,可以通过自检确定在电网出现故障情况下,实现柴油发电机组的自动启动,还介绍了该系统的软件及硬件的相关设置。
关键词:柴油发电机自动控制系统软件硬件系统中图分类号:TK42 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)03(b)-0130-01随着自动化程度的逐步提高,各行各业的电力系统以及通讯系统的差转台等都实施了无人值班的运行状态。
尤其是随着工业化进程的不断加快,计算机、自动化的普及,使得所配备系统必须保证稳定的正常供电。
因此,在电网停电或出现故障的情况下,可立即启动柴油发电机组进行供电,从而确保各机组的正常稳定的工作。
文中笔者主要介绍了作为备用电源的柴油发电机组,在电网不能正常工作时,快速启动,并提供较为稳定的电源自动控制系统。
1 运行状态1.1 电网供电当电网正常供电时,柴油发电机组需要检测电流、电压、频率等相关参数,同时查看电压的取样电路,当检测的电网电压以及频率值都处于正常范围时,就由电网进行供电;一旦电网电压地域所设定的规定值时,发电组将判定电网供电出现异常,立即与电网分闸,并同时启动柴油机,从而进入柴油机启动状态。
1.2 柴油机发电机组启动柴油机启动的过程,还要启动机组、声速、合闸、向负载供电,如柴油发电机组第一次没能启动成功,在控制机10s延时以后,重新启动第二次,如果三次连续启动不成功,必须发出启动失败的信号并禁止柴油机启动。
因此,启动柴油机的过程,除了检测柴油发电机组的电流、电压、频率以及柴油机的油压以外,同时还必须判断柴油机组是否已经成功启动。
若柴油机启动成功,则进入供电状态。
1.3 维持柴油发电机组运行的状态机组启动并进行供电以后,还要检测如机油压力、机油温度、柴油机转速、输出的电流及电压等各项参数。
大功率柴油发电机组电气系统研究
发表时间:2017-08-07T15:34:24.583Z 来源:《电力设备》2017年第11期作者:张军
[导读] 摘要:现今,我国火力发电机组已经进入大容量、高参数的时代。
通常在火电厂出现全厂停电的情况下,为了保证汽轮机组顺利停机以及重要系统能够正常运行的情况下不损坏主要设备,设置了保安电源。
(兰州电源车辆研究所有限公司甘肃兰州 730050)
摘要:现今,我国火力发电机组已经进入大容量、高参数的时代。
通常在火电厂出现全厂停电的情况下,为了保证汽轮机组顺利停机以及重要系统能够正常运行的情况下不损坏主要设备,设置了保安电源。
柴油发电机组是保证大型火电厂在发生突发性厂用电系统失电时能够安全停机和快速恢复供电的必备设备,它与机组的直流系统、UPS电源共同配合,完成保证失电时主机及附属设备不损坏、自动控制系统能有效工作的重要任务。
根据《火力发电厂设计技术规程》规定,“容量为200MW及以上的机组应设置交流保安电源。
交流保安电源宜采用快速起动的柴油机组。
”因此,柴油机组保安电源业已成为各火力发电厂的首选。
而保安电源应急机组的自动监控系统在应急启动、快速供电这一过程中扮演重要角色。
能否灵敏地检测到厂用电失电、能否紧急时刻快速准确地实时启动应急机组,是决定事故后果的关键因素。
基于此,文章针对当前我国电厂这一实际现状,介绍了大功率柴油发电机组电气性能参数,描述了机组的多台直流电动机启动单元、并网发电、电气保护和监控系统。
关键词:大功率;柴油发电机组;电气系统
1大功率柴油发电机组主要参数
柴油发电机组是以柴油机为原动机,拖动同步发电机发电的一种电源设备。
是一种起动迅速、操作维修方便、投资少、对环境的适应性能较强的发电装置。
本文所研究的大功率柴油发电机组主要参数如下:额定功率2800kW,额定电压10.5kV,额定频率50Hz,额定功率因数0.8;电压整定范围≥±5%;频率降≤3%;稳态频率带≤1.5%,瞬态频率偏差(突减)≤+10%,瞬态频率偏差(突加)≤-7%,恢复时间≤3s;稳态电压偏差≤±1%,瞬态电压偏差(突减)≤+20%,瞬态电压偏差(突加)≤-15%,恢复时间≤4s;并机有功分配差度≤±10%,并机无功分配差度≤±10%。
2发电机组的电动机启动
由于大功率柴油机的启动负载转距较大,采用了多台小型直流电动机并联运行的方案来启动柴油机,于是在启动机组的过程中就有一个如何保证多台电动机输出轴的小齿轮能够与柴油机的大齿轮啮合,然后同时出力来启动柴油机的问题。
对直流启动电动机的对外接口进行改造,将其输出轴的行程开关从原来电枢回路中独立出来,将多台电动机的行程开关触点串接后,再与控制电动机电枢回路的直流接触器的线圈串接,保证了全部电动机输出轴的小齿轮都与柴油机大齿盘全部啮合后,电动机的电枢回路再得电,避免了因个别启动电动机的齿轮未与柴油机启动齿盘啮合而造成其他电动机过载而烧毁,从而保护了启动电动机。
改造后的2台电动机同步启动原理图如图1所示。
图1改造后的2台电动机同步启动原理图
3机组的发电系统
在机组的发电系统中配置了一款针对发电机组开发的国产控制器,这款发电机组控制器除了完成机组的启动、停机、发电参数显示之外,还可以根据机组的燃油、冷却水温度和机油压力等状态人为地调节机组的功率输出数值,来满足客户的功率要求。
3.1柴油机的保护
机组控制器配置了扩展模块,可以接收柴油机的模拟量和开关量信号,并在控制器的显示屏上翻页显示。
根据柴油机的保护要求,在控制器上可以灵活设置柴油机的相关参数报警值,以达到保护柴油机的目的。
3.2并网发电
发电机使用永磁机作为副励磁机,给励磁系统提供功率电源。
采用ABBUNITROL1000-7型自动电压调节器,根据发电机电压、电流检测结果,自动调节磁势而改变气隙中的磁场,使发电机的输出电压保持恒定。
在柴油机上配置了WOODWARD公司的UG液压式执行器和2301D型电子调速控制器作为调速装置。
在调速过程中,升速/降速采用开关量的信号输入给2301D型电子调速控制器,经过其内部工作后,就转换为0~200mA的电流信号,然后输出给UG执行器,UG执行器通过扭矩电机和随动柱塞的共同作用,将给定的电路信号转换成输出轴的转角输出,从而调节柴油机喷油泵的供油量,达到调节柴油机转速和功率的目的。
按下机组控制器面板上的“并网”按钮,机组控制器以检测到的电网电压和频率为依据,分别向机组的调压和调速装置发出模拟量信号,调整机组的电压和频率,当二者的误差在控制器的设定范围内后,控制器自动地向连接机组与电网之间的断路器发出“合闸”命令,使机组与电网连接。
反之,如果在规定时间内控制器没有将机组与电网信号的误差调整到设定范围内,则机组停机,并发出“并网失败”报警信号。
3.3电气保护
机组配置了电气保护装置,在其显示界面上可以显示机组的电压、电流、频率、功率等电气参数,并按照设置的保护参数进行报警。
机组的相关电气计算如下:Pe=UeIecos
式中,额定功率Pe=2800kW;额定电压Ue=10.5kV;功率因数cos=0.8。
经过计算得出机组的额定电流:Ie=2800/
×10.5×0.8≈192.5A;另外,电压互感器变比为10500/100,电流互感器变比为400/5,电流互感器二次侧的额定电流:
Ie2=192.5/400×5≈2.4A电气保护器中的各保护参数设置如表1所示。
4机组监控系统的设计
通过安装在机组控制柜上的控制器的界面,可以查看机组相关参数,了解机组的工作状况,并可根据机组的状况或客户的用电量要求,人为地改变机组的功率输出值,以满足客户的不同要求。
但在多台机组同时运行的情况下,经常性地巡视机组、增加/减少功率值和启机/停机,给现场工作人员增加了大量的工作,造成了人力的浪费。
为此,开发了监控系统,通过组网,将所有机组的状态通过一台电脑集中显示,既直观明了,又减少了现场工作人员的数量,大大降低了不必要的工作量,极大地方便了现场工作人员。
监控系统除可进行远程监视和控制,以实现数据采集、设备控制、参数调节和各类报警之外,还具有数据存储、历史数据曲线显示/打印等功能,方便了技术人员对机组进行数据分析和检测。
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