柴油发电机调试手册

一 系统简介

发电厂保安电源系统属于紧急供电系统，通常情况下每台机设置一套柴油发电机组作为本机组的应急保安电源。柴油发电机组可远方或就地、可手动或自动予以起动，在15秒以内达到全速并准备带负荷。自收到起动信号到带满负荷的时间小于20秒。通常情况下保安电源的负荷主要如下：

电梯、氢密封油泵、交流润滑油泵、盘车电动机、顶轴油泵、空预器及其油泵、各应急操作阀门、燃烧控制系统、蓄电池充电装置、主厂房事故照明、烟囱障碍灯、停机冷却水泵、UPS等。

过去电厂保安段电源典型接线如图一所示：正常保安PC由发电厂正常工作PC电源K2，K5供电，当正常电源故障时即K2，K5均跳闸，保安母线PT检测母线电压降低，经一段时间延时。发信号启动柴油发电机组，当柴油发电机组电压、频率建立后，首先跳开正常电源开关，然后合上柴油发电机组侧开关。400V保安段工作电源与备用电源为低电压联锁。

图例一

1)事故时实现工作电源与保安电源系统的切换方式

图中保安电源与电厂正常工作电源的切换采用两个框架断路器完成（K2与K3；K4与K5）。其工作模式如下：

正常保安PC由发电厂正常工作电源供电，当正常电源故障时保安母线PT检测母线电压降低，经一段时间延时。发信号启动柴油发电机组，当柴油发电机组电压、频率建立后，首先跳开正常电源开关，然后合上柴油发电机组侧开关。

2)正常柴油发电机组试验：

当柴油发电机组试验时，一般仅在柴油发电机组控制屏上启动柴油发电机组，当发电机组电压、频率建立后，空载运行一下，即刻停下柴油发电机组，机组不进行带载试验。

2002年以后保安电源系统电源切换运行如下

1） 事故时实现工作电源与保安电源系统的切换方式与前面相同

2） 正常柴油发电机组试验： 由于2002年后，厂用电规程要求柴油发电机组正常试验时必须带载，因此，对K2（K5）断路器增加同期监测继电器和同期开关开关，试验时，手动投入同期开关，当同期检测继电器检测到柴油发电机组频率、电压以及相角满足同期条件，则发出合闸指令，合上K3（K4），此时柴油发电机组与电厂工作电源并联运行，进行柴油发电机组带载试验，试验完毕后手动断开K1

二．采用断路器和控制系统完成切换存在问题

1．安全问题

1）由于采用断路器进行联琐切换，其联琐切换功能的完成靠中间继电器、时间继电器、辅助接点等孤立器件完成，没有机械联琐，因此存在两个电源开关长期同时并联运行的风险，这样会引起：

a.当事故切换时如由于某种原因（比如继电器触点粘连），使正常电源侧开关未跳开，这会使保安电源通过工作电源开关反向工作段充电，由于保安电源设计并未考虑工作段上负荷，因此可能使保安柴油机过负荷造成柴油机跳闸，保安段失电而使发电厂主设备损坏。

b.如果长期两电源开关并联运行，保安段向工作段反送电，极易造成在工作段进行运行维护、检修人员的触电人身伤害事故。

c.当故障发生于从工作电段到保安段的工作电源进线开关之间这一段电缆上时，如工作电源开关未跳开，则此时将使柴油发电机投到故障上，无法运行，造成电厂主设备损坏。

2．可靠性问题

1）由于采用各种继电器等孤立器件完成切换，因此整个切换的可靠性取决各个孤立器件的可靠性。而其故障率为各孤立器件故障率之和。因此整个切换系统可靠性差。

2）由于由开关厂进行成套，切换系统由设计院设计，系统设计的正确与否只有在现场设备已安装完毕才能检验，因此对切换系统没有事先检验的步骤来保证。

3）各继电器的好坏完全取决于开关厂对外购产品的管理，而由于国内电器元件销售渠道很多，质量控制比较困难，因此外购各种继电器质量比较难于得到保证，很多工程都发生过由于某一个继电器出现问题而使重要辅机没能及时投入，造成电厂很大损失的情况。

4）即使对正规继电器生产厂家，对这种属于批量生产的继电器类产品也只是进行抽检。而对每一个产品的可靠性保证度也不高。从价值学的角度，要求对一个只有几百元的器件保证很高的可靠性也是不现实的。

5）由于是孤立器件，因此在现场设备安装完成前，是无法对切换系统进行试验的，所以谈不上切换系统的可靠性检验。

3．柴油机正常试验存在问题

1）由于新版厂用电技规颁布前，电厂柴油发电机组正常试验只是每月启动一次或两次，并不进行带载，但是2002年新版厂用电技规颁布后，要求保安电源系统装设同期继电器，即要求柴油发电机组正常试验必须带载。因此目前设计的保安电源系统接线中对柴油发电机组侧进线开关装设同期闭锁继电器，正常试验时通过同期开关使柴油发电机组与厂用电并联运行，进行带载试验。

2）由于柴油发电机组与电网并联运行，其出力完全由运行人员手动调节。因此试验过程操作复杂，容易造成柴油发电机组进相或失步运行故障。

3）为了使试验过程控制简化，需要对控制进行修改，既当合上柴油发电机组开关后，再将保安段工作电源开关跳掉，这样自然使柴油发电机组带载。但是这又会造成试验完毕后恢复保安段由厂用电供电的过程操作复杂，即对保安段工作电源开关也必须设置同期继电器和同期开关。造成整个柴油发电机组的带载试验过程复杂，增加发生人为失误的风险。

4.整个切换的过程时间较长

采用断路器接法，整个切换过程切换时间是T=t1＋t2

t1――――DCS命令触发时间

t2――――断路器本体动作时间

在经过多年的实践和技术分析之后，目前我们采用双电源开关可以解决以上几个问题：

其改进后某电厂的典型原理接线图如图二所示。保安PC段采用自动转换开关接线图

图例二

1）由于自动转换开关同时具有电气和机械闭锁，从根源上完全避免了两种电源长期并联运行的问题。

2）在事故切换过程中，切换开关通过机械联动机构首先断开工作电源，然后接通备用电源，不存在将柴油发电机组投入故障电缆的可能性。

3）当保安柴油发电机组试验时，通过切换开关所集成的控制装置，自动完成保安段由柴油发电机供电的切换，试验完毕后由切换开关自动完成保安段由厂用电供电的转换。试验操作简单，减少了人为错误的风险。

4）由于集成切换开关与控制器一体化，其试验在制造厂已经完成，装置可靠性有较大的保证。

5）可以节省三台进线断路器，节省一面开关柜，也可以一棵或两棵动力电缆。

目前ASCO 自动切换开关具备以下优点：

1） 开关具备同步相位捕捉功能，即很好的解决断路器同期问题。

2） 开关具备很强的短路电流耐受水平，远远高于断路器。

3） 开关切换时间很快是ms级别的切换，对于保安段的2000A的自动转换开关切换时间在120ms，在200A以下的自动转换开关切换时间小于50ms。这里的时间已经包括了开关本体动作时间和控制器同步相位侦测时间。 4）开关采用跟头闸原理，是电磁驱动机械闭锁的双电源转换开关，具备完好的机械闭锁功能。

三， 调试工作程序

3.1 开机前的检查

3.1.1 静态检查控制信号、系统电源、外部接线。

3.1.2 静态检查 ASCO 自动开关的功能。

3.1.3 检查蓄电池充电电源。

3.1.4 检查冷却水预热电源。

3.1.5 检查柴油发电机组及控制屏内外清洁、无杂物。

3.1.6 检查所有控制开关位置满足启动要求，检查柴油发电机出口断路器在断开位置。

3.1.7 启动前测量柴油发电机绝缘电阻，根据 GB50150-2006 规定应不低于

0.5MΩ。

3.1.8 机务检查：检查冷却水温控制、空气系统、燃油系统和润滑油系统设备正常，具备投运条件。

3.1.9 合上蓄电池充电电源，检查蓄电池电压应≥24V，接线柱应无电腐蚀现象，充电器在浮充位置。

3.1.10 检查柴油发电机润滑油油压正常，油位正常，必要时添加。

3.1.11 检查柴油发电机冷却水水位正常，必要时添加（冷却水水质为合格的工业水）。

3.1.12 检查室内燃油储油箱油量、油位正常。必要时添加。

3.1.13 检查机组无漏油、漏水现象，机内清洁无杂物，排气口及空气滤清器内清洁无杂物。

3.1.14 检查所有软管结合处是否松脱及磨损。

3.1.15 启动前应排净燃油系统空气。

3.1.16 保安系统所有断路器在分断位置，隔离刀开关在断开状态。

3.2 手动启停柴油发电机组

3.2.1 投入冷却水加热器

3.2.2 投入操作、报警、信号电源开关。

3.2.3 模拟柴油机起动电动百叶窗应能可靠打开，模拟停柴油机电动百叶窗应能可靠关闭。

3.2.4 就地手动启动柴油发电机组

将柴油发电机组控制柜上“机组工作方式选择”开关置“试验”位置，按下“启动”按钮，柴油发电机组正常启动，经数秒后柴油发电机以标定转速运转，柴油发电机开始建压。

3.2.5 调节柴油发电机组频率 在柴油发电机组控制柜内，调节频率在 50HZ 运行。

3.2.6 调节柴油发电机组电压

在柴油发电机组并车柜内，调节空载电压在 380V 运行。

3.2.7 检查相序

用相序指示器在柴油发电机组出口开关上检查，检查结果应与机组输出标志相符，与保安段工作电源进线相序一致。

3.2.8 检查控制屏上各指示装置的工作情况

在额定电压状态下，检查机组控制屏及控制面板上各测量仪表的指示是否符合要求，各信号装置是否工作正常。

3.2.9 柴油发电机组运行正常后确认下列各值：

转速 频率

润滑油压力 润滑油温度

冷却水温度 电 压

蓄电池充电电压 24V DC

燃油预过滤器—表的压差，应小于 0.3P.S.I

压缩空气系统在排除空气箱中的冷凝水后，压力降应不大于 1P.S.I

3.2.10 手动合柴油发电机组出口断路器

在柴油发电机组控制柜上按下“合闸”按钮，出口断路器合闸，合闸指示灯亮。

3.2.11 手动分柴油发电机组出口断路器

在柴油发电机组控制柜上按下“分闸”按钮，出口断路器分闸，分闸指示灯亮。

3.2.12 就地手动停止柴油发电机组

柴油发电机组出口断路器已断开，待柴油发电机组水、油温度降至 70℃以

下后，按下控制柜上 “停止”按钮可使柴油发电机组停机。

3.3 远方启动柴油发电机组

将柴油发电机组控制柜上“工作方式选择”开关置“自动”位置，由 DCS 控制台远方紧急启动按钮启动柴油发电机组。

柴油发电机组启动后应工作正常，运行稳定，就地及远方信号指示正确。

3.4 保安系统联锁试验（以图二为例，柴发的联锁试验是我们的重点项目）

3.4.1 0.4kV 保安 7A 段失压柴油发电机组自动投入试验

3.4.1.1 柴油发电机组启动

1) 试验前保安负荷为正常工作模式，即 0.4kV 保安 7A 段由 0.4kV 锅炉 7A

段供电 。做好事故预想，将保安段重要负荷切换至 0.4kV 保安 7B 段。

2) 在 0.4kV 保安 7A 段正常运行的条件下，柴油发电机组控制柜“工作方式选