发电厂柴油发电机组有载试验风险预控与实施

发电厂柴油发电机组有载试验风险预控与实施
【摘 要】一般火电机组都配备有快速启动的柴油发电机组作为交流事故保
安电源。定期空载试验与有载试验有利于柴油机发电机组的保养和检查，而并网
有载试验是有风险。经过分析，采取措施将各因素试验的风险得到控制，有载试
验成为有效检验设备系统的常规定期工作。

【关键词】保安段电源；柴油发电机组；有载试验
1.柴油发电机组在电厂的使用
电厂保安段电源非常重要，很多重要的负荷都接在保安段电源。在厂用电事
故情况下，例如主变或发电机因故障突然跳机，厂用电切换到备用电源失败，都
会造成电厂失电无法正常停机而引发重大事故。为保证机组安全停机，避免大轴
弯曲等事故，一般火电机组都配备有快速启动的柴油发电机组作为交流事故保安
电源。

以某厂为例，保安段接线方式如图1。每台机组装设的柴油机组型号为
FPM1108的柴油发电机组，功率为1000KW，该柴油发电机组主要组成为Perkins
（劳斯莱斯）的4012TWG2型柴油机（配置GT82控制器）和中美合资上海马
拉松公司（Marathon）的MX-1030-4型发电机（配置PMG励磁装置，具有快速
反应的永磁无刷励磁系统），出口开关有配有同期装置。每台机组设有两段保安
PC段，两台机组的快速柴油机组在保安C段设有紧急联络开关。正常运行时，
保安A段由锅炉B段供电，汽机A段作备用电源。[1]保安B段由锅炉A段供
电，汽机B段作备用电源。当保安段母线电压低至25%UN或失去电压状态时，
柴油发电机组自启动。当保安段母线电压降低到上述值时，经0～10秒（可调）
故障确认后，通过保安段母线低电压保护联动机组自启动，合发电机馈线开关
K0。当厂用交流电源恢复时，保安段自动恢复由380V锅炉PC段或汽机PC段
供电，在倒换过程中应采用瞬间停电的方法，严禁采用并列倒换。

2.有载试验的必要性
柴油发电机作为最后一个保障，在事故情况下正常启动至关重要。绝大多数
时间柴油发电机组处于备用状态，一旦停电，就要求发电机组立即启动供电，否
则备用机组将失去它的意义。实践证明，加强日常维护检测是可以有效避免事故
发生。许多严重故障以及事故的发生，往往由于小的维护疏忽引起的，只有建立
完善的维护保养规程，定期规范地对发电机组进行保养维护检测，有备才能无患，
未雨绸缪才能防范与未然。为确保安全，电厂规程一般会规定柴油发电机应该做
空载试验及有载（带负荷）试验的周期。实际上，空载试验发现了不少问题，并
及时得到了妥善的处理，减少了事故隐患；但带负荷试验因为种种原因经常没有
得到有效实施，这对柴油机的保养和维护都是不利的。

[2]在有载试验过程中发现问题有：a.机组长时间轻载运行，导致喷油器积碳
严重，时间久了就会堵塞喷油孔；b.机组进风量不足，房间温升大，影响了机组
功率输出；c.柴油发电机组接线端线路有老化，端头生锈，接线松动的现象，有
的问题导致报警不动作，有的导致不能启动运行；d.加热器的水管老化；e.启动
蓄电池老化；f.因接线或操作原因K0开关不能正常合闸；g.柴油管道积空气，进
油不畅导致机组不能正常启动等等。

因此，柴油发电机组定期做有载试验是非常必要的。
3.试验风险预控
柴油发电机组有载试验涉及到保安段的并列运行，存在非同期合闸等重大事
故隐患，可能会380V系统及其他设备造成严重损坏，具有一定的风险。对出现
的主要风险及预防措施有：

a.防止非同期并列：试验过程中产生冲击，导致380V系统跳闸。试验前做
好核相工作，并确保同步装置工作正常，减少并列冲击。

b.柴油发电机组有可能出现故障导致试验不能进行：出现设备重大故障时，
应检查KO开关跳闸，机组停止运转并仪表盘报警。若没有跳闸，则应立即按下
“紧急停止”按钮，紧急停机。试验停止，待检查故障原因并消除后再决定是否继
续进行试验。

c.防止走错间隔：设备的标志要齐全。严格执行监护制度，严格进行操作票
制度，核对设备名称及编号。正确使用安全钥匙，不得随意解锁。

d.防止事故扩大：试验前通知环化、热工及计算机中心，将与保安电源有关
的关键用户尽量转移。试验结束后，尽快恢复。

在停机过程中必须保证的用户负荷为保安重要负荷，柴油发电机的设计容量
应该满足提供使机组安全停运的重要设备使用的要求。在完全失去6KV厂用电
的紧急事故情况下，可以迅速把保安段其它负荷拉开，只剩以下表2中负荷。由
上表1及表2可以看出，柴油发电机的设计容量足够提供使机组安全停运的重要
设备使用。有载试验必须是在对所带负荷进行合理、科学的选取后进行。确认不
会影响到现场设备的健康，不会影响检修工作的开展，不会影响到邻机的运行。
在未进行过试验或设备更新后未试验的厂，首次试验在主机停机或启机前做是比
较合适。这样即使在试验过程中产生冲击，使一段保安段失电，甚至是保安段进
线开关失灵情况下导致锅炉段或汽机段跳闸情况发生，停运机组不会受较大影
响。每一台机组首次试验成功后，同台机组再做正常运行情况下的试验。

4.试验过程
做有载试验中，先手动合上保安任一段开关（优先考虑B段K2开关），启
动柴油发电机组，调整柴油发电机电压比保安B段电压高5%，频率高0.1Hz左
右，使用同步装置将K0自动合闸并网，小幅度调整使其出力慢慢增加至持续功
率值，并严密监视就地及CRT表计参数，检查无异常后合上保安另一段开关（A
段K1开关），试验过程中各项指标特别是功率及电流不超过额定值。运行到规
定时间（20分钟）后，再慢慢调小出力，直至功率为0，分开K1、K2开关，检
查试验保安段运行正常后，分闸KO开关，停运柴油发电机。每个电厂柴油机带
负荷试验应该有完整齐全的操作票，试验过程应严格按票操作进行。为了确保机
组安全和试验的顺利进行，分两种情况进行：

4.1首次试验
在停机情况下，做柴油发电机与保安段带电（即厂网380V）并列试验，应
先检验柴油发电机同期装置及其各保护的可靠性。

具体步骤为：拉开柴油发电机出口开关KO至试验位，启动柴油发电机，合
上K1或K2开关，人工核相确认后，让电气人员短接K0在工作位信号再做假
同期试验。经校验一致，确认同期装置及保护无误后，停运柴油发电机，把KO
开关送到工作位，按票操作，实现柴油发电机与厂网380V并列运行。然后慢慢
提高柴油发电机的出力，检验柴油发电机组带载稳定运行能力。

4.2机组运行时的正常试验
考虑选择保安B段作为第一并列运行对象，因为A段负荷有A磨、B磨、
C磨油泵，其中A磨具有微油模式是锅炉运行中稳燃的屏障。万一试验过程中，
保安B段失电，机组仍可在300MW机一下负荷运行，避免机组非停。待柴油发
电机与保安段并列运行正常后再将保安A段并列。

万一在试验期间发生非厂用电全停的机组跳闸事故，则应立即停止试验，保
证保安A段、保安B段正常工作，因为盘车电机、空预器电机等重要负荷在保
安B段，机组安全停运所需的设备的电源要得到保证。

以该厂正常试验为例，并网时系统无冲击，各参数平稳，保安A、B段与C
段并列后带650KW负荷，系统各参数为表3所示。

5.结论
并网有载试验有利于柴油发电机组的维护、保养和保安电源系统的检查。对
过程风险采取防范措施后，有载试验可以安全实施，而且是必要、有效的，应列
为检验设备系统的常规定期工作。有载试验定期进行，规范的操作训练，可以锻
炼值班员对柴油发电机组的动手操作能力，对于紧急事故处理有益。

【参考文献】
[1]600MW超临界压力燃煤发电机组.辅机及公共系统运行规程，2010-01-01.
[2]柴油发电机组的带载测试的必要性.北京新菱恒信电器有限公司，2009，
6.
[3]FPM系列柴油发电机组安装使用维护手册.深圳市富电康柴油发电机有限
公司，2005，05.