关键词：柴油发电机；柴发；保安电源
1引言
现代大型发电机组保安电源系统的后备电源大多使用柴油发电机，作为机组厂用电系统的最后一道屏障，柴油发电机在电厂安全运行中的重要性不言而喻。
两台1000MW机组均采用美国康明斯的QSK60-G8型柴油机和斯坦福的P1734G型发电机共同组成柴油发电机组。其参数如下表所示：
表1
柴油发电机采用电子调速器来自动跟踪负载的变化，精确调整油门的大小，以实现转速目标设定值的稳定，和普通机械式调速器相比，电子调速精度有很大提高，可满足电厂负载对供电频率的要求。
发电机为PMG永磁无刷发电机，和普通自励无刷发电机不同，励磁电源独立取自同轴的PMG永磁机，不受输出电压和波形的影响；装备的自动电压调节器，及时采样电压信号，依据负载量的变化，自动调整励磁电压的大小，实现闭环调节输出电压值。
2 保安电源系统一次回路以及正常运行方式
正常运行时，一台机组的#1保安段、#2保安段分别由本机组的#1、#2保安变供电，工132（#1保安变次级开关）、工134开关（#2保安变次级开关）、工1301（#1/#2保安段联络闸刀）、保1321、保1341闸刀在“合闸”位置，工130、保132、保134、保130开关在热备用状态，柴油发电机处于“遥控”热备用状态，一次系统图如图1所示：
图1
3 柴发控制系统介绍
3.1立柜控制屏：
立柜控制屏共有三面,对机组正常的控制、全面的保护、电源的输出分配及与相邻柴发的联络等功能全部由立柜控制屏完成。
3.2面板上的设备介绍如下：
仪表有：交流电压表，显示机组输出的电压；交流电流表，显示机组输出的总电流；频率表，显示机组发电的频率；有功功率表，显示机组发电输出的有功功率；功率因素表，显示机组发电输出的功率因素；加载/减载表，显示机组电与待并市电间的同步状况；机组综合控制液晶屏，具有显示机组发电的综合电量参数、故障保护与报警显示、运行状态显示、并网运行的自动控制等功能。
控制开关有电压选择开关、电流选择开关、运行模式选择开关、并网运行控制开关、同步显示开关；按钮有柴发启动按钮、柴发停机按钮、保130合闸按钮、保130分闸按钮、柴发紧急停机按钮、故障复位按钮、蜂鸣器测试按钮、报警消音小开关。
对以下几个开关着重介绍一下：
并网运行控制开关：有A+、A-、B+、B-、OFF几个位置，A+表示柴发与保安甲段并网加载，柴发将根据母线上负荷自动加载；A-表示柴发与保安甲段减载退网。相应地，B+、B-适用于保安乙段。
同步显示开关：有A1、A0、B1、B0、OFF几个位置，切至A1位置时柴发出口电压选择保安变次级工132开关上桩头电压进行同期情况监视；A0位置表示柴发出口与保安甲段母线电压进行同期监视；B1、B0分别表示柴发出口选择保安变次级工134开关上桩头电压及保安乙段母线电压进行同期情况监视。
在柴发立柜的两个保安段面板上，还有个保安段运行方式选择开关，有“运行”、“检修”两个位置可供选择，正常置“运行”位置，若保安段母线需要检修，在拉开保安变次级开关之前，须将此开关切至“检修”位置，以强制柴发PLC的逻辑停止运作，使联络开关及柴油发电机不再联动。
3.3机旁控制箱：
机旁控制箱用于柴油发电机组运行中的一些就地参数监视和报警，手动模式下可直接在机旁控制箱启停机组。
控制柜上的设备有：柴油机冷却水温度表、柴油机机油温度表、机油压力表、直流电压表、机组控制器、机组模式选择开关（AUTO自动/OFF/MAN手动）、水加热及发电机绕组加热控制旋钮、紧急停机按钮。
在机组静止状态下，持续按下停机按钮10秒钟，则可以查看到以下参数：机组频率、柴油机转速、油压、水温、电池电压、机组运行小时数、报警状态。松下按钮，则液晶会停留在那个参数显示内容上，直到再次按下为止；最终液晶会显示READY字符，进入准备启动状态。所有的参数均为静态显示，不自动进行动态刷新。
4 柴油发电机冷却水及蓄电池：
4.1关于柴油发电机冷却水
柴油发电机的冷却水用于在其运行中冷却润滑油。柴油机运转后的带载能力，受柴油机内部机械传动效率的影响，冷却水温低，包裹在水道内的润滑油不能在柴油机的内部机械运动的内壁上形成有效的润滑油膜，导致运动受阻，影响柴油机的迅速带额定载；而且冷态时启动柴油机，由于汽缸温度低、间隙小，可能导致摩擦增大而损坏汽缸。但如果水温偏高，容易使接头处的耐温橡皮管开裂，平时不易发现，一旦柴油机启动后冷却水有了压力就会泄漏。柴油机冷却水温控仪设计温度为20℃—45℃。
4.2关于柴油发电机蓄电池
柴油发电机的启动蓄电池为每组2个12V/200Ah的铅酸蓄电池串联，4组并联共24V/800Ah使用，用于机组启动时柴油高压喷射泵的供电。
图2
如图所示，图2中1BAC为起动蓄电池充电器，其交流220V电源（即B2、C2端子）取自立柜控制屏内的“柴发辅助电源输入开关”的B、C相，图中F10即立柜控制屏内的“蓄电池电源开关”。
处于热备用状态的柴油机，其启动蓄电池的电压必须大于24V，否则会造成柴油喷射泵转速过低,柴油机启动失败。另有一套控制蓄电池，用于保证柴油发电机PLC控制系统的供电，采用2个12V/65Ah的铅酸蓄电池串联。
图3
如图3所示，图中2BAC即为控制用蓄电池充电器，其220V电源也是取自立柜控制屏内的“柴发辅助电源输入开关”的B、C相；图中BATT为蓄电池组，安装于柴发小室立柜控制屏下柜；F9即立柜控制屏内的“PLC电源开关”；DR32为充电器故障信号；dr55为机组综合故障接点，PB7和PB0分别为报警消音小开关和蜂鸣器测试按钮。图中81、87端子是蓄电池24V输出端，对所有变送器、PLC模块、同期装置、差动继电器等重要的24V设备直接供电。
参考文献：
[1]《1000MW超超临界机组运行培训教材（电气分册）》.2010.01
[2] 哈尔滨理工大学 汤蕴璆、史乃 《电机学》 1999.04
[3] 《七期电气规程》（调试版） 2010.12
论文作者:姚梦斐
论文发表刊物:《中国电业》2019年16期
论文发表时间:2019/11/29
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