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摘要：柴油发电机在发电厂中有非常重要的作用，保证其正常运行意义举足轻重。本文针对运行中出现的问题展开探讨并分析了解决办法，具有现场指导意义。
关键词：柴油发电机；保安；合闸
某电厂2台机组，每台机组设置一套额定功率1320kW的柴油发电机组和一段柴油发电机配电盘作为事故保安PC段，下设400V汽机保安MCCA（B）段、锅炉保安MCCA（B）段、事故照明MCC保安段、脱硫保安MCC段，以保证在厂用电源消失情况下，各种重要负荷的用电。
该柴油发电机组为英国威尔信生产的无刷、自励磁、自散热、同步型柴油发电机组。在厂用电失去情况下，能够自动启动，接到启动指令后在10秒内一次启动成功。机组自启动成功后，能保证在12小时内额定负载持续运行。作为保安电源，柴油发电机机起着在市电失去的情况下安全停机的作用，重要性无需赘言。电厂两台柴油机自投运以来受不可避免的发生了一些问题，究其根本原因，还在于柴油发电机本身存在的设计缺陷和一些不完善、不合理的地方。这就更要求我们在运行中深入了解柴油发电机设计理念、逻辑，避开运行操作中容易出错的地方。在事故中能快速处理所遇到的故障，使柴油机真正达到“保安”的作用。
1、柴油发电机出口K0开关的问题及操作注意事项
柴油发电机出口K0开关的控制方式有两种：自动和手动。当K0开关在“自动”位，柴发正常启动，电压高于低压脱扣值，经设定延时后自动合出口开关 K0。当K0开关在“手动”位，则接受柴发PLC指令合闸。柴油发电机正常启动后，待出口电压、转速达到额定值，检测各保安MCC备用电源开关均在分闸状态，且保安PC段母线无压后，PLC发指令，合上K0开关。以上是K0开关的合闸逻辑，分闸逻辑则不同。不管K0开关是在“手动”还是“自动”，均能接受柴发PLC指令分闸。所以才会在定期试验中出现K0开关在“自动”位，柴油发电机切至“测试”位，K0开关先合闸后分闸的现象。原因就是在“测试”位的逻辑设定为只检测柴油发电机的状态，而不检测保安PC。所以K0开关在柴油发电机启动后“自动”合闸，而PLC又发指令使其跳开。当K0开关在“手动”位，柴油发电机就地操作方式把手置“自动”位，由DCS远方启动，柴油发电机正常启动，手动合闸K0后，保安PC母线带电正常。保安段失压与DCS远方启动方式相同，所以如果仅测试柴油发电机本体，可在就地控制柜将操作方式把手置“测试”位启动。检查柴油发电机启动情况，K0不合，保安PC母线不带电压。如果要检验保安PC母线带电情况，可在就地控制柜将操作方式把手置“自动”位，DCS远方启动。柴油发电机正常启动，自动或手动合出口开关K0（视K0控制方式把手位置而定），如果要检验保安PC母线带电情况，还可在就地柴发控制柜将操作方式把手置“运行”。柴油发电机正常启动，自动或手动合出口开关K0（视K0控制方式把手位置而定）。另外，K0开关与普通“分励脱扣”的开关不同，采用的是“失压脱扣”。所以当控制保险熔断后，K0开关将自动分闸，而更换保险所需时间较长，这在一定程度上也给保安段供电造成了隐患，可以将控制保险改为微动开关。这样空开断开后，可以马上手动合上，缩短保安段停电时间。另外，K0开关无机械合闸功能，其合闸采用的是柴发出口220伏交流供电的合闸线圈。所以，只有柴发启动后，K0开关才能合闸。如果合不上，则要检测合闸回路是否断开，开关储能是否良好。
2、柴发自动联启逻辑的问题及操作注意事项
现自启动逻辑中，保安段失压时，只有各进线开关状态明确（分闸）送至柴发控制装置，柴发才会自启动，否则会因有其中某一段进线开关状态不明确导致柴发闭锁启动，从而使其他正常保安段也失去备用。厂商认为如果是保安段检修造成的进线开关状态不明确，开关又恰好处于合闸状态，此时柴发自动联启带载则直接送电至检修保安段，将导致更严重的事故发生。厂家的考虑可以说有一定的道理，但是实际情况是，开关状态是否明确从DCS或柴油发电机PLC上都无法判断，只能去就地检查每一个开关。即使这样，也不能排除开关信号断线或松动的可能，而此种情况是运行人员无法判断的。所以在这种情况下，只能从运行操作本身的角度加以注意。注意检查各保安段进线开关控制电源小空开，确保其处于合闸状态；如果一段保安检修，其进线开关只能摇至试验位，不能摇至检修位，否则二次回路断开将导致进线开关状态不明确；进线开关操作完毕后，一定要将操作手柄按照指示复位，否则将导致开关状态不明确。
3、柴发回并网中的问题及操作注意事项
在进行柴发带载试验时，需要将柴发控制方式切至“运行”位。若此时发生市电侧开关故障跳闸，根据厂家逻辑，柴发只有处于“自动”位时，才可进行同期回并，因此，柴发将无法进行同期回并。如果将柴发控制方式切至“自动”，则备用进线开关首先跳闸，也无法完成同期回并。由此造成的保安段短时失电，给运行带来风险。电厂已发生过由于柴发带载试验导致保安PC向PC段返电，造成PC至保安段馈线开关过载跳闸的事故。目前的应对措施是：少做或不做柴发带载试验；限定柴发带载试验时的出力在较低水平（100kW）；带载试验前检查保安段负荷大于100kW。如果带载试验造成进线开关跳闸，可通过DCS上的“恢复操作”按钮进行市电恢复。但此按钮也是“先断后合”，只是缩短了手动操作的时间，保安段仍会短时失电。
4、柴发PLC失电后启动的问题及操作注意事项
威尔信柴油发电机组采用WOODWARD公司的6301控制器对柴油发电机组及并网系统进行控制。采用施耐德 Modicon M340 系列 PLC为辅助控制及数据处理中心，能实现自动状态下的市电失压启机带载、市电回并操作、手动状态下的正并操作和手动空载测试操作。PLC由UPS供电，6301控制器由蓄电池供电。柴发停机时由锅炉MCCB段为蓄电池充电，柴发启动后由柴发自带的充电机为其充电。蓄电池还为柴发启动马达供电，在启动转速达到450转/分时，自动断开启动马达，由飞轮的惯性保持盘车状态，直至柴发启动。
柴油发电机在“自动”位要接受PLC的自启动信号，才能自动联启。如果PLC失电，则即使保安段失压也无法自动启动，更无法实现保安段的电源切换。如果此时柴发已经自动联启，PLC失电也会导致其失去自启动信号而自动停机。所以，柴发PLC失电后，要将柴发控制方式切至“运行”位，通过电动操作合上K0开关，手动切换保安段电源，切换方式应采用“先断工作进线，后合备用进线”的方式。柴油发电机PLC电源由机组#2UPS供电，而#2UPS主路电源由汽机保安MCCB段供电。因此，手动切换时应首先切换汽机保安MCCB段电源，使#2UPS主路电源恢复，从而尽快恢复柴油发电机PLC供电。柴油发电机PLC的自动切换逻辑是先切换汽机保安MCCA段，后切换汽机保安MCCB段。在一次全厂失电事件中，#1发电机出口开关2201跳闸后，起备变失电，即厂用电备用电源失去。柴油发电机检测母线失压自启，并依PLC设定逻辑顺序，优先切换1号机汽机保安MCCA段母线成功。此时1号机汽机保安MCCB段还未切，因启动多台直流油泵，把动力直流母线电压拉低，造成1号机组#2UPS因直流电压低保护闭锁，逆变器跳闸，从而导致失电。故1号柴油机因PLC电源失电而保护自动停机，柴油发电机停机后，本已切换成功的1号机汽机保安MCCA段再次失电，从而导致全厂交流厂用电全部中断。可见，如果PLC切换逻辑是先切换汽机保安MCCB段，后切换汽机保安MCCA段，则应能避免本次全厂失电事故。
以上针对柴油发电机在实际运行过程中出现的问题进行了探讨，基于柴油发电机的重要性，要求我们必须充分了解和熟练掌握，才能在正常运行中避免事故的发生和在事故中进行正确的应急处置。
论文作者:卢 林
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年第02期
论文发表时间:2019/6/17
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