（大唐华银金竹山火力发电分公司 湖南省冷水江市 417505）
摘要：事故保安柴油发电机组是在发电机紧急解列事故处理过程中当高压厂用电快速切换至启备电源失败后，保证机组安全停机的重要保安设备。某大型火电厂（3×600MW）的3台机组事故保安柴油发电机组采用了进口劳斯莱斯柴油发动机，与其配套的发电机和控制系统为英国威尔逊公司的产品。自投产以来多次出现在启动试验过程中启动失败的现象，严重威胁火电厂机组的安全。本文通过对柴油发电机组的运行情况跟踪调查分析，找出了引起柴油发电机组启动可靠性低的主要、次要原因，总结及提出解决问题的方法，为提高大型火电厂事故保安电源系统的可靠性改进及低压厂用电系统的汽机、锅炉保安段负荷继电保护整定计算提供借鉴及参考。
关键词：柴油发电机组 启动 可靠性
1 存在的问题及原因分析
1.1 事故保安柴油发电机组系统启动可靠性低的主要问题
1.1.1 蓄电池组长期浮充不足。柴油机组在启动时，由机组的启动蓄电池组供电使启动电动机转动，带动机组转轴转动使柴油机汽缸活塞运动，让汽缸内的油气混合气体爆燃而带动活塞做功。柴油机启动转动正常后，柴油机组控制系统断开启动开关，退出启动电动机。由于启动蓄电池组长期浮充不足导致容量降低使直流电动机不能有效带动机组转轴转动，致使启动失败。
图一柴油机启动蓄电池组 图二事故保安PC段配电室
造成启动蓄电池组长期浮充不足的原因是柴油机组控制箱内的整流开关电源容量过小，其平时除供给蓄电池组浮充电流外还提供控制系统操作电源，浮充电流过小。
1.1.2 柴油机启动后初始阶段的带负荷能力与电气负荷容量配合存在问题。根据柴油机制造商提供的技术参数，从柴油机冷态启动到带额定负荷需要15秒。实际测试柴油机从启动开始建压到主出口断路器合闸、保安PC段（如图二）电压恢复需要12秒。在保安MCC失压12秒后，其所接转动机械负荷惰行已消失。如果全部取消这些负荷开关及其保护的失压跳闸功能，则在柴油机主出口断路器合闸时柴油机组将带上保安段全部负荷的启动功率，此功率值远远大于柴油机组的额定功率，即使柴油机成功启动也会在主断路器合闸后因瞬时过负荷冲击而停运。
但如果不取消负荷的失压脱扣功能，则当汽机、锅炉保安电源失压后，部分负荷的断路器及大量通过马达控制器控制的转动机械因失压而跳开，当柴油机启动12秒建压后，保安电源PC及MCC母线电压恢复，但大量的具有失压脱扣功能的负荷就必须由运行人员手动投入，从而大大延长了重要负荷的恢复时间。
1.2 产生上述主要问题的原因分析
1.2.1运行日常维护工作欠缺
现运行定期工作中柴油机组的远方启动试验为每星期启动1次。根据与运行人员的沟通了解到，每次启动时只要启动成功就马上停止运行，不能实现柴油机组启动后由机组本体的直流发电机对蓄电池组的启动损失容量的补充，加上平时浮充电流过小，其浮充电流大小与蓄电池组容量不匹配，使得蓄电池组容量得不到及时补充。
1.2.2 设备检修维护手段欠缺
设备投运初期，相关专业人员对柴油机组启动蓄电池单体电压的跟踪监测没引起重视。经检测，柴油机组启动蓄电池组蓄电池单体电压 12.49、12.08、12.15、12.42V，单体电压差异较大，不排除蓄电池极板存在硫化的可能。柴油机组动力机械部分缺少专业的维护保养，柴油机组启动后其排烟尾气浓度较浓，冷机启动时其缸体内油气混合气体过浓。同时，也存在机械部分保养状况不良导致启动困难的因素。
图四柴油机组外挂的高性能24V直流稳压电源
2 解决事故保安柴油发电机组系统启动可靠性低的主要方法
2.1 引起启动成功率低的主要原因解决措施
2.1.1 取消原柴油机组控制柜内的开关整流电源，每台机组单独外挂一台性能可靠、品质优良、功率足够的24V整流稳压电源（如图四），能满足蓄电池组浮充及定期均充要求，从根本上解决启动蓄电池组长期浮充不足的问题。现在采取的措施是在柴油机组控制柜上分别外挂了高性能24V直流稳压电源，额定输出电压27V，最大输出电流设定在20A，保证蓄电池组的可靠浮充充电及自动均充电流要求。改造后，柴油机组经远多次方冷启动试验均成功，成功率 100%。
2. 1.2 针对柴油机启动后初始阶段的带负荷能力与电气负荷容量配合存在的问题。柴油机性能显示在启动15秒后可可靠带满负荷。根据此特性，将负荷分为三类，A类：不带失压脱扣功能的重要负荷，在柴油机启动12秒母线建压后立即恢复，如：锅炉保安段的火检冷却风机、空预器主辅电机、汽机保安段的润滑油泵、主厂房电梯等负荷。B类：由马达控制器控制的重要低压厂用负荷。投入马达控制器的失压重启功能，在母线失压后15秒后，母线电压恢复，失压重启动延时自动投入，如磨煤机、引风机、送风机等总要辅机油站油泵电机等负荷。C类：母线电压重新恢复后由手动恢复的负荷，如：110V、220V直流系统充电电源、厂用UPS交流电源进线等。特别重要的辅机油泵在保安段失压后会相应连锁启动直流油泵。
使柴油机启动后在保证能稳定运行的前提下带尽量多的负荷，负荷有序的增加，保证了柴油机启动后初期运行的可靠性。
2.2 引起启动成功率低的次要原因解决办法建议
2.2.1 在运行部门定期工作中柴油机组的远方启动试验改为1星期启动2次，每次运行10分钟。这样便于及早发现问题，降低柴油机组事故启动失败的概率。
2.2.2 利用机组大修发电机机组停运机会对柴油机组启动蓄电池组进行充放电试验，以激活电极板。同时，加强对蓄电池单体电压的巡视检查并按规定作好记录，及时跟踪掌握蓄电池组的设备健康水平。
2.2.4 在发电机组机组大修时请专业技术人员对柴油机组机械动力部分进行全面的保养维护。
3 实施效果
实践证明，通过采取对柴油机组外挂充电装置、启动负荷的控制器相关整定参数的调整及机械部分的可靠保养等有效措施，有效解决了事故保安柴油机组事故启动能力不高的问题，保证了紧急事故情况下事故保安电源系统的可靠性，确保大型火力发电机组设备运行安全。
作者简介
陈述平 女 41岁，大学专科，汉族，电气助理工程师，长期从事大型火力发电厂集控运行及维护管理工作。
论文作者:陈述平
论文发表刊物:《电力设备》2017年第19期
论文发表时间:2017/11/21
标签：机组论文; 负荷论文; 柴油论文; 蓄电池论文; 保安论文; 柴油机论文; 事故论文; 《电力设备》2017年第19期论文;