（中国电建集团湖北工程有限公司 湖北武汉 430040）
摘要：中泰化学电石一期建设规模为4×150MW供热机组，作为机组主体施工方，在施工过程中发现在附近无老厂备用电源引入的情况下，本期工程四台机组并未设计柴油机组作为保安电源，给机组的安全运行埋下隐患。本文简单介绍了电厂保安电源的设置、接线及柴油发电机在电厂保安系统的应用。
关键词：电厂保安电源；柴油发电机组
1 引言
电厂保安电源是指当出现全厂停电时，为了保证汽轮机组顺利停机，保证重要系统能够运行，不至于损坏设备而设置的电源。事故保安电源包括直流交流两种。其中直流事故的保安电源采用的是蓄电池，可以为直流润滑油泵等一些事故保安负荷供电；交流事故保安电源适合采用可以快速自启动的柴油发电机组，在全厂停电的时候确保顶轴油泵、交流润滑油泵、盘车及其他的交流事故保安负荷的电源供给。保安电源的选择决定着整个保安电源系统的可靠性。
2 常用交流保安电源原则、设置方式
2.1机组交流事故保安电源原则
（一） 独立性强。保安电源和机组以及其电厂用的系统保持相对的独立并且不受到相互的干扰。
（二）可靠性高。保安电源的设备以及配电故障几率比较低，投入成功率较高。
（三）电能质量满足要求。设备在正常运行状态与负荷启动情况下的电压，其频率都可以满足电厂用电的要求。
2.2机组交流事故保安电源系统设置方式
目前国内的机组交流事故保安电源大致有以下两种接线方式。
（一）外接电源的引线方式及可靠性分析。外接电源是指利用外部电源设置为保安电源。扩建电厂利用老厂厂用电引接电源作为交流事故保安电源情况比较多，采用这种保安电源形式主要是依赖于新老厂之间距离及其供电的可靠性。由于其设置简单、施工简便、投资较少、电厂机组的数目较多、维护管理的工作量较小、可靠性较高，在大多数事故停机时可以起到保安的作用。
（二）专用柴油发电机组及可靠性分析。目前电厂中应用广泛的一种交流事故保安电源方式是专用柴油发电机组，国内已经运转的或正在安装和正在设计中 300MW及以上的机组交流保安电源基本上都是这种方式。这种保安电源设置方式最大优点是运行的时候外界电网不能够干扰，独立性较强，这样不论什么情况导致的停机事故, 机组安全都可以得到保证。柴油发电机组的容量等级较多，容量较大，可开机运行并持续供电时间长，其供电的可靠性高。
3 带柴油发电机的保安电源接线方式
通常，由于保安段所带负荷均为保机组安全运行和保主要设备的重要负荷，一般需要全部投入。因此，保安段电源一般都采用单母线接线。常用单母线接线方式见以下示意图：
图（a）接线方式，柴油发电机组有两个作用，即作为保安电源母线的备用电源和保安电源。本方式的主要缺点为：当保安段PC 为暗备用时，若出现一段母线的PC电缆故障，而发电机并没有失去厂用电时，柴油机组会起动，此时事故段PC 就不再有备用电源了，这种方式的可靠性较差。图（ b）接线方式，较好地解决了非机组失去厂用电时柴油机组的不必要启动，通过增加备用工作进线，在非机组失电时两个工作电源互相切换，使保安电源的可靠性和灵活性大大提高。图( c) 接线方式，采用了保安变压器、柴油机组和备用PC 供电的方式为保安段PC 供电，其中柴油机组和保安变电源作为备用。显然，单台变压器供电的可靠性，要比还带有其它多种负荷的机组PC供电的可靠性高，这一方案提高了保安段PC 正常供电的可靠性。随着发电机组单机容量的不断增大，图( c) 接线方式在大机组保安电源系统得到广泛应用。
4 柴油发电机的技术要求
4.1 自起动功能
柴油发电机组必须保证在火电厂的全厂停电事故中，能快速自起动带载运行。
4.2带负载稳定运行功能
（一）柴油发电机组自起动成功后，保安负荷分级投入，机组按设置的自动顺序合闸。
（二）机组在功率因数为0．8的额定负载下及每隔12 h的稳定运行中，允许有累计1 h的1．1倍过载运行；发电机允许20 s的2倍过载运行。
（三）整套柴油发电机组能满足容量不小于0．2倍柴油发电机组额定容量的四极笼型异步电动机全电压直接起动。
4.3自动调节功能
（一）柴油发电机组的空载电压整定范围为95％Ue～105％Ue，线电压波形正弦畸变率不大于±2％。
（二）柴油发电机组在空载状态，突加功率因数≤0．4(滞后)、稳定容量为0．2 Pe的三相对称负载或在已带80％Pe的稳定负载再突加上述负载时，母线电压0．2 s后不低于85％Ue。突减额定容量为O．2 Pe的负载时，柴油发电机组升速不超过额定转速的lO％。
（三）柴油发电机组空载额定电压时的正弦电压波形畸变率不大于5％。柴油发电机组在一定的三相对称负载下，在其中任一相加上25％的额定相功率的电阻性负载，应能正常工作。发电机线电压最大值(或最小值)与三相线电压平均值相差不超过三相线电压平均值的5％。柴油发电机组各部分温升不超过额定运行工况下的水平。
4.4自动控制功能
柴油发电机组属无人值守电站，其控制系统功能有：保安段母线电压自动连续监测；自动程序起动，远方起动，就地手动起动；运行状态的柴油发电机组具备自动检测、监视、报警、保护功能。
4.5模拟试验功能
柴油发电机组在备用状态时，切换开关在模拟位置时，模拟保安段母线电压低至25％Ue或失压状态，能按设定时间快速自起动运行试验，试验中不切换负荷。切换开关在工作位置时，当保安段电压降低至25％Ue时能快速切换带负荷。
5 柴油发电机调试和试运行
为了确保厂用电失去时柴油发电机能快速及成功启动，柴油发电机投入试运行前，都要经过调试、试运行阶段，以检验机组的各项功能、性能和运行参数。较为常用的手段就是定期做空负荷启动试验、机组检修后进行厂用电的联动试验。
5.1柴油发电机组带负荷试验及磨合
一般情况下柴油发电机组调试都要模拟就地起、停柴油机，远方起、停柴油机和远方紧急起动柴油机，起动后分别模拟润滑油压力低、润滑油温度高、冷却水温度高、超速等重要的故障保护停机功能，检查、试验所有的信号及报警点，以确认柴油机系统的安全保护功能正 常。确认系统一切正常后，在投入运行前要按照产品技术说明书的要求进行磨合，使运动机件表面更光洁，以延长柴油机的使用寿命。对长期停放的柴油机组，在投运前也要进行磨合。为了保证磨合的质量，应遵循转速逐步提高、负荷逐步增加、润滑油由稀到稠的原则进行磨合。
5.2 柴油发电机组带满负荷后的试验
完成柴油发电机运转的初步试验及从空载经过逐级加负荷磨合后，要进行到满负荷、超负荷运行试验。在带负荷运转一定时间后，进行突加、突卸负荷能力试验。还要进行一些能实际模拟的故障保护试验。
5.3 柴油发电机组的起动时间
第一是柴油发电机本身的启动时间，指柴油机接到启动指令后，到完全建立稳定的电压之间的时间；第二是指在保安段母线失电后，柴油机组接到起动信号到起动成功，然后完成带负荷到稳定运行的过程。一般发电厂柴油机组的起动时间要求小于15S，实际应用中基本在9S 左右。一般低压跳电动机的最长时间为9S，目前电动机保护装置功能强大，都具备再次启动和自保持功能，柴油机组的起动时间只要满足整个系统的运行要求即可。
6 结论
保安电源作为保护重要设备的最后防线，至关重要。柴油发电机在电厂发生全厂停电时能迅速启动并带上保安段运行，保证机组发生跳闸后安全停机，对保护发电设备有重大作用。
参考文献
[1]贺桂林.柴油发电机组带负荷运行试验方案探讨[J].华北电力技术，2005，（1）.
[2]聂维景.火力发电交流事故保安电源选择[J].内蒙古石油化工，2006，（5）.
论文作者:袁渊
论文发表刊物:《电力设备》2016年第10期
论文发表时间:2016/7/24
标签：保安论文; 电源论文; 机组论文; 柴油发电机组论文; 柴油论文; 负荷论文; 电压论文; 《电力设备》2016年第10期论文;