某電廠柴油發(fā)電機(jī)同期點(diǎn)改造及改進(jìn)方法

陳永遠(yuǎn) 鄭承新

【摘 要】柴油發(fā)電機(jī)組作為發(fā)電機(jī)組的交流保安電源在電廠中得到廣泛應(yīng)用，柴油發(fā)電機(jī)組電氣控制柜的同期功能，在柴油發(fā)電機(jī)組電源并入發(fā)電機(jī)組低壓廠用電源時(shí)，具有實(shí)際應(yīng)用意義。本文主要介紹了某電廠#3柴油發(fā)電機(jī)組電源與發(fā)電機(jī)組的交流保安段電源的同期改造，以及改造后柴油發(fā)電機(jī)組在手動(dòng)和自動(dòng)狀態(tài)存在的同期并列問(wèn)題，并找出問(wèn)題的根源，提出改進(jìn)方法。

【關(guān)鍵詞】柴油發(fā)電機(jī)組 同期點(diǎn) 改造 改進(jìn)

某電廠設(shè)計(jì)3臺(tái)300MW發(fā)電機(jī)組，每臺(tái)發(fā)電機(jī)組配置一臺(tái)快速啟動(dòng)柴油發(fā)電機(jī)組，#1、#2、#3發(fā)電機(jī)組分別對(duì)應(yīng)#1、#2、#3柴油發(fā)電機(jī)組。柴油發(fā)電機(jī)組的型號(hào)為ZIPL640P，生產(chǎn)廠家為浙江中高動(dòng)力科技股份有限公司。柴油發(fā)電機(jī)組由可編程控制器PLC實(shí)現(xiàn)邏輯控制，柴油發(fā)電機(jī)組通過(guò)控制屏和電氣控制柜轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)柴油發(fā)電機(jī)組的手動(dòng)、自動(dòng)和試驗(yàn)三種機(jī)組狀態(tài)的切換。柴油發(fā)電機(jī)組電氣控制柜具有手動(dòng)狀態(tài)下同期功能和自動(dòng)狀態(tài)下同期功能，通過(guò)手動(dòng)同期投入轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)或自動(dòng)同期投入轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的A段、B段位置切換（轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)只有A段、B段兩個(gè)位置），可選擇交流保安A段、B段的同期投入，同期點(diǎn)為柴油發(fā)電機(jī)組出口開(kāi)關(guān)。

1 #3柴油發(fā)電機(jī)同期點(diǎn)改造前介紹

1.1交流保安電源系統(tǒng)接線

如下圖（a）所示為#3發(fā)電機(jī)組的交流保安電源系統(tǒng)接線示意圖：

圖中3ZKK和4ZKK分別為交流保安PDCⅢA和PDCⅢB段的工作電源進(jìn)線開(kāi)關(guān)，電源取自#3發(fā)電機(jī)組的低壓廠用電；1ZKK和2ZKK分別為交流保安PDCⅢA和PDCⅢB段的備用電源進(jìn)線開(kāi)關(guān)，電源取自#3柴油發(fā)電機(jī)組；ZKK為#3柴油發(fā)電機(jī)組的出口開(kāi)關(guān)，也是#3柴油發(fā)電機(jī)組電源與交流保安PDCⅢA和PDCⅢB段電源的同期開(kāi)關(guān)。在兩交流保安段電壓正常時(shí)，柴油發(fā)電機(jī)組在手動(dòng)狀態(tài)下手動(dòng)啟動(dòng)或在自動(dòng)狀態(tài)下遠(yuǎn)方啟動(dòng)（DCS啟動(dòng)或者緊急啟動(dòng)按鈕啟動(dòng)），開(kāi)關(guān)ZKK不允許合閘。

1.2柴油發(fā)電機(jī)同期介紹

為保證交流保安電源系統(tǒng)運(yùn)行安全，避免由于誤操作引起的柴油發(fā)電機(jī)組電源與低壓廠用電源的非同期并列，開(kāi)關(guān)1ZKK和3ZKK，開(kāi)關(guān)2ZKK和4ZKK在二次控制回路中具有以下邏輯關(guān)系：

（1）開(kāi)關(guān)3ZKK在合閘狀態(tài)時(shí)，閉鎖開(kāi)關(guān)1ZKK合閘；同樣開(kāi)關(guān)1ZKK在合閘狀態(tài)時(shí)，閉鎖開(kāi)關(guān)3ZKK合閘。

（2）開(kāi)關(guān)4ZKK在合閘狀態(tài)時(shí)，閉鎖開(kāi)關(guān)2ZKK合閘；同樣開(kāi)關(guān)2ZKK在合閘狀態(tài)時(shí)，閉鎖開(kāi)關(guān)4ZKK合閘。

在開(kāi)關(guān)1ZKK和3ZKK、開(kāi)關(guān)2ZKK和4ZKK邏輯條件的限制下，在#3柴油發(fā)電機(jī)組電源與交流保安PDCⅢA或PDCⅢB段電源進(jìn)行同期時(shí)，無(wú)論是手動(dòng)狀態(tài)下同期還是自動(dòng)狀態(tài)下同期，開(kāi)關(guān)1ZKK和2ZKK都需要在開(kāi)關(guān)本體上強(qiáng)制合閘，才能將交流保安PDCⅢA和PDCⅢB段電源送至同期點(diǎn)。開(kāi)關(guān)1ZKK和2ZKK，在就地合閘按鈕和遠(yuǎn)方DCS合閘的正常操作方式下，將無(wú)法合閘，無(wú)法實(shí)現(xiàn)#3柴油發(fā)電機(jī)組電源與交流保安PDCⅢA或PDCⅢB段電源的同期。

2 #3柴油發(fā)電機(jī)同期點(diǎn)改造及存在的問(wèn)題

2.1 同期點(diǎn)改造

為實(shí)現(xiàn)正常操作方式下#3柴油發(fā)電機(jī)組電源與交流保安PDCⅢA或PDCⅢB段電源的同期，對(duì)#3柴油發(fā)電機(jī)組電氣控制柜的同期功能進(jìn)行了如下改造：

（1）改同期點(diǎn)為開(kāi)關(guān)1ZKK和2ZKK，開(kāi)關(guān)ZKK不再作為同期點(diǎn)。

（2）增加柴油發(fā)電機(jī)組同期合閘指令線至開(kāi)關(guān)1ZKK和2ZKK，且同期合閘指令不受開(kāi)關(guān)3ZKK和4ZKK合閘狀態(tài)的閉鎖。

（3）在同期繼電器的PLC控制邏輯條件中添加出口開(kāi)關(guān)ZKK的合閘狀態(tài)，作為同期繼電器開(kāi)始同期的PLC控制邏輯條件之一。

（4）修改柴油發(fā)電機(jī)組在手動(dòng)狀態(tài)下出口開(kāi)關(guān)ZKK的合閘PLC控制邏輯。柴油發(fā)電機(jī)組在手動(dòng)狀態(tài)下手動(dòng)啟動(dòng)，成功建立電壓和達(dá)到轉(zhuǎn)速時(shí)，允許手動(dòng)合閘出口開(kāi)關(guān)ZKK。

（5）修改柴油發(fā)電機(jī)組在自動(dòng)狀態(tài)下出口開(kāi)關(guān)ZKK的合閘PLC控制邏輯。柴油發(fā)電機(jī)組在自動(dòng)狀態(tài)下遠(yuǎn)方啟動(dòng)，成功建立電壓和達(dá)到轉(zhuǎn)速時(shí)，自動(dòng)合閘出口開(kāi)關(guān)ZKK。

經(jīng)過(guò)上述改造之后，#3柴油發(fā)電機(jī)組電源與交流保安PDCⅢA或PDCⅢB段電源的同期如下：

（1）交流保安PDCⅢA或PDCⅢB段電源電壓正常，柴油發(fā)電機(jī)組在手動(dòng)狀態(tài)，手動(dòng)同期投入轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)在A或B段位置，手動(dòng)啟動(dòng)柴油發(fā)電機(jī)組，成功建立電壓和達(dá)到轉(zhuǎn)速后，手動(dòng)合出口開(kāi)關(guān)ZKK，同期繼電器開(kāi)始工作，待同期條件滿足，發(fā)指令合開(kāi)關(guān)1ZKK或2ZKK。

（2）交流保安PDCⅢA或PDCⅢB段電源電壓正常，柴油發(fā)電機(jī)組在自動(dòng)狀態(tài)，自動(dòng)同期投入轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)在A或B段位置，遠(yuǎn)方啟動(dòng)柴油發(fā)電機(jī)組，成功建立電壓和達(dá)到轉(zhuǎn)速后，自動(dòng)合出口開(kāi)關(guān)ZKK，同期繼電器開(kāi)始工作，待同期條件滿足，發(fā)指令合開(kāi)關(guān)1ZKK或2ZKK。

2.2改造后存在的問(wèn)題

上述同期點(diǎn)改造在試驗(yàn)過(guò)程中看似合理、成功，但卻存在問(wèn)題。在兩交流保安段母線電壓正常時(shí)，柴油發(fā)電機(jī)組在自動(dòng)狀態(tài)下，處于備用狀態(tài)。發(fā)電廠集控運(yùn)行規(guī)程中規(guī)定：柴油發(fā)電機(jī)組需定期進(jìn)行啟動(dòng)試驗(yàn)。運(yùn)行人員在每次做啟動(dòng)試驗(yàn)時(shí)，遠(yuǎn)方啟動(dòng)柴油發(fā)電機(jī)組，啟動(dòng)成功之后，出口開(kāi)關(guān)自動(dòng)合閘，柴油發(fā)電機(jī)組電源就會(huì)與交流保安段電源同期并列。這樣就增加了柴油發(fā)電機(jī)組電源與交流保安段電源非同期并列的危險(xiǎn)次數(shù)。柴油發(fā)電機(jī)組在手動(dòng)狀態(tài)下啟動(dòng)，如果出口開(kāi)關(guān)合閘，也會(huì)出現(xiàn)在自動(dòng)狀態(tài)的問(wèn)題。

3 問(wèn)題產(chǎn)生的原因及改進(jìn)辦法

3.1 問(wèn)題產(chǎn)生的原因

下圖（b）為廠家資料圖紙中PLC邏輯控制回路截圖。圖中K1、

圖（b）

K2、K3分別為柴油發(fā)電機(jī)組的手動(dòng)、試驗(yàn)、自動(dòng)狀態(tài)接點(diǎn)，SA2、SA3分別為手動(dòng)同期投入、自動(dòng)同期投入轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，K14、K15分別為保安A段同期投入繼電器、保安B段同期投入繼電器。

從圖中接線可以看出，柴油發(fā)電機(jī)組在手動(dòng)狀態(tài)，K1接點(diǎn)閉合，如果想手動(dòng)啟動(dòng)柴油發(fā)電機(jī)組，SA2轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)只能在交流保安A段同期投入位置或交流保安B段同期投入位置，這樣才能滿足柴油發(fā)電機(jī)組手動(dòng)狀態(tài)啟動(dòng)的邏輯條件。同樣柴油發(fā)電機(jī)組在自動(dòng)狀態(tài)，K3接點(diǎn)閉合，如果想遠(yuǎn)方啟動(dòng)柴油發(fā)電機(jī)組，SA3轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)只能在交流保安A段同期投入位置或交流保安B段同期投入位置，這樣才能滿足柴油發(fā)電機(jī)組自動(dòng)狀態(tài)啟動(dòng)的邏輯條件。這也就是為什么手動(dòng)同期投入轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SA2、自動(dòng)同期投入轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SA3只有A、B兩個(gè)轉(zhuǎn)換位置的原因。也就明確了在交流保安段電壓正常時(shí)，柴油發(fā)電機(jī)組在自動(dòng)或手動(dòng)狀態(tài)下啟動(dòng)，出口開(kāi)關(guān)合閘之后，將會(huì)啟動(dòng)同期的原因。

3.2 改進(jìn)方法

經(jīng)過(guò)上述的原因分析，為從根本上解決同期點(diǎn)改造后出現(xiàn)的問(wèn)題，使柴油發(fā)電機(jī)組在手動(dòng)和自動(dòng)狀態(tài)下的同期功能，都可以按需求投入或退出，改進(jìn)方法如下：

（1）修改K1、K3接點(diǎn)接線分別到2個(gè)PLC備用輸入端子，并修改PLC控制邏輯，K1接點(diǎn)閉合即為柴油發(fā)電機(jī)組手動(dòng)狀態(tài)，K3接點(diǎn)閉合即為柴油發(fā)電機(jī)組自動(dòng)狀態(tài)。

（2）取消K2接點(diǎn)接線。

（3）修改PLC輸入端子0.0、0.1、0.2、0.3在PLC控制邏輯中的定義分別為交流保安A段手動(dòng)同期投入、交流保安B段手動(dòng)同期投入、交流保安A段自動(dòng)同期投入、交流保安B段自動(dòng)同期投入。并修改PLC控制邏輯，0.0、0.2端子開(kāi)入信號(hào)分別與出口開(kāi)關(guān)合閘狀態(tài)構(gòu)成與的關(guān)系作為交流保安A段同期投入繼電器K14的邏輯動(dòng)作條件，0.1、0.3端子開(kāi)入信號(hào)分別與出口開(kāi)關(guān)合閘狀態(tài)構(gòu)成與的關(guān)系作為交流保安B段同期投入繼電器K15的邏輯動(dòng)作條件。

（4）更換交流保安A、B段手動(dòng)同期投入轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SA2和交流保安A、B段自動(dòng)同期投入轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SA3為三位置轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，即分別代表A段、B段、同期解除（此位時(shí)A、B兩側(cè)接點(diǎn)都不接通）。

4結(jié)語(yǔ)

通過(guò)上述改進(jìn)方法，使柴油發(fā)電機(jī)組的手動(dòng)狀態(tài)接線與手動(dòng)同期投入轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的接線和柴油發(fā)電機(jī)組自動(dòng)狀態(tài)接線與自動(dòng)同期投入轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的接線，在PLC接線端子上區(qū)分開(kāi)，從而使輸入端子在PLC的邏輯定義和應(yīng)用上區(qū)分開(kāi)，同樣也使柴油發(fā)電機(jī)組在手動(dòng)和自動(dòng)狀態(tài)的同期功能可以按照需求投入或者退出，從根本上解決#3柴油發(fā)電機(jī)同期點(diǎn)改造后出現(xiàn)的問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)：

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