火力發(fā)電廠柴油發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)方案的探討

楊松

摘 要：柴油發(fā)電機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，對(duì)于推動(dòng)工業(yè)化、現(xiàn)代化、機(jī)械化發(fā)展起到了重要作用，常常會(huì)用于自備應(yīng)急電源來應(yīng)對(duì)主電源故障問題。為了增加發(fā)電廠安全裕度，在全廠失去正常、備用交流電源的情況下，能確保發(fā)電機(jī)安全停運(yùn)。

關(guān)鍵詞：柴油發(fā)電機(jī) 應(yīng)急電源 備用電源 負(fù)荷計(jì)算 容量選擇

中圖分類號(hào)：TM623 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2018）01（a）-0032-02

目前我們采用的柴油發(fā)電機(jī)組作為應(yīng)急電源，因?yàn)椴裼桶l(fā)電機(jī)的容量較大，持續(xù)供電時(shí)間長，可獨(dú)立運(yùn)行，不受電網(wǎng)故障的影響，可靠性較高。當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生事故致使發(fā)電廠長時(shí)間停電時(shí)，可以給機(jī)組提供安全停機(jī)所必須的交流電源，選用恰當(dāng)?shù)膫溆脩?yīng)急電源來滿足緊急情況下某些重要負(fù)荷的供電要求，是電氣設(shè)計(jì)中一個(gè)不可忽視的問題。柴油發(fā)電機(jī)組額定功率的確定，即容量的選擇則顯得非常重要。

1 柴油發(fā)電機(jī)組的特點(diǎn)

在發(fā)電廠中普遍用專用的柴油發(fā)電機(jī)組作為交流事故保安電源[1]。

柴油發(fā)電機(jī)整套系統(tǒng)包括電動(dòng)進(jìn)風(fēng)、排風(fēng)百葉窗、百葉窗聯(lián)鎖、導(dǎo)風(fēng)罩、入口濾網(wǎng)、軟連接、排氣管（含出口百葉窗）、波紋管、消音器、安裝用膨脹螺栓（減震器）、所有接口連接件、進(jìn)回油管道、排污、油箱排氣管道及所需閥門等。柴油發(fā)電機(jī)本體冷卻進(jìn)風(fēng)百葉窗布置在外墻，采用鋁合金雙層電動(dòng)百葉窗，百葉窗面積滿足本體冷卻進(jìn)風(fēng)要求，并與柴油發(fā)電機(jī)連鎖啟停。油箱加油需油泵、管道、閥門等。

柴油發(fā)電機(jī)整套排煙系統(tǒng)包括排煙管（含支吊架和保溫），消音器（含支吊架）及其接口法蘭、反法蘭和連接件，排煙出口補(bǔ)償器（波紋管）及其配套反法蘭和連接件。

2 計(jì)算公式

2.1 確定柴油發(fā)電機(jī)組額定容量

Sfe≥Sc

Pfe≥Pc

Qfe≥Qc

Sfe、Pfe、Qfe分別為柴油發(fā)電機(jī)組額定視在功率（kVA）、有功功率（kW）、無功功率（kvar）。

Sc、Pc、Qc分別為長期連續(xù)運(yùn)行負(fù)載的視在功率（kVA）、有功功率（kW）、無功功率（kvar）。

2.2 最大啟動(dòng)負(fù)荷的容量

Szqm為最大啟動(dòng)負(fù)荷的容量（kVA）；

為最大啟動(dòng)負(fù)荷的有功容量（kW）；

為最大啟動(dòng)負(fù)荷的無功容量（kvar）。

3 柴油發(fā)電機(jī)組的電氣接線一次接線

柴油發(fā)電機(jī)的接線，通過配電母線和饋線斷路器與相應(yīng)的交流事故保安母線連接。柴油發(fā)電機(jī)組配置數(shù)量與主機(jī)組相對(duì)應(yīng)。一般情況下，200MW機(jī)組是每?jī)膳_(tái)機(jī)組配置一套柴油發(fā)電機(jī)組，300MW及以上的汽輪發(fā)電機(jī)組是每一臺(tái)機(jī)組配置一套柴油發(fā)電機(jī)組。無論是兩臺(tái)機(jī)組配置一套柴油發(fā)電機(jī)組，還是一臺(tái)機(jī)組配置一套柴油發(fā)電機(jī)組，每臺(tái)機(jī)組都有各自的事故保安母線。下面為基本接線方式之一：二機(jī)一組的接線。

圖2為大唐某某熱電廠2×200MW的熱電聯(lián)廠供熱機(jī)組，保安電源采用兩機(jī)一組，正常情況與事故停機(jī)后，保安母線供電方式如下。

以1號(hào)機(jī)為例，在正常情況下，斷路器QF、QF2打開，QFl合上。保安母線上的負(fù)荷由本機(jī)組廠用工作電源供電。

當(dāng)廠用電故障時(shí)，斷路器QFl自動(dòng)跳閘。經(jīng)保護(hù)延遲，柴油發(fā)電機(jī)組自動(dòng)啟動(dòng)。當(dāng)電壓和頻率達(dá)到額定值時(shí)，柴油發(fā)電機(jī)組出口斷路器QF自動(dòng)合閘，同時(shí)聯(lián)鎖QF2自動(dòng)投入。此時(shí)整個(gè)切換過程完成。

4 保護(hù)及測(cè)量

柴油發(fā)電機(jī)組的控制啟動(dòng)、保護(hù)、測(cè)量、信號(hào)系統(tǒng)采用直流電源。斷路器控制、操作及其聯(lián)絡(luò)信號(hào)采用直流220V或110V電壓。

4.1 控制

除自動(dòng)控制的功能外，柴油發(fā)電機(jī)組還有就地控制屏控制和主機(jī)組單元控制室遠(yuǎn)方控制兩種控制方式。

4.2 保護(hù)

4.2.1 發(fā)電機(jī)及其引出線保護(hù)

（1）差動(dòng)保護(hù)。

（2）匝間保護(hù)。

（3）過電流保護(hù)。

（4）單相接地保護(hù)反映定子繞組單相接地故障。

（5）不對(duì)稱過負(fù)荷保護(hù)，反映不對(duì)稱過負(fù)荷引起的過電流，一般應(yīng)于裝置于一相過負(fù)荷信號(hào)保護(hù)。

（6）對(duì)稱過負(fù)荷保護(hù)，反映對(duì)稱過負(fù)荷引起的過電流，一般應(yīng)裝設(shè)于一相過負(fù)荷信號(hào)保護(hù)。

（7）過壓保護(hù)，反應(yīng)發(fā)電機(jī)定子繞組過電壓。

（8）水溫高跳閘保護(hù)。

（9）低油壓保護(hù)。

（10）發(fā)電機(jī)斷水保護(hù)，裝設(shè)在水冷發(fā)電機(jī)組上，反映發(fā)電機(jī)冷卻水源消失。

4.2.2 柴油機(jī)保護(hù)

柴油機(jī)裝設(shè)水溫高、機(jī)油油壓低和超速保護(hù)，這些保護(hù)動(dòng)作于停機(jī)。另外，對(duì)于水溫高、油壓低、潤滑油溫高等問題還裝設(shè)了動(dòng)作于信號(hào)的保護(hù)。

以上為柴油發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)的基本配置，因工程不同而不同，最終目的均為保證電廠正常安全運(yùn)行，減少停機(jī)故障率。

參考文獻(xiàn)

[1] 水利電力西北電力設(shè)計(jì)院編.電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)：電氣一次部分[M].北京：中國電力出版社，1989.