大型火電廠保安柴油發(fā)電機(jī)組的調(diào)試措施

王立平，趙明遠(yuǎn)，張鵬偉，楊忠飛，薛建慶

（國能錦界能源有限責(zé)任公司，陜西榆林 719319）

0 引言

火電廠保安段所帶的設(shè)備負(fù)載主要為引風(fēng)機(jī)潤滑油站電源、送風(fēng)機(jī)液壓油站電源、一次風(fēng)機(jī)液壓油站電源、磨煤機(jī)潤滑油站電源、空預(yù)器主電機(jī)、盤車電機(jī)、頂軸油泵、交流潤滑油泵、事故照明及其他的交流事故保安負(fù)荷等，這些負(fù)載是火電廠汽輪機(jī)及鍋爐等主要設(shè)備的關(guān)鍵設(shè)備。柴油發(fā)電機(jī)組是保證大型火電廠在發(fā)生用電系統(tǒng)失電時(shí)能夠安全停機(jī)和快速恢復(fù)供電的必備設(shè)備，當(dāng)出現(xiàn)全廠停電或保安段主、備電源失電時(shí)，它可以讓機(jī)組順利停機(jī)，并保證重要系統(tǒng)繼續(xù)運(yùn)行，避免造成發(fā)電機(jī)大軸彎曲、汽輪機(jī)軸變形、鍋爐爆管等事故而設(shè)置的電源。因此，保安柴油發(fā)電機(jī)組調(diào)試措施決定著整個(gè)保安電源系統(tǒng)的安全性與可靠性。

1 系統(tǒng)概況

某電廠二期為2×600 MW 3#機(jī)組保安段的事故應(yīng)急保安電源采用英國康明斯公司生產(chǎn)的柴油發(fā)電機(jī)組，單機(jī)容量為1200 kW。在保安PC 段系統(tǒng)電源失電的情況下，能快速自啟動帶載運(yùn)行。機(jī)組自啟動成功后，保安段負(fù)荷分級投入。

事故備用保安電源的啟動是利用柴油發(fā)電機(jī)組的饋線斷路器和交流事故保安段上的工作電源進(jìn)線斷路器相互聯(lián)鎖實(shí)現(xiàn)的（圖1）。當(dāng)保安段母線電壓消失時(shí)，經(jīng)3～5 s 延時(shí)（避開繼電保護(hù)和保安段母聯(lián)自動投入時(shí)間），通過保安段母線電壓監(jiān)視繼電器及輔助繼電器聯(lián)動機(jī)組自動啟動，同時(shí)聯(lián)鎖保安段上工作電源進(jìn)線斷路器跳閘，保安PC A、B 段備用進(jìn)線開關(guān)自動合閘，柴油發(fā)電機(jī)組開始向保安段母線供電。當(dāng)保安段系統(tǒng)工作電源恢復(fù)時(shí)，人工斷開保安段備用電源進(jìn)線斷路器，機(jī)組按預(yù)定程序停機(jī)。

圖1 保安段柴油發(fā)電機(jī)組電氣系統(tǒng)

（1）主要設(shè)備有：柴油發(fā)動機(jī)，型號為C1400D5，額定功率1397 kW，額定轉(zhuǎn)速1500 r/min；交流發(fā)電機(jī)的額定功率為1200 kW，電壓400 V，額定電流2165 A，功率因數(shù)為0.8，頻率50 Hz。

（2）保護(hù)配置有：①機(jī)組超速保護(hù)；②潤滑油壓低/過低；③自啟動失??；④低壓閉鎖過流保護(hù)；⑤發(fā)電機(jī)過負(fù)荷保護(hù)；⑥發(fā)電機(jī)差動保護(hù)；⑦冷卻水溫高/過高；⑧潤滑油溫高；⑨日用油箱油位低；⑩發(fā)電機(jī)事故跳閘；逆功率保護(hù)；失磁保護(hù)；冷卻水水位低。

2 試驗(yàn)?zāi)康募皽?zhǔn)備過程

2.1 調(diào)試目的

本次調(diào)整和試驗(yàn)的目的主要有3 個(gè)：①驗(yàn)證柴油發(fā)電機(jī)組的性能指標(biāo)是否合格；②驗(yàn)證自動控制系統(tǒng)邏輯正確；③驗(yàn)證回路接線正確、整個(gè)系統(tǒng)集成符合設(shè)計(jì)。

2.2 試驗(yàn)前應(yīng)具備的條件

（1）柴油發(fā)電機(jī)、發(fā)動機(jī)及相關(guān)的一、二次設(shè)備安裝工作全部結(jié)束，經(jīng)過驗(yàn)收合格并通過質(zhì)檢。

（2）啟動范圍內(nèi)的一、二次系統(tǒng)電氣設(shè)備的各項(xiàng)常規(guī)試驗(yàn)已完成，并均符合規(guī)程和制造廠的要求，試驗(yàn)報(bào)告齊全。

（3）保護(hù)、測量、操作信號、同期回路及調(diào)節(jié)器等接線完整，并按設(shè)計(jì)圖紙逐項(xiàng)進(jìn)行操作。

（4）接地系統(tǒng)符合設(shè)計(jì)要求。

（5）通風(fēng)系統(tǒng)良好，柴油機(jī)房排氣暢通。

（6）蓄電池充放電試驗(yàn)結(jié)束。

（7）在機(jī)油箱內(nèi)加油至油位計(jì)的最大油位。

（8）機(jī)組的控制伺服閥及速度調(diào)節(jié)器動作靈活無卡滯，所有的機(jī)械及電氣保護(hù)經(jīng)校驗(yàn)動作正確。

（9）柴油發(fā)電機(jī)冷卻系統(tǒng)具備投入運(yùn)行條件。

（10）柴油發(fā)電機(jī)的燃料系統(tǒng)正常并能及時(shí)投入使用。

（11）所有屬于啟動范圍內(nèi)的電氣設(shè)備均已命名編號、帶電設(shè)備已掛上相應(yīng)標(biāo)示警告牌。

（12）對本次試驗(yàn)有關(guān)的設(shè)備和現(xiàn)場作一次全面的清掃檢查，生產(chǎn)區(qū)域場地應(yīng)平整，道路暢通，所有與運(yùn)行無關(guān)的物件均應(yīng)清除，電纜孔應(yīng)堵死，保證巡視和檢修道路暢通無阻。

（13）消防和照明設(shè)施完善，啟動期間停止啟動范圍內(nèi)的一切其他施工項(xiàng)目。

（14）與本次試驗(yàn)有關(guān)的圖紙、主設(shè)備及二次回路的試驗(yàn)數(shù)據(jù)出廠報(bào)告等資料備齊，啟動時(shí)帶到現(xiàn)場備查。

（15）保安PC 段已由系統(tǒng)供電正常運(yùn)行。

（16）在各項(xiàng)試驗(yàn)過程中現(xiàn)場電氣設(shè)備應(yīng)派有經(jīng)驗(yàn)的安裝人員負(fù)責(zé)檢查監(jiān)視，并用對講機(jī)與控制室指揮保持聯(lián)系，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)匯報(bào)。

（17）運(yùn)行人員應(yīng)事先做好保安段失電后的事故應(yīng)急預(yù)案。

3 調(diào)試項(xiàng)目及試驗(yàn)程序

3.1 柴油發(fā)電機(jī)開機(jī)試驗(yàn)

3.1.1 絕緣電阻測試

拆除電壓調(diào)節(jié)器和轉(zhuǎn)子繞組之間的連接及其他控制線和接地線，用1000 V 搖表測量發(fā)電機(jī)輸出端和地線之間的絕緣電阻。絕緣電阻值不低于59 MΩ。

3.1.2 啟動及空載運(yùn)行

分別用手動和自動兩種方式啟動柴油發(fā)電機(jī)，在啟動后空載運(yùn)行大約10～20 min 后，進(jìn)行機(jī)械和電氣性能方面的初步檢查，主要檢查發(fā)電機(jī)的機(jī)械振動、噪聲、排氣顏色是否正常，是否有水、油、氣的泄漏，測量三相電源的電壓及相序應(yīng)正確。對機(jī)組的保護(hù)聯(lián)鎖、報(bào)警值及參數(shù)指示值進(jìn)行動態(tài)校驗(yàn)，同時(shí)記錄開機(jī)至電壓上升到額定值的時(shí)間。

3.2 AVR（自動電壓調(diào)節(jié)器）及發(fā)電機(jī)保護(hù)試驗(yàn)

3.3 柴油發(fā)電機(jī)組同期電路檢查

（1）在保安A 段工作電源運(yùn)行時(shí)，檢查同期回路及同期裝置的正確性。

（2）在保安B 段工作電源運(yùn)行時(shí)，檢查同期回路及同期裝置的正確性。

（3）在保安A 段備用電源運(yùn)行時(shí)，檢查同期回路及同期裝置的正確性：斷開保安PC A 段工作電源進(jìn)線開關(guān)3ZKK，由柴油發(fā)電機(jī)向保安PC A 段供電，驗(yàn)證同期電路的正確性。

（4）在保安B 段備用電源運(yùn)行時(shí)，檢查同期回路及同期裝置的正確性：斷開保安PC B 段工作電源進(jìn)線開關(guān)4ZKK，由柴油發(fā)電機(jī)向保安PC B 段供電，驗(yàn)證同期電路的正確性。

3.4 工作進(jìn)線開關(guān)與備用進(jìn)線開關(guān)聯(lián)鎖電路檢查驗(yàn)證

（1）將柴油發(fā)電機(jī)組控制開關(guān)置于自動控制方式。

（2）將聯(lián)鎖投入、退出轉(zhuǎn)換開關(guān)切換至聯(lián)鎖投入位置。

（3）確認(rèn)保安段備用電源進(jìn)線隔離插頭在分?jǐn)辔恢茫珹 段正常運(yùn)行（工作進(jìn)線開關(guān)3ZKK 合閘位置）、B 段正常運(yùn)行（工作進(jìn)線開關(guān)4ZKK 合閘位置）。

（4）人工拉保安A 段工作進(jìn)線開關(guān)3ZKK，保安A 段備用進(jìn)線開關(guān)1ZKK 經(jīng)聯(lián)鎖電路自動合閘、柴油發(fā)電機(jī)組自動啟動并建立電壓，機(jī)組程序控制系統(tǒng)發(fā)出合閘指令，機(jī)組饋電開關(guān)ZKK合閘。

（5）人工拉保安B 段工作進(jìn)線開關(guān)4ZKK，保安B 段備用進(jìn)線開關(guān)2ZKK 經(jīng)聯(lián)鎖電路自動合閘、柴油發(fā)電機(jī)組自動啟動并建立電壓，機(jī)組程序控制系統(tǒng)發(fā)出合閘指令，機(jī)組饋電開關(guān)ZKK 合閘。

3.5 柴油發(fā)電機(jī)組自動投入試驗(yàn)

（1）將柴油發(fā)電機(jī)組控制開關(guān)置于自動控制方式。

（2）將聯(lián)鎖投入、退出轉(zhuǎn)換開關(guān)切換至聯(lián)鎖投入位置。

（3）確認(rèn)保安段備用電源進(jìn)線隔離插頭30BMB01GS000 在合閘位置；確認(rèn)保安A 段正常運(yùn)行（工作進(jìn)線開關(guān)3ZKK 合閘位置）；確認(rèn)保安B 段正常運(yùn)行（工作進(jìn)線開關(guān)4ZKK 合閘位置）。

（4）控制臺緊急啟動柴油發(fā)電機(jī)組試驗(yàn)，試驗(yàn)前檢查確認(rèn)保安段PT 柜聯(lián)鎖開關(guān)LK 在投入位置：①在控制室按保安柴油機(jī)緊急啟動按鈕，柴油發(fā)電機(jī)組將自動啟動。此時(shí)人工拉保安A 段工作進(jìn)線開關(guān)3ZKK，保安A 段備用進(jìn)線開關(guān)1ZKK 經(jīng)聯(lián)鎖電路自動合閘。當(dāng)柴油發(fā)電機(jī)組電壓建立后，機(jī)組程序控制系統(tǒng)發(fā)出合閘指令，機(jī)組饋電開關(guān)ZKK 合閘，機(jī)組向保安PC A 段供電；②在控制室按保安柴油機(jī)緊急啟動按鈕，柴油發(fā)電機(jī)組將自動啟動。此時(shí)人工拉保安B 段工作進(jìn)線開關(guān)4ZKK，保安B 段備用進(jìn)線開關(guān)2ZKK 經(jīng)聯(lián)鎖電路自動合閘。當(dāng)柴油發(fā)電機(jī)組電壓建立后，機(jī)組程序控制系統(tǒng)發(fā)出合閘指令，機(jī)組饋電開關(guān)ZKK 合閘，機(jī)組向保安PC B 段供電。本項(xiàng)試驗(yàn)應(yīng)特別注意，在人工撳下緊急啟動按鈕后，應(yīng)盡快跳開保安段工作電源進(jìn)線開關(guān)3ZKK（4ZKK），以避免柴油發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)電源并列運(yùn)行。

（5）模擬保安PC 段失電啟動柴油發(fā)電機(jī)組試驗(yàn)：①人工拉保安A 段三相PT 熔斷器，此時(shí)保安A 段PT 回路失電，柴油發(fā)電機(jī)組經(jīng)LK、2ZJ 自動啟動，保安A 段工作進(jìn)線開關(guān)3ZKK 自動跳閘，備用進(jìn)線開關(guān)1ZKK 將自動合閘。當(dāng)柴油發(fā)電機(jī)組電壓建立并上升至額定值后，機(jī)組程序控制系統(tǒng)發(fā)出合閘指令，機(jī)組饋電開關(guān)ZKK 合閘，機(jī)組向保安PC A 段供電；②人工拉保安B 段三相PT 熔斷器，此時(shí)保安B 段PT 回路失電，柴油發(fā)電機(jī)組經(jīng)LK、2ZJ 自動啟動，保安B 段工作進(jìn)線開關(guān)4ZKK 自動跳閘，備用進(jìn)線開關(guān)2ZKK 將自動合閘。當(dāng)柴油發(fā)電機(jī)組電壓建立并上升至額定值后，機(jī)組程序控制系統(tǒng)發(fā)出合閘指令，機(jī)組饋電開關(guān)ZKK 合閘，機(jī)組向保安PC B 段供電。

（6）停機(jī)操作：退出失壓連鎖控制開關(guān)，在SCR 上操作發(fā)出停機(jī)指令，人工斷開備用電源進(jìn)線開關(guān)1ZKK、2ZKK、合上保安A（B）段工作進(jìn)線開關(guān)3ZKK、4ZKK，柴油發(fā)電機(jī)按程序跳開饋電開關(guān)ZKK 并停機(jī)，保安系統(tǒng)恢復(fù)正常運(yùn)行（由系統(tǒng)電源供電）。

（7）機(jī)組并列試驗(yàn)。試驗(yàn)的前提是，機(jī)組的同期電壓回路正確無誤，同期裝置工作可靠。電路處理過程為：將1ZKK（2ZKK）遠(yuǎn)方/就地控制開關(guān)SC 放到“同期”位置→保安PC 段由系統(tǒng)電源正常供電，此時(shí)，人工在柴油發(fā)電機(jī)組就地控制柜啟動柴油發(fā)電機(jī)→當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓建立并達(dá)到額定值時(shí)，機(jī)組同期裝置將自動進(jìn)行同期檢測→當(dāng)符合同期并列條件時(shí)，同期裝置將發(fā)出同期合閘指令，備用電源進(jìn)線開關(guān)1ZKK（2ZKK）合閘，機(jī)組與系統(tǒng)并列運(yùn)行。

（8）試驗(yàn)結(jié)束后，將1ZKK（2ZKK）遠(yuǎn)方/就地控制開關(guān)SC 切換到“遠(yuǎn)方”位置，斷開A、B 段保安電源備用進(jìn)線開關(guān)1ZKK、2ZKK，柴油發(fā)電機(jī)組饋電開關(guān)ZKK。

（9）帶負(fù)荷試驗(yàn)（本試驗(yàn)需要事先安排以便組織相應(yīng)的負(fù)荷來檢驗(yàn)發(fā)電機(jī)的出力）帶保安PC A、B 段負(fù)荷：①在控制室按保安緊急啟動按鈕或直接人工跳保安A 段工作進(jìn)線開關(guān)3ZKK、啟動柴油發(fā)電機(jī)組，由柴油發(fā)電機(jī)組向保安A 段供電；②在控制室按保安緊急啟動按鈕按鈕或直接人工跳保安B 段工作進(jìn)線開關(guān)4ZKK、啟動柴油發(fā)電機(jī)組，由柴油發(fā)電機(jī)組向保安B 段供電；③測量機(jī)組的輸出功率，驗(yàn)證柴油發(fā)電機(jī)組帶負(fù)荷能力；④在額定功率下運(yùn)行4 h 對系統(tǒng)進(jìn)行全面考驗(yàn)。

3.6 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

（1）保安電源系統(tǒng)一、二次回路接線正確，符合設(shè)計(jì)。

（2）自動控制系統(tǒng)邏輯正確，系統(tǒng)功能符合設(shè)計(jì)。

（3）P T 二次回路電壓正常，相序正確。

（4）各電氣開關(guān)操作靈活，工作可靠。

（5）柴油發(fā)電機(jī)機(jī)組運(yùn)行正常，各項(xiàng)電氣指標(biāo)符合規(guī)定。

（6）所有表計(jì)指示靈活、顯示正確。

（7）所有繼電保護(hù)工作正常，動作正確。

4 結(jié)束語

大型火電廠保安柴油發(fā)電機(jī)組調(diào)試措施，直接關(guān)系著能否實(shí)現(xiàn)用電系統(tǒng)失電時(shí)能夠安全可靠停機(jī)和快速恢復(fù)供電，保安電源的控制邏輯設(shè)計(jì)應(yīng)以安全可靠為基礎(chǔ)，保安柴油發(fā)電機(jī)組是保護(hù)主機(jī)等重要設(shè)備安全的最后防線，因而顯得至關(guān)重要。