解決柴油發(fā)電機(jī)起動(dòng)容量不足的問題

曾韡

（河北大唐國際張家口熱電有限責(zé)任公司，河北 張家口 075000）

1 背景

現(xiàn)代發(fā)電企業(yè)的管理無不將機(jī)組設(shè)備的安全放在首要位置。大唐集團(tuán)公司二十五項(xiàng)反措中也要求防止全廠停電事故，確保主機(jī)交直流潤滑油泵和主要輔機(jī)小油泵供電可靠。柴油發(fā)電機(jī)作為保安段的事故備用電源，能否順利帶載起動(dòng)對(duì)保障機(jī)組在全廠停電的情況下安全停機(jī)，防止汽輪機(jī)斷油燒瓦等重大設(shè)備事故發(fā)生起著決定性的作用。張家口熱電公司在2009年投產(chǎn)后1號(hào)、2號(hào)機(jī)組柴油發(fā)電機(jī)定期試驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)，柴油發(fā)電機(jī)只能在空載的情況下自起動(dòng)成功，無法實(shí)現(xiàn)帶載自起動(dòng)。雖然全廠停電的事故情況幾十年難得一遇，但張家口熱電本著對(duì)工作極端負(fù)責(zé)，對(duì)技術(shù)精益求精的態(tài)度，認(rèn)真對(duì)待柴油發(fā)電機(jī)帶載自起動(dòng)的問題，經(jīng)過調(diào)研，多次研討方案，最終確認(rèn)由繼電保護(hù)班對(duì)保安段進(jìn)行電氣二次改造解決柴油發(fā)電機(jī)無法帶載起動(dòng)的問題。

2 設(shè)備簡介

張家口熱電公司共安裝兩臺(tái)額定容量為650 kW的GS715P型柴油發(fā)電機(jī)分別作為兩臺(tái)機(jī)組事故保安段的備用電源。由于保安段所帶的主要設(shè)備有：汽輪機(jī)潤滑油、頂軸油泵、發(fā)電機(jī)密封油泵等。上述各設(shè)備如果失電會(huì)導(dǎo)致汽輪機(jī)斷油燒瓦等重大設(shè)備事故的發(fā)生。因此，柴油發(fā)電機(jī)能否帶載起動(dòng)直接影響著機(jī)組安全水平。

3 現(xiàn)場調(diào)研

繼電保護(hù)班通過對(duì)投產(chǎn)以來的柴油發(fā)電機(jī)起動(dòng)試驗(yàn)情況了解分析，發(fā)現(xiàn)柴油發(fā)電機(jī)無法起動(dòng)的原因主要有環(huán)境溫度低、起動(dòng)系統(tǒng)電路故障、蓄電池充電不足、低電壓故障等。而低電壓故障是柴油發(fā)電機(jī)無法帶載起動(dòng)的主要原因。所以只要能解決低電壓故障這個(gè)問題，就能大大提高柴油發(fā)電機(jī)起動(dòng)的成功率。

為了解決低電壓故障這個(gè)問題，繼電保護(hù)班對(duì)柴油發(fā)電機(jī)、保安段的保護(hù)測控裝置及運(yùn)行方式進(jìn)行了調(diào)查研究：

1）張熱公司現(xiàn)有的兩臺(tái)650 kW的柴油發(fā)電機(jī)起動(dòng)時(shí)突加負(fù)荷容量不能超過90 kW（廠家提供的數(shù)據(jù)），但現(xiàn)場試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)該柴油發(fā)電機(jī)突加容量不能超過60 kW。而保安段失電并恢復(fù)供電后立即重起動(dòng)的負(fù)荷容量是140 kW，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于60 kW，所以柴油發(fā)電機(jī)帶載起動(dòng)時(shí)會(huì)由于低電壓故障導(dǎo)致起動(dòng)失敗。

2）保安段改造前的保護(hù)測控裝置的起停繼電器為磁保持型，該繼電器閉合后在未收到上位機(jī)或就地分閘指令的情況下將一直保持閉合狀態(tài)。因此在運(yùn)行負(fù)荷開關(guān)失電并恢復(fù)供電后，該負(fù)荷將立即重起動(dòng)。改造前保安段運(yùn)行負(fù)荷的重起動(dòng)時(shí)間是不可控制的。

4 方案確認(rèn)

通過現(xiàn)場調(diào)研分析，最終確認(rèn)了通過對(duì)保安段進(jìn)行電氣二次改造使得保安段負(fù)荷在失電并恢復(fù)供電后分批次重起動(dòng)，每批次起動(dòng)負(fù)荷容量小于60 kW。

5 方案實(shí)施

在2011年4月和9月分別對(duì)2號(hào)機(jī)組保安段和1號(hào)機(jī)組保安段進(jìn)行了相關(guān)改造。以下已內(nèi)容都以1號(hào)機(jī)組改造為例。

5.1 更換保護(hù)測控裝置

為了實(shí)現(xiàn)保安段負(fù)荷的分批次延時(shí)重啟，將負(fù)荷開關(guān)保護(hù)測控裝置更換為具有延時(shí)重起動(dòng)功能。

5.2 對(duì)開關(guān)二次回路進(jìn)行改造

為了保證延時(shí)重起時(shí)間計(jì)時(shí)的準(zhǔn)確性，應(yīng)該保證開關(guān)保護(hù)測控裝置電源的可靠性。因此將原保護(hù)測控裝置電源由交流改為直流。

5.3 對(duì)保護(hù)測控裝置參數(shù)定值進(jìn)行整定及設(shè)置

按照負(fù)荷重要性對(duì)負(fù)荷延時(shí)重起動(dòng)時(shí)間等相關(guān)參數(shù)定值進(jìn)行整定并設(shè)置，延時(shí)整定時(shí)間見表1：

表1 延時(shí)整定時(shí)間表

6 試驗(yàn)驗(yàn)收

6.1 靜態(tài)試驗(yàn)

對(duì)保安段更換了保護(hù)裝置及回路改造的開關(guān)進(jìn)行失電立即重起動(dòng)和失電延時(shí)重起動(dòng)試驗(yàn)。

試驗(yàn)結(jié)果：所有改造開關(guān)均滿足要求。

6.2 動(dòng)態(tài)試驗(yàn)

試驗(yàn)一：1號(hào)機(jī)組保安段電源一與電源二切換試驗(yàn)。

試驗(yàn)?zāi)康模候?yàn)證保安段電源一與電源二之間切換時(shí)，裝有9692B型保護(hù)的開關(guān)能否立即重起。

試驗(yàn)條件：1）保安段由電源二供電；

2）保安段所帶負(fù)載見表2（其他不帶9692B型保護(hù)裝置的開關(guān)均處于合閘狀態(tài)）。

表2 保安段所帶負(fù)載

試驗(yàn)步驟：分保安段電源進(jìn)線二開關(guān)，快切裝置動(dòng)作，保安段電源切換至保安電源一。

試驗(yàn)結(jié)果：1）保安段電源二成功切換至保安段電源一；

2）上表所述負(fù)荷均實(shí)現(xiàn)立即重起動(dòng)。

試驗(yàn)二：柴油發(fā)電機(jī)帶載自起動(dòng)試驗(yàn)

試驗(yàn)?zāi)康模耗M全廠停電的情況，確認(rèn)柴油發(fā)電機(jī)能否帶載自起動(dòng)。

試驗(yàn)條件：1）保安段由電源一供電，電源二開關(guān)禁操；

2）保安段所帶負(fù)載與試驗(yàn)一相同。

試驗(yàn)步驟：分保安段電源進(jìn)線一開關(guān)，快切裝置動(dòng)作，起動(dòng)柴油發(fā)電機(jī)。

試驗(yàn)結(jié)果：柴油發(fā)電機(jī)帶載起動(dòng)成功。

柴油發(fā)電機(jī)帶載自起動(dòng)成功時(shí)的電流歷史曲線圖如圖1：

圖1 柴油發(fā)電機(jī)帶載自起動(dòng)成功時(shí)的電流歷史曲線圖

柴油發(fā)電機(jī)帶載自起動(dòng)成功時(shí)的電壓歷史曲線圖如圖2：

圖2 柴油發(fā)電機(jī)帶載自起動(dòng)成功時(shí)的電壓歷史曲線圖

7 成果鞏固

通過試驗(yàn)確認(rèn)對(duì)保安段進(jìn)行電氣二次改造，解決了柴油發(fā)電機(jī)起動(dòng)容量不足，無法帶載起動(dòng)的問題。為了把取得的成果加以鞏固，繼電保護(hù)班與有關(guān)部門協(xié)商后采取了以下鞏固措施。

1）加強(qiáng)柴油發(fā)電機(jī)的操作培訓(xùn)。

2）加強(qiáng)柴油發(fā)電機(jī)的維護(hù)工作。

3）柴油發(fā)電機(jī)定期試驗(yàn)。

4）改善系統(tǒng)運(yùn)行方式，使保安段運(yùn)行負(fù)荷容量盡量少。

5）降低柴油發(fā)電機(jī)低電壓保護(hù)的動(dòng)作電壓值，由原來的80%額定電壓改為70%額定電壓。

7 結(jié)語

張家口熱電公司兩臺(tái)300 MW供熱機(jī)組，擔(dān)負(fù)著供熱供電雙重任務(wù)，機(jī)組的安全性就顯得更加重要。通過對(duì)保安段的電氣二次改造，解決了柴油發(fā)電機(jī)起動(dòng)容量不足的問題，提高了事故備用電源的可靠性，機(jī)組的安全得到了進(jìn)一步的鞏固和加強(qiáng)。