某電廠柴油發電機同期點改造及改進方法

陳永遠 鄭承新

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

【關鍵詞】柴油發電機組 同期點 改造 改進

某電廠設計3臺300MW發電機組，每臺發電機組配置一臺快速啟動柴油發電機組，#1、#2、#3發電機組分別對應#1、#2、#3柴油發電機組。柴油發電機組的型號為ZIPL640P，生產廠家為浙江中高動力科技股份有限公司。柴油發電機組由可編程控制器PLC實現邏輯控制，柴油發電機組通過控制屏和電氣控制柜轉換開關實現柴油發電機組的手動、自動和試驗三種機組狀態的切換。柴油發電機組電氣控制柜具有手動狀態下同期功能和自動狀態下同期功能，通過手動同期投入轉換開關或自動同期投入轉換開關的A段、B段位置切換（轉換開關只有A段、B段兩個位置），可選擇交流保安A段、B段的同期投入，同期點為柴油發電機組出口開關。

1 #3柴油發電機同期點改造前介紹

1.1交流保安電源系統接線

如下圖（a）所示為#3發電機組的交流保安電源系統接線示意圖：

圖中3ZKK和4ZKK分別為交流保安PDCⅢA和PDCⅢB段的工作電源進線開關，電源取自#3發電機組的低壓廠用電；1ZKK和2ZKK分別為交流保安PDCⅢA和PDCⅢB段的備用電源進線開關，電源取自#3柴油發電機組；ZKK為#3柴油發電機組的出口開關，也是#3柴油發電機組電源與交流保安PDCⅢA和PDCⅢB段電源的同期開關。在兩交流保安段電壓正常時，柴油發電機組在手動狀態下手動啟動或在自動狀態下遠方啟動（DCS啟動或者緊急啟動按鈕啟動），開關ZKK不允許合閘。

1.2柴油發電機同期介紹

為保證交流保安電源系統運行安全，避免由于誤操作引起的柴油發電機組電源與低壓廠用電源的非同期并列，開關1ZKK和3ZKK，開關2ZKK和4ZKK在二次控制回路中具有以下邏輯關系：

（1）開關3ZKK在合閘狀態時，閉鎖開關1ZKK合閘；同樣開關1ZKK在合閘狀態時，閉鎖開關3ZKK合閘。

（2）開關4ZKK在合閘狀態時，閉鎖開關2ZKK合閘；同樣開關2ZKK在合閘狀態時，閉鎖開關4ZKK合閘。

在開關1ZKK和3ZKK、開關2ZKK和4ZKK邏輯條件的限制下，在#3柴油發電機組電源與交流保安PDCⅢA或PDCⅢB段電源進行同期時，無論是手動狀態下同期還是自動狀態下同期，開關1ZKK和2ZKK都需要在開關本體上強制合閘，才能將交流保安PDCⅢA和PDCⅢB段電源送至同期點。開關1ZKK和2ZKK，在就地合閘按鈕和遠方DCS合閘的正常操作方式下，將無法合閘，無法實現#3柴油發電機組電源與交流保安PDCⅢA或PDCⅢB段電源的同期。

2 #3柴油發電機同期點改造及存在的問題

2.1 同期點改造

為實現正常操作方式下#3柴油發電機組電源與交流保安PDCⅢA或PDCⅢB段電源的同期，對#3柴油發電機組電氣控制柜的同期功能進行了如下改造：

（1）改同期點為開關1ZKK和2ZKK，開關ZKK不再作為同期點。

（2）增加柴油發電機組同期合閘指令線至開關1ZKK和2ZKK，且同期合閘指令不受開關3ZKK和4ZKK合閘狀態的閉鎖。

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

（4）修改柴油發電機組在手動狀態下出口開關ZKK的合閘PLC控制邏輯。柴油發電機組在手動狀態下手動啟動，成功建立電壓和達到轉速時，允許手動合閘出口開關ZKK。

（5）修改柴油發電機組在自動狀態下出口開關ZKK的合閘PLC控制邏輯。柴油發電機組在自動狀態下遠方啟動，成功建立電壓和達到轉速時，自動合閘出口開關ZKK。

經過上述改造之后，#3柴油發電機組電源與交流保安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，柴油發電機組在手動狀態，手動同期投入轉換開關在A或B段位置，手動啟動柴油發電機組，成功建立電壓和達到轉速后，手動合出口開關ZKK，同期繼電器開始工作，待同期條件滿足，發指令合開關1ZKK或2ZKK。

（2）交流保安PDCⅢA或PDCⅢB段電源電壓正常，柴油發電機組在自動狀態，自動同期投入轉換開關在A或B段位置，遠方啟動柴油發電機組，成功建立電壓和達到轉速后，自動合出口開關ZKK，同期繼電器開始工作，待同期條件滿足，發指令合開關1ZKK或2ZKK。

2.2改造后存在的問題

上述同期點改造在試驗過程中看似合理、成功，但卻存在問題。在兩交流保安段母線電壓正常時，柴油發電機組在自動狀態下，處于備用狀態。發電廠集控運行規程中規定：柴油發電機組需定期進行啟動試驗。運行人員在每次做啟動試驗時，遠方啟動柴油發電機組，啟動成功之后，出口開關自動合閘，柴油發電機組電源就會與交流保安段電源同期并列。這樣就增加了柴油發電機組電源與交流保安段電源非同期并列的危險次數。柴油發電機組在手動狀態下啟動，如果出口開關合閘，也會出現在自動狀態的問題。

3 問題產生的原因及改進辦法

3.1 問題產生的原因

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分別為柴油發電機組的手動、試驗、自動狀態接點，SA2、SA3分別為手動同期投入、自動同期投入轉換開關，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，柴油發電機組在手動狀態，K1接點閉合，如果想手動啟動柴油發電機組，SA2轉換開關只能在交流保安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電機組手動狀態啟動的邏輯條件。同樣柴油發電機組在自動狀態，K3接點閉合，如果想遠方啟動柴油發電機組，SA3轉換開關只能在交流保安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電機組自動狀態啟動的邏輯條件。這也就是為什么手動同期投入轉換開關SA2、自動同期投入轉換開關SA3只有A、B兩個轉換位置的原因。也就明確了在交流保安段電壓正常時，柴油發電機組在自動或手動狀態下啟動，出口開關合閘之后，將會啟動同期的原因。

3.2 改進方法

經過上述的原因分析，為從根本上解決同期點改造后出現的問題，使柴油發電機組在手動和自動狀態下的同期功能，都可以按需求投入或退出，改進方法如下：

（1）修改K1、K3接點接線分別到2個PLC備用輸入端子，并修改PLC控制邏輯，K1接點閉合即為柴油發電機組手動狀態，K3接點閉合即為柴油發電機組自動狀態。

（2）取消K2接點接線。

（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段手動同期投入、交流保安B段手動同期投入、交流保安A段自動同期投入、交流保安B段自動同期投入。并修改PLC控制邏輯，0.0、0.2端子開入信號分別與出口開關合閘狀態構成與的關系作為交流保安A段同期投入繼電器K14的邏輯動作條件，0.1、0.3端子開入信號分別與出口開關合閘狀態構成與的關系作為交流保安B段同期投入繼電器K15的邏輯動作條件。

（4）更換交流保安A、B段手動同期投入轉換開關SA2和交流保安A、B段自動同期投入轉換開關SA3為三位置轉換開關，即分別代表A段、B段、同期解除（此位時A、B兩側接點都不接通）。

4結語

通過上述改進方法，使柴油發電機組的手動狀態接線與手動同期投入轉換開關的接線和柴油發電機組自動狀態接線與自動同期投入轉換開關的接線，在PLC接線端子上區分開，從而使輸入端子在PLC的邏輯定義和應用上區分開，同樣也使柴油發電機組在手動和自動狀態的同期功能可以按照需求投入或者退出，從根本上解決#3柴油發電機同期點改造后出現的問題。

參考文獻：

[1] 斯里蘭卡普特拉姆燃煤電站3×300兆瓦燃煤電站二期圖紙，60-F5222S-D0802.

[2] 柴油發電機組技術資料.

[3] 斯里蘭卡普特拉姆3×300兆瓦燃煤電站集控運行規程（第四版）.2015.4.