大功率柴油發電機系統調試

文/唐啟軍 中國核電工程有限公司 北京 100840

大功率柴油發電機系統調試

文/唐啟軍 中國核電工程有限公司 北京 100840

隨著技術發展及人們生活水平的不斷提高，一些重設備及場所，像銀行、醫院、學校、賓館等地方都配備有應急柴油發電機作為備用電源。本文以核電廠中壓應急柴油發電機為列，對大功率（1000kW以上）柴油發電機系統的調試試驗內容、方法及一些常見的問題進行了簡要分析和總結。

應急柴油發電機；調試

1、概述

柴油發電機作為備用電源為很多重要的供電負荷提供了另一路電源保障，尤其是在核電廠為了保證核安全，重要負荷除了外部電源供電外還設置了柴油發電機作為后備電源，在失去廠外電源后，能夠自動快速啟動，并按設定的程序分批帶上重要負荷。由于柴油發電機都是在緊急情況下給重要負荷提供電源，可靠性要求高、容量較大，如核電廠中壓應急柴油發電機功率高達6000kW，本身又有多個輔助系統，所以必須經過一系列合理全面的調試試驗驗證其各系統功能滿足設計要求后才能正式投用。

2、試驗主要內容

2.1 柴油發電機組控制系統調試

柴油發電機本體及輔助系統的控制采用的是PLC與繼電器回路相結合的控制方式。其中PLC處理了絕大多數的模擬量信號，如溫度、壓力、液位等，而機組重要的控制邏輯則是由繼電器回路邏輯判斷完成。

柴油發電機控制邏輯的調試也就是模擬各個系統的工作狀態，檢驗機組各個系統的運行是否正常。在調試的過程中，針對模擬量信號的不同，選用不同的模擬量發生器進行模擬，比如4～20mA電流信號，采用電壓電流校驗儀DPI832進行模擬；轉速探頭發出的信號用頻率發生器Agilent 33220A進行模擬。進行信號模擬的同時，關注PLC以及模擬量轉換模塊的各個設定值是否正確，對不正確的定值及時修改，對于控制邏輯中各種模塊的參數設定也要進行仔細檢查。

當各個系統的控制邏輯調試完畢后進行系統聯調，從而真實的檢驗各個探頭的工作是否完好，以保證機組啟動的安全。

2.2調速系統調試

核電廠應急柴油發電機調速模塊的型號為ECS956/G，一主一備。正常狀態下，主調速器工作，當主調速器發生故障時，自動切換到備用調速器工作，保證機組的正常運行。機組的調速器參數在生產廠家進行調試的時候已經按照設計要求設定完成，故現場只需要進行外部控制屏與其的接口調試。主要包括：機組的增減轉速調節信號、各種停機保護匯集的停機信號、啟動失敗停機信號等，由于調速器中進行了光電隔離，故送至調速器的信號均為有源信號。

2.3電氣保護系統調試

發電機電氣保護采用西門子7UM62數字式多功能保護裝置，其配置有高性能的微處理器，所有的任務如模擬量采集、發送命令到斷路器和其它開關設備都是數字化處理。

發電機保護主要有：差動保護、低電壓保護、過電壓保護、低頻保護、過頻保護、過流保護、失磁保護、逆功率保護、定子接地保護等。

保護裝置的主要調試項目包括：保護柜柜體安裝、模塊安裝、屏內接線等整體狀態檢查；保護柜上電前的絕緣檢查；繼電器的動作值、返回值測量；保護裝置電壓、電流量采樣校驗；發電機各個電氣保護相關定值校驗；保護柜本體控制邏輯檢查；保護整體傳動試驗。

2.4勵磁系統試驗

柴油發電機勵磁系統調試試驗主要包括：靜態功能檢查、短路試驗、空載試驗、零起升壓試驗。

柴油機靜態功能檢查主要是檢查勵磁設備外觀、絕緣、采樣、定值、信號等是否合格，檢查二極管、發電機定子絕緣能力。

柴油發電機短路和空載試驗一般設置幾個短路電流點或電壓點，每個點記錄發電機定子電壓、勵磁機勵磁電流、勵磁機勵磁電壓、發電機定子繞組溫度、發電機軸承溫度等參數，同時將這些數據匯總后與生產廠家出廠調試的短路試驗曲線或空載試驗曲線進行比較。

零起升壓試驗則主要是為了檢查勵磁系統的完整性及可用性，同時進行相序檢查、發電機電壓調節、發電機空載滅磁常數測量、發電機殘壓測量等內容。

2.5同期系統調試

核電廠應急柴油發電機的同期并網裝置為可移動式同期小車，其并網分手動和自動并網。手動并網就是在手動操縱方式下對電壓和頻率進行調節，在滿足并網條件后按下同期合閘指令進行并網；自動并網是通過同期小車的MSR3模塊發出自動調節指令，當滿足并網條件后自動發出同期合閘指令進行并網操作。柴油發電機同期系統的調試主要內容就是驗證同期小車手動和自動模式各回路通道是否正確，采用模擬的方法驗證采集的信號能否準確的輸入同期裝置、同期裝置能否正確發出相關指令、發出的指令柴油發電機能否準確收到。

2.6運行驗收試驗

應急柴油發電機在完成上述調試試驗后還要進行運行驗收試驗，主要包括穩態運行試驗和驗收試驗。穩態運行試驗主要內容是柴油機在三到四個功率平臺穩定運行一定小時，核電廠一般要求在額定功率平臺穩定運行24小時，110%功率平臺運行兩小時。柴油發電機的驗收試驗主要內容是驗證柴油發電機在各種事故情況下可以緊急啟動并帶上負荷運行，同時驗證突然增加負荷和減少負荷時柴油發電機組的各項參數滿足要求。

3、試驗中常見問題

在柴油發電機試驗過程中需重點注意以下問題并做好預防：

1）電壓電流回路問題。試驗過程中需防止出現CT開路，PT短路情況，并且注意在驗證完CT回路的完整性后CT回路短接片劃開，防止差動保護動作。

2）定值問題。柴油機首次啟動，需退掉低電壓保護，柴油機短路試驗也需退掉低電壓保護定值；柴油機的驗收試驗中甩負荷及突增負荷會出現頻率過低或過高情況，需修改定值；柴油機穩態試驗在110%功率時，注意過負荷定值。

3）溫度及振動報警問題。試驗過程中會經常發生溫度或者振動高報警，需要試驗人員仔細快速判斷是真實的報警還是假信號，但不管是否為真實信號，必須先停下來分析確定后再繼續進行相關試驗。

總結：

柴油發電機調試試驗涉及機械、儀控、電氣、工藝等多個專業，試驗前必須提前協調好相關專業人員，做好風險分析，試驗過程中嚴格按照試驗方案執行。本文對柴油發電機的基本內容及方法進行了簡要介紹，對于同類大功率柴油發電機的調試可以提供借鑒。

[1]《電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準》GB50150-2006.

[2]《核電站備用電源柴油發電機組的標準準則》IEEE387-1995.