大型火電廠保安柴油發電機組的調試措施

王立平，趙明遠，張鵬偉，楊忠飛，薛建慶

（國能錦界能源有限責任公司，陜西榆林 719319）

0 引言

火電廠保安段所帶的設備負載主要為引風機潤滑油站電源、送風機液壓油站電源、一次風機液壓油站電源、磨煤機潤滑油站電源、空預器主電機、盤車電機、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荷等，這些負載是火電廠汽輪機及鍋爐等主要設備的關鍵設備。柴油發電機組是保證大型火電廠在發生用電系統失電時能夠安全停機和快速恢復供電的必備設備，當出現全廠停電或保安段主、備電源失電時，它可以讓機組順利停機，并保證重要系統繼續運行，避免造成發電機大軸彎曲、汽輪機軸變形、鍋爐爆管等事故而設置的電源。因此，保安柴油發電機組調試措施決定著整個保安電源系統的安全性與可靠性。

1 系統概況

某電廠二期為2×600 MW 3#機組保安段的事故應急保安電源采用英國康明斯公司生產的柴油發電機組，單機容量為1200 kW。在保安PC 段系統電源失電的情況下，能快速自啟動帶載運行。機組自啟動成功后，保安段負荷分級投入。

事故備用保安電源的啟動是利用柴油發電機組的饋線斷路器和交流事故保安段上的工作電源進線斷路器相互聯鎖實現的（圖1）。當保安段母線電壓消失時，經3～5 s 延時（避開繼電保護和保安段母聯自動投入時間），通過保安段母線電壓監視繼電器及輔助繼電器聯動機組自動啟動，同時聯鎖保安段上工作電源進線斷路器跳閘，保安PC A、B 段備用進線開關自動合閘，柴油發電機組開始向保安段母線供電。當保安段系統工作電源恢復時，人工斷開保安段備用電源進線斷路器，機組按預定程序停機。

圖1 保安段柴油發電機組電氣系統

（1）主要設備有：柴油發動機，型號為C1400D5，額定功率1397 kW，額定轉速1500 r/min；交流發電機的額定功率為1200 kW，電壓400 V，額定電流2165 A，功率因數為0.8，頻率50 Hz。

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

2 試驗目的及準備過程

2.1 調試目的

本次調整和試驗的目的主要有3 個：①驗證柴油發電機組的性能指標是否合格；②驗證自動控制系統邏輯正確；③驗證回路接線正確、整個系統集成符合設計。

2.2 試驗前應具備的條件

（1）柴油發電機、發動機及相關的一、二次設備安裝工作全部結束，經過驗收合格并通過質檢。

（2）啟動范圍內的一、二次系統電氣設備的各項常規試驗已完成，并均符合規程和制造廠的要求，試驗報告齊全。

（3）保護、測量、操作信號、同期回路及調節器等接線完整，并按設計圖紙逐項進行操作。

（4）接地系統符合設計要求。

（5）通風系統良好，柴油機房排氣暢通。

（6）蓄電池充放電試驗結束。

（7）在機油箱內加油至油位計的最大油位。

（8）機組的控制伺服閥及速度調節器動作靈活無卡滯，所有的機械及電氣保護經校驗動作正確。

（9）柴油發電機冷卻系統具備投入運行條件。

（10）柴油發電機的燃料系統正常并能及時投入使用。

（11）所有屬于啟動范圍內的電氣設備均已命名編號、帶電設備已掛上相應標示警告牌。

（12）對本次試驗有關的設備和現場作一次全面的清掃檢查，生產區域場地應平整，道路暢通，所有與運行無關的物件均應清除，電纜孔應堵死，保證巡視和檢修道路暢通無阻。

（13）消防和照明設施完善，啟動期間停止啟動范圍內的一切其他施工項目。

（14）與本次試驗有關的圖紙、主設備及二次回路的試驗數據出廠報告等資料備齊，啟動時帶到現場備查。

（15）保安PC 段已由系統供電正常運行。

（16）在各項試驗過程中現場電氣設備應派有經驗的安裝人員負責檢查監視，并用對講機與控制室指揮保持聯系，發現問題及時匯報。

（17）運行人員應事先做好保安段失電后的事故應急預案。

3 調試項目及試驗程序

3.1 柴油發電機開機試驗

3.1.1 絕緣電阻測試

拆除電壓調節器和轉子繞組之間的連接及其他控制線和接地線，用1000 V 搖表測量發電機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 啟動及空載運行

分別用手動和自動兩種方式啟動柴油發電機，在啟動后空載運行大約10～20 min 后，進行機械和電氣性能方面的初步檢查，主要檢查發電機的機械振動、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正確。對機組的保護聯鎖、報警值及參數指示值進行動態校驗，同時記錄開機至電壓上升到額定值的時間。

3.2 AVR（自動電壓調節器）及發電機保護試驗

3.3 柴油發電機組同期電路檢查

（1）在保安A 段工作電源運行時，檢查同期回路及同期裝置的正確性。

（2）在保安B 段工作電源運行時，檢查同期回路及同期裝置的正確性。

（3）在保安A 段備用電源運行時，檢查同期回路及同期裝置的正確性：斷開保安PC A 段工作電源進線開關3ZKK，由柴油發電機向保安PC A 段供電，驗證同期電路的正確性。

（4）在保安B 段備用電源運行時，檢查同期回路及同期裝置的正確性：斷開保安PC B 段工作電源進線開關4ZKK，由柴油發電機向保安PC B 段供電，驗證同期電路的正確性。

3.4 工作進線開關與備用進線開關聯鎖電路檢查驗證

（1）將柴油發電機組控制開關置于自動控制方式。

（2）將聯鎖投入、退出轉換開關切換至聯鎖投入位置。

（3）確認保安段備用電源進線隔離插頭在分斷位置，A 段正常運行（工作進線開關3ZKK 合閘位置）、B 段正常運行（工作進線開關4ZKK 合閘位置）。

（4）人工拉保安A 段工作進線開關3ZKK，保安A 段備用進線開關1ZKK 經聯鎖電路自動合閘、柴油發電機組自動啟動并建立電壓，機組程序控制系統發出合閘指令，機組饋電開關ZKK合閘。

（5）人工拉保安B 段工作進線開關4ZKK，保安B 段備用進線開關2ZKK 經聯鎖電路自動合閘、柴油發電機組自動啟動并建立電壓，機組程序控制系統發出合閘指令，機組饋電開關ZKK 合閘。

3.5 柴油發電機組自動投入試驗

（1）將柴油發電機組控制開關置于自動控制方式。

（2）將聯鎖投入、退出轉換開關切換至聯鎖投入位置。

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

（4）控制臺緊急啟動柴油發電機組試驗，試驗前檢查確認保安段PT 柜聯鎖開關LK 在投入位置：①在控制室按保安柴油機緊急啟動按鈕，柴油發電機組將自動啟動。此時人工拉保安A 段工作進線開關3ZKK，保安A 段備用進線開關1ZKK 經聯鎖電路自動合閘。當柴油發電機組電壓建立后，機組程序控制系統發出合閘指令，機組饋電開關ZKK 合閘，機組向保安PC A 段供電；②在控制室按保安柴油機緊急啟動按鈕，柴油發電機組將自動啟動。此時人工拉保安B 段工作進線開關4ZKK，保安B 段備用進線開關2ZKK 經聯鎖電路自動合閘。當柴油發電機組電壓建立后，機組程序控制系統發出合閘指令，機組饋電開關ZKK 合閘，機組向保安PC B 段供電。本項試驗應特別注意，在人工撳下緊急啟動按鈕后，應盡快跳開保安段工作電源進線開關3ZKK（4ZKK），以避免柴油發電機與系統電源并列運行。

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

（6）停機操作：退出失壓連鎖控制開關，在SCR 上操作發出停機指令，人工斷開備用電源進線開關1ZKK、2ZKK、合上保安A（B）段工作進線開關3ZKK、4ZKK，柴油發電機按程序跳開饋電開關ZKK 并停機，保安系統恢復正常運行（由系統電源供電）。

（7）機組并列試驗。試驗的前提是，機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）遠方/就地控制開關SC 放到“同期”位置→保安PC 段由系統電源正常供電，此時，人工在柴油發電機組就地控制柜啟動柴油發電機→當發電機電壓建立并達到額定值時，機組同期裝置將自動進行同期檢測→當符合同期并列條件時，同期裝置將發出同期合閘指令，備用電源進線開關1ZKK（2ZKK）合閘，機組與系統并列運行。

（8）試驗結束后，將1ZKK（2ZKK）遠方/就地控制開關SC 切換到“遠方”位置，斷開A、B 段保安電源備用進線開關1ZKK、2ZKK，柴油發電機組饋電開關ZKK。

（9）帶負荷試驗（本試驗需要事先安排以便組織相應的負荷來檢驗發電機的出力）帶保安PC A、B 段負荷：①在控制室按保安緊急啟動按鈕或直接人工跳保安A 段工作進線開關3ZKK、啟動柴油發電機組，由柴油發電機組向保安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 段工作進線開關4ZKK、啟動柴油發電機組，由柴油發電機組向保安B 段供電；③測量機組的輸出功率，驗證柴油發電機組帶負荷能力；④在額定功率下運行4 h 對系統進行全面考驗。

3.6 質量標準

（1）保安電源系統一、二次回路接線正確，符合設計。

（2）自動控制系統邏輯正確，系統功能符合設計。

（3）P T 二次回路電壓正常，相序正確。

（4）各電氣開關操作靈活，工作可靠。

（5）柴油發電機機組運行正常，各項電氣指標符合規定。

（6）所有表計指示靈活、顯示正確。

（7）所有繼電保護工作正常，動作正確。

4 結束語

大型火電廠保安柴油發電機組調試措施，直接關系著能否實現用電系統失電時能夠安全可靠停機和快速恢復供電，保安電源的控制邏輯設計應以安全可靠為基礎，保安柴油發電機組是保護主機等重要設備安全的最后防線，因而顯得至關重要。