發(fā)電廠柴油發(fā)電機(jī)組有載試驗風(fēng)險預(yù)控與實施

【摘 要】一般火電機(jī)組都配備有快速啟動的柴油發(fā)電機(jī)組作為交流事故保安電源。定期空載試驗與有載試驗有利于柴油機(jī)發(fā)電機(jī)組的保養(yǎng)和檢查，而并網(wǎng)有載試驗是有風(fēng)險。經(jīng)過分析，采取措施將各因素試驗的風(fēng)險得到控制，有載試驗成為有效檢驗設(shè)備系統(tǒng)的常規(guī)定期工作。

【關(guān)鍵詞】保安段電源；柴油發(fā)電機(jī)組；有載試驗

1.柴油發(fā)電機(jī)組在電廠的使用

電廠保安段電源非常重要，很多重要的負(fù)荷都接在保安段電源。在廠用電事故情況下，例如主變或發(fā)電機(jī)因故障突然跳機(jī)，廠用電切換到備用電源失敗，都會造成電廠失電無法正常停機(jī)而引發(fā)重大事故。為保證機(jī)組安全停機(jī)，避免大軸彎曲等事故，一般火電機(jī)組都配備有快速啟動的柴油發(fā)電機(jī)組作為交流事故保安電源。

以某廠為例，保安段接線方式如圖1。每臺機(jī)組裝設(shè)的柴油機(jī)組型號為FPM1108的柴油發(fā)電機(jī)組，功率為1000KW，該柴油發(fā)電機(jī)組主要組成為Perkins（勞斯萊斯）的4012TWG2型柴油機(jī)（配置GT82控制器）和中美合資上海馬拉松公司（Marathon）的MX-1030-4型發(fā)電機(jī)（配置PMG勵磁裝置，具有快速反應(yīng)的永磁無刷勵磁系統(tǒng)），出口開關(guān)有配有同期裝置。每臺機(jī)組設(shè)有兩段保安PC段，兩臺機(jī)組的快速柴油機(jī)組在保安C段設(shè)有緊急聯(lián)絡(luò)開關(guān)。正常運行時，保安A段由鍋爐B段供電，汽機(jī)A段作備用電源。[1]保安B段由鍋爐A段供電，汽機(jī)B段作備用電源。當(dāng)保安段母線電壓低至25%UN或失去電壓狀態(tài)時，柴油發(fā)電機(jī)組自啟動。當(dāng)保安段母線電壓降低到上述值時，經(jīng)0～10秒（可調(diào)）故障確認(rèn)后，通過保安段母線低電壓保護(hù)聯(lián)動機(jī)組自啟動，合發(fā)電機(jī)饋線開關(guān)K0。當(dāng)廠用交流電源恢復(fù)時，保安段自動恢復(fù)由380V鍋爐PC段或汽機(jī)PC段供電，在倒換過程中應(yīng)采用瞬間停電的方法，嚴(yán)禁采用并列倒換。

2.有載試驗的必要性

柴油發(fā)電機(jī)作為最后一個保障，在事故情況下正常啟動至關(guān)重要。絕大多數(shù)時間柴油發(fā)電機(jī)組處于備用狀態(tài)，一旦停電，就要求發(fā)電機(jī)組立即啟動供電，否則備用機(jī)組將失去它的意義。實踐證明，加強(qiáng)日常維護(hù)檢測是可以有效避免事故發(fā)生。許多嚴(yán)重故障以及事故的發(fā)生，往往由于小的維護(hù)疏忽引起的，只有建立完善的維護(hù)保養(yǎng)規(guī)程，定期規(guī)范地對發(fā)電機(jī)組進(jìn)行保養(yǎng)維護(hù)檢測，有備才能無患，未雨綢繆才能防范與未然。為確保安全，電廠規(guī)程一般會規(guī)定柴油發(fā)電機(jī)應(yīng)該做空載試驗及有載（帶負(fù)荷）試驗的周期。實際上，空載試驗發(fā)現(xiàn)了不少問題，并及時得到了妥善的處理，減少了事故隱患；但帶負(fù)荷試驗因為種種原因經(jīng)常沒有得到有效實施，這對柴油機(jī)的保養(yǎng)和維護(hù)都是不利的。

[2]在有載試驗過程中發(fā)現(xiàn)問題有：a.機(jī)組長時間輕載運行，導(dǎo)致噴油器積碳嚴(yán)重，時間久了就會堵塞噴油孔；b.機(jī)組進(jìn)風(fēng)量不足，房間溫升大，影響了機(jī)組功率輸出；c.柴油發(fā)電機(jī)組接線端線路有老化，端頭生銹，接線松動的現(xiàn)象，有的問題導(dǎo)致報警不動作，有的導(dǎo)致不能啟動運行；d.加熱器的水管老化；e.啟動蓄電池老化；f.因接線或操作原因K0開關(guān)不能正常合閘；g.柴油管道積空氣，進(jìn)油不暢導(dǎo)致機(jī)組不能正常啟動等等。

因此，柴油發(fā)電機(jī)組定期做有載試驗是非常必要的。

3.試驗風(fēng)險預(yù)控

柴油發(fā)電機(jī)組有載試驗涉及到保安段的并列運行，存在非同期合閘等重大事故隱患，可能會380V系統(tǒng)及其他設(shè)備造成嚴(yán)重?fù)p壞，具有一定的風(fēng)險。對出現(xiàn)的主要風(fēng)險及預(yù)防措施有：

a.防止非同期并列：試驗過程中產(chǎn)生沖擊，導(dǎo)致380V系統(tǒng)跳閘。試驗前做好核相工作，并確保同步裝置工作正常，減少并列沖擊。

b.柴油發(fā)電機(jī)組有可能出現(xiàn)故障導(dǎo)致試驗不能進(jìn)行：出現(xiàn)設(shè)備重大故障時，應(yīng)檢查KO開關(guān)跳閘，機(jī)組停止運轉(zhuǎn)并儀表盤報警。若沒有跳閘，則應(yīng)立即按下“緊急停止”按鈕，緊急停機(jī)。試驗停止，待檢查故障原因并消除后再決定是否繼續(xù)進(jìn)行試驗。

c.防止走錯間隔：設(shè)備的標(biāo)志要齊全。嚴(yán)格執(zhí)行監(jiān)護(hù)制度，嚴(yán)格進(jìn)行操作票制度，核對設(shè)備名稱及編號。正確使用安全鑰匙，不得隨意解鎖。

d.防止事故擴(kuò)大：試驗前通知環(huán)化、熱工及計算機(jī)中心，將與保安電源有關(guān)的關(guān)鍵用戶盡量轉(zhuǎn)移。試驗結(jié)束后，盡快恢復(fù)。

在停機(jī)過程中必須保證的用戶負(fù)荷為保安重要負(fù)荷，柴油發(fā)電機(jī)的設(shè)計容量應(yīng)該滿足提供使機(jī)組安全停運的重要設(shè)備使用的要求。在完全失去6KV廠用電的緊急事故情況下，可以迅速把保安段其它負(fù)荷拉開，只剩以下表2中負(fù)荷。由上表1及表2可以看出，柴油發(fā)電機(jī)的設(shè)計容量足夠提供使機(jī)組安全停運的重要設(shè)備使用。有載試驗必須是在對所帶負(fù)荷進(jìn)行合理、科學(xué)的選取后進(jìn)行。確認(rèn)不會影響到現(xiàn)場設(shè)備的健康，不會影響檢修工作的開展，不會影響到鄰機(jī)的運行。在未進(jìn)行過試驗或設(shè)備更新后未試驗的廠，首次試驗在主機(jī)停機(jī)或啟機(jī)前做是比較合適。這樣即使在試驗過程中產(chǎn)生沖擊，使一段保安段失電，甚至是保安段進(jìn)線開關(guān)失靈情況下導(dǎo)致鍋爐段或汽機(jī)段跳閘情況發(fā)生，停運機(jī)組不會受較大影響。每一臺機(jī)組首次試驗成功后，同臺機(jī)組再做正常運行情況下的試驗。

4.試驗過程

做有載試驗中，先手動合上保安任一段開關(guān)（優(yōu)先考慮B段K2開關(guān)），啟動柴油發(fā)電機(jī)組，調(diào)整柴油發(fā)電機(jī)電壓比保安B段電壓高5%，頻率高0.1Hz左右，使用同步裝置將K0自動合閘并網(wǎng)，小幅度調(diào)整使其出力慢慢增加至持續(xù)功率值，并嚴(yán)密監(jiān)視就地及CRT表計參數(shù)，檢查無異常后合上保安另一段開關(guān)（A段K1開關(guān)），試驗過程中各項指標(biāo)特別是功率及電流不超過額定值。運行到規(guī)定時間（20分鐘）后，再慢慢調(diào)小出力，直至功率為0，分開K1、K2開關(guān)，檢查試驗保安段運行正常后，分閘KO開關(guān)，停運柴油發(fā)電機(jī)。每個電廠柴油機(jī)帶負(fù)荷試驗應(yīng)該有完整齊全的操作票，試驗過程應(yīng)嚴(yán)格按票操作進(jìn)行。為了確保機(jī)組安全和試驗的順利進(jìn)行，分兩種情況進(jìn)行：

4.1首次試驗

在停機(jī)情況下，做柴油發(fā)電機(jī)與保安段帶電（即廠網(wǎng)380V）并列試驗，應(yīng)先檢驗柴油發(fā)電機(jī)同期裝置及其各保護(hù)的可靠性。

具體步驟為：拉開柴油發(fā)電機(jī)出口開關(guān)KO至試驗位，啟動柴油發(fā)電機(jī)，合上K1或K2開關(guān)，人工核相確認(rèn)后，讓電氣人員短接K0在工作位信號再做假同期試驗。經(jīng)校驗一致，確認(rèn)同期裝置及保護(hù)無誤后，停運柴油發(fā)電機(jī)，把KO開關(guān)送到工作位，按票操作，實現(xiàn)柴油發(fā)電機(jī)與廠網(wǎng)380V并列運行。然后慢慢提高柴油發(fā)電機(jī)的出力，檢驗柴油發(fā)電機(jī)組帶載穩(wěn)定運行能力。

4.2機(jī)組運行時的正常試驗

考慮選擇保安B段作為第一并列運行對象，因為A段負(fù)荷有A磨、B磨、C磨油泵，其中A磨具有微油模式是鍋爐運行中穩(wěn)燃的屏障。萬一試驗過程中，保安B段失電，機(jī)組仍可在300MW機(jī)一下負(fù)荷運行，避免機(jī)組非停。待柴油發(fā)電機(jī)與保安段并列運行正常后再將保安A段并列。

萬一在試驗期間發(fā)生非廠用電全停的機(jī)組跳閘事故，則應(yīng)立即停止試驗，保證保安A段、保安B段正常工作，因為盤車電機(jī)、空預(yù)器電機(jī)等重要負(fù)荷在保安B段，機(jī)組安全停運所需的設(shè)備的電源要得到保證。

以該廠正常試驗為例，并網(wǎng)時系統(tǒng)無沖擊，各參數(shù)平穩(wěn)，保安A、B段與C段并列后帶650KW負(fù)荷，系統(tǒng)各參數(shù)為表3所示。

5.結(jié)論

并網(wǎng)有載試驗有利于柴油發(fā)電機(jī)組的維護(hù)、保養(yǎng)和保安電源系統(tǒng)的檢查。對過程風(fēng)險采取防范措施后，有載試驗可以安全實施，而且是必要、有效的，應(yīng)列為檢驗設(shè)備系統(tǒng)的常規(guī)定期工作。有載試驗定期進(jìn)行，規(guī)范的操作訓(xùn)練，可以鍛煉值班員對柴油發(fā)電機(jī)組的動手操作能力，對于緊急事故處理有益。

【參考文獻(xiàn)】

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