某電廠柴油發電機組控制系統缺陷分析

文賀明

摘要：本文詳細介紹了某電廠柴油發電機組關于控制系統的缺陷故障，詳細描述了故障情況、處理過程及效果，可供設備檢修人員參考，亦可作為專業人員培訓的教材。

關鍵詞：柴油發電機組；缺陷；處理；分析

一、某電廠柴油發電機組簡介

某電廠2×600MW機組工程，為確保汽輪發電機組在事故情況下安全停機，每臺機組設置了一臺FGWILSON公司的額定功率為1320kW的柴油發電機組作為交流事故保安電源，設置一段柴油發電機配電盤作為事故保安PC段，設有400V鍋爐保安MCCA（B）、汽機保安MCCA（B）、脫硫保安MCC段和事故照明保安MCC段，以保證在廠電電源消失情況下，各種重要負荷的用電。

FGWILSON所提供的備用電源控制系統采用WOODWARD公司的6000系列控制器對柴油發電機組的控制及并網控制系統的控制，并采用施耐德Modicon M340系列PLC為輔助控制及數據處理中心，能實現自動狀態下的市電失壓啟機帶載、市電回并操作、手動狀態下的正并操作和手動空載測試操作。

二、某電廠柴油發電機組控制系統缺陷描述及分析

（一）柴油發電機組KO開關無法合閘缺陷

1.缺陷情況

某廠在機組生產運行時，#1柴油發電機在日常定期的啟動試驗中，出口K0開關在自動位偶爾合閘不成功，導致柴油發電機組無法正常啟動，同時也降低了柴油發電機組在機組運行時，各段MCC事故狀態下的安全穩定性及可靠性。

2.缺陷處理情況

檢修人員立即對#1、2機柴油發電機控制系統回路進行了全面細致地檢查，并對兩臺機組柴發分別進行了如下試驗和結果分析：

柴發出口K0開關機構正常，時間繼電器，分發閘線圈也正常，故準備對開關回路進行合閘試驗。對照開關控制回路，發現控制回路工作電壓為220V，該電壓是在柴發正常啟動后，電壓建立后發的合閘指令，試驗電壓將采用外部（檢修電源）的220V電壓，在回路中串入調壓器，將電壓從0～220V進行調節，發現在85%Ue（220V）時多次出現開關合閘不成功。故判斷為柴油發電機組建壓時間不夠，檢查時間繼電器后，發現繼電器時間設置過短，柴油發電機組未完全建壓就已發出合閘指令，從而導致K0開關合閘失敗。后將時間繼電器時間時間加長，機組恢復正常，運行良好。

3.缺陷處理效果

通過對這次缺陷處理，徹底解決了K0開關因柴油發電機組啟動建壓時間過短，無法合閘的問題，增強了機組運行時，柴油發電機組在各MCC段事故狀態下的安全穩定性，和可靠性。

（二）柴油發電機組啟動至帶載時間過長缺陷

1.缺陷情況

某廠在機組生產運行時，柴油發電機在日常定期的啟動試驗時，#2柴油發電機組在K0開關在 “自動”位啟動時間過長，導致柴油發電機組無法快速啟動，同時造成正常備用的保安母線失壓時切換時間過長，對設備安全造成了隱患，同時也降低了柴油發電機組在機組運行時，各段MCC事故狀態下的安全穩定性及可靠性。

2.缺陷處理情況

針對該現象，檢修人員立即對柴油發電機控制系統回路進行了全面細致地檢查，并對柴油發電機組進行如下的檢查試驗和結果分析：

對柴油發電機組試驗，發現如果將柴發出口K0開關控制屏方式開關置“手動”位，則K0開關合、分閘受PLC控制，在廠用保安段失電時柴發啟動至正常帶載時間正常（約10s左右完成切換帶載）。如果將柴發出口K0開關控制屏方式開關置“自動”位，則K0開關合、分閘行為將自動取決于柴發啟動后機端電壓（有壓后本柜內SJ延時動作合閘，欠壓分閘）而不受PLC控制，檢查中發現SJ整定為9s位置，如此將造成KO合閘延時變長，從而影響到隨后的切換過程中跳保安段工作電源進線開關時間變長、合保安段備用電源進線開關需等到6301柴油機控制器再次發出“機組BCR輸出“指令后才能完成合閘，從而導致了柴發在保安段失電時啟動至正常帶載時間過長。

3.缺陷處理效果

通過對這次缺陷處理，徹底解決了K0開關在自動位時因柴油發電機組啟動至帶載時間過長，影響機組事故狀態下，保安電源切換時間過長問題，增強了機組運行時，柴油發電機組在各MCC段事故狀態下的安全穩定性，和可靠性。

（三）柴油發電機組控制器缺陷

1.缺陷情況

某電廠在機組生產運行時，#1機組柴油發電機控制電源在斷電恢復時，柴發6301控制器無法操作，導致柴油發電機組做日常定期的啟動試驗。同時#1柴發控制器故障后，整個#1機保安系統失效，加之當前我廠直流系統蓄電池容量大幅降低，如遇到電網故障（啟備變亦將失電）或者廠內故障而廠用電切換失敗，運行機組重要輔機將失去電源而不能安全停機，對主機設備將造成巨大損害，機組運行陷入重大隱患中。

2.缺陷處理情況

針對該故障檢查發現控制器死機，面板僅顯示程序版本號，所有操作均失效，電氣專業人員多次斷電重啟無法恢復正常。

同時檢修人員判斷該控制器接線松動及芯片插腳氧化等現象均可能導致控制器死機，故檢修人員立即對控制器進行以下操作：

拆除控制器所有外接線，卸下控制器，打開面板仔細檢查內部電路板元器件，取下重要芯片，擦拭控制器的所有針型插腳以及確認內部接線有無松動，重新按壓各芯片確保芯片接觸可靠，處理完成后送上柴發控制回路電源M2空開，插上航空插頭J5（電源），觀察控制器面板是否恢復正常，并依次插上航空插頭J1（PLC）、J8（通信）、J2（信號），控制器恢復正常。聯系運行人員，試運行柴發。送電后控制器恢復正常運行。

3.缺陷處理效果

解決了柴油發電機組的控制器死機的問題，確保了在廠內直流系統蓄電池容量大幅降低情況下，保證電網故障（啟備變亦將失電）或者廠內故障而廠用電正常切換，增強了機組運行時，柴油發電機組的安全穩定性，和可靠性。

三、結語

本文僅就某電廠柴油發電機組控制系統中出現的部分缺陷進行了分析，但隨著設備運行、機組老化，柴油發電機組會出現越來越多的缺陷，檢修人員必須做好每一次缺陷分析，為設備運行及設備保養積累更多的經驗，確保柴油發電機組安全、穩定運行，從而保證機組在事故狀態下保證電廠主設備的安全。

參考文獻：

[1]威爾信有限公司.威爾信柴油發電機6000控制屏操作手冊.2007.

[2]顧振江.繼電保護及二次回路實用技術.北京：中國電力出版社，2010.