保安段柴油發(fā)電機(jī)啟動(dòng)后帶負(fù)載失敗原因分析與對(duì)策

安福旺 殷麗梅 張永龍

摘 要：為了驗(yàn)證保安PC段上各負(fù)載保護(hù)裝置、柴油機(jī)控制器等各控制元件參數(shù)的配合是否合理，需要進(jìn)行保安電源切換及柴油發(fā)電機(jī)啟動(dòng)后帶負(fù)載試驗(yàn)，但在進(jìn)行柴油發(fā)電機(jī)同時(shí)接帶保安PCA和PCB段試驗(yàn)時(shí)出現(xiàn)了失敗，通過分析整個(gè)試驗(yàn)過程，發(fā)現(xiàn)柴油發(fā)電機(jī)控制器中的“低電壓保護(hù)”對(duì)柴油發(fā)電機(jī)啟動(dòng)后能否成功接帶負(fù)載影響較大，最后根據(jù)試驗(yàn)過程中的錄波圖合理地整定了“低電壓保護(hù)”電壓定值和時(shí)間定值，重新進(jìn)行了保安段電源切換試驗(yàn)，試驗(yàn)成功，徹底解決了此問題。

關(guān)鍵詞：保安電源；柴油發(fā)電機(jī)；低電壓保護(hù)；ATS

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.14.035

0 引言

火力發(fā)電廠的柴油發(fā)電機(jī)保安電源是發(fā)電機(jī)組安全停運(yùn)的重要保障，目前國(guó)內(nèi)發(fā)電廠使用的柴油機(jī)大部分為純進(jìn)口機(jī)組，柴油機(jī)的控制器、調(diào)速裝置和發(fā)電機(jī)的調(diào)壓裝置也都為進(jìn)口設(shè)備，由于以上設(shè)備平時(shí)基本處于免維護(hù)狀態(tài)，因此對(duì)設(shè)備的說明書、圖紙和內(nèi)部邏輯基本沒有全面掌握，尤其是控制器內(nèi)部的參數(shù)沒有進(jìn)行認(rèn)真分析和設(shè)置，全部是廠家調(diào)試好后便拿來使用，當(dāng)其中的一些參數(shù)設(shè)置不合理但在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中未發(fā)現(xiàn)時(shí)，將導(dǎo)致真正發(fā)生事故后柴油發(fā)電機(jī)不能帶負(fù)荷正常運(yùn)行，嚴(yán)重威脅發(fā)電機(jī)組的安全運(yùn)行，本文通過模擬發(fā)電機(jī)組事故停機(jī)后運(yùn)行設(shè)備，對(duì)柴油發(fā)電機(jī)接帶事故情況下所有負(fù)荷進(jìn)行了試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)柴油發(fā)電機(jī)控制器內(nèi)參數(shù)設(shè)置不合理，導(dǎo)致柴油機(jī)啟動(dòng)后帶負(fù)荷失敗，通過進(jìn)一步分析，找到了根本原因并徹底解決了此問題。

1 發(fā)電廠保安電源系統(tǒng)簡(jiǎn)述

（1）某發(fā)電廠1、2號(hào)機(jī)保安段分別由保安PCA段、PCB段和保安PC段三段組成，每臺(tái)機(jī)組配置1臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)組。

（2）以2號(hào)機(jī)組為例，2號(hào)機(jī)工作PCA段通過11Q開關(guān)、工作PCB段通過12Q開關(guān)分別為保安PCA段供電，11Q為ATS1的主電源，12Q為ATS1的備用電源，事故情況下保安PC段通過柴油發(fā)電機(jī)側(cè)1Q為保安PCA段供電，Q01、1Q，11Q，12Q開關(guān)為常合狀態(tài)，11Q與12Q之間的電源切換由GE公司生產(chǎn)的ATS1實(shí)現(xiàn)；當(dāng)保安PCA段母線失電后，由ACTS1控制器發(fā)出啟動(dòng)柴油發(fā)電機(jī)指令；同理2號(hào)機(jī)工作PCA段通過21Q開關(guān)、工作PCB段通過22Q開關(guān)分別為保安PCB段供電，22Q為ATS2的主電源，21Q為ATS2的備用電源，事故情況下保安PC段通過柴油發(fā)電機(jī)側(cè)2Q為保安PCB段供電。Q01、2Q，21Q，22Q開關(guān)為常合狀態(tài)，21Q與22Q之間的電源切換由GE公司生產(chǎn)的ATS2實(shí)現(xiàn)，當(dāng)保安PCB段母線失電后，由ACTS2控制器發(fā)出啟動(dòng)柴油發(fā)電機(jī)指令。

2 保安段電源切換裝置參數(shù)設(shè)置

（1）為了與高壓廠用電源切換時(shí)間和系統(tǒng)電壓波動(dòng)時(shí)間配合，保安PCA段、PCB段由主電源切換至備用電源ATS裝置內(nèi)部設(shè)置延時(shí)2S。

（2）為了與ATS切換時(shí)間配合，ACTS檢測(cè)保安PC段母線失壓延時(shí)3S啟動(dòng)柴油發(fā)電機(jī)組。

3 保安段電源切換試驗(yàn)

（1）2號(hào)機(jī)保安PCA、B段電源同時(shí)切換至柴油發(fā)電機(jī)接帶，切換時(shí)保安段上所接負(fù)荷為：

2號(hào)機(jī)保安PCA段運(yùn)行負(fù)荷60kW，試驗(yàn)時(shí)實(shí)測(cè)總電流為121A； PCB段運(yùn)行負(fù)荷62kW，試驗(yàn)時(shí)實(shí)測(cè)總電流為127A。

（2）2號(hào)機(jī)保安PCA、B段負(fù)荷同時(shí)切換至柴油發(fā)電機(jī)接帶。

柴油發(fā)電機(jī)啟動(dòng)建立電壓后，將保安PCA、B段負(fù)荷同時(shí)切換至柴油發(fā)電機(jī)接帶，柴油發(fā)電機(jī)瞬間報(bào)“欠壓停機(jī)”，柴油發(fā)電機(jī)停運(yùn)，試驗(yàn)失敗。

4 2號(hào)柴油發(fā)電機(jī)組同時(shí)接帶保安PCA、B段失敗原因分析

柴油發(fā)電機(jī)進(jìn)行保安PCA段或保安PCB段單段電源切換試驗(yàn)，柴油發(fā)電機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)；但同時(shí)接帶保安PCA、B段后柴油機(jī)組控制器報(bào)“欠壓停機(jī)”，后者較前者柴油發(fā)電機(jī)接帶的負(fù)荷變大了一倍，經(jīng)仔細(xì)檢查控制器內(nèi)部參數(shù)發(fā)現(xiàn)低電壓保護(hù)共設(shè)置2段，分別為：低電壓I段339V，延時(shí)時(shí)間0秒，報(bào)警；低電壓II段318V，延時(shí)時(shí)間0秒，停機(jī)，由錄波圖可以看出，柴油發(fā)電機(jī)接帶負(fù)荷時(shí)最低電壓為282.9V（0.7Un），從而確認(rèn)保安PCA、B段電源同時(shí)由柴油發(fā)電機(jī)接帶失敗的原因?yàn)榭刂破鲀?nèi)低電壓保護(hù)延時(shí)時(shí)間較短為0s，不能躲過保安段電動(dòng)機(jī)重啟動(dòng)時(shí)的電壓跌落時(shí)間，隨后將此保護(hù)延時(shí)由0s改為3s，即低電壓保護(hù)定值為：低電壓I段339V，延時(shí)時(shí)間3秒，報(bào)警；低電壓II段318V，延時(shí)時(shí)間3秒，停機(jī)，再次進(jìn)行了相同試驗(yàn)。

5 修改柴油發(fā)電機(jī)控制器內(nèi)參數(shù)后保安段切換試驗(yàn)

保持2號(hào)機(jī)保安PCA、B段所帶負(fù)荷不變的情況下，修改柴油發(fā)電機(jī)控制器內(nèi)參數(shù)后重新對(duì)2號(hào)機(jī)保安PCA、B段進(jìn)行了2次同時(shí)切換試驗(yàn)均成功。

2號(hào)機(jī)保安PCA、B段同時(shí)切換至柴油發(fā)電機(jī)時(shí)柴油發(fā)電機(jī)電壓、電流錄波。

柴油發(fā)電機(jī)帶負(fù)載時(shí)電壓最低值為262.4V（0.65Un），電壓跌落至318.8V（0.8Un）持續(xù)時(shí)間1.3秒，柴油發(fā)電機(jī)控制器內(nèi)“欠壓停機(jī)”保護(hù)延時(shí)時(shí)間為3秒，可以躲過電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)的電壓跌落。

柴油發(fā)電機(jī)帶負(fù)載時(shí)電動(dòng)機(jī)成組啟動(dòng)時(shí)間為0.85秒，電流最高值為5.499*1500/5=1635A（1.3In），柴油發(fā)電機(jī)控制器內(nèi)“過流保護(hù)”為反時(shí)限，當(dāng)電流為1.3倍額定電流時(shí)，動(dòng)作時(shí)間為52秒，可以躲過電動(dòng)機(jī)成組啟動(dòng)時(shí)間。

6 結(jié)論

通過對(duì)2號(hào)機(jī)組保安PCA、B段的電源切換試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)柴油發(fā)電機(jī)同時(shí)接帶保安PCA、B段負(fù)載時(shí)電壓最低值為262.4V（0.65Un），電壓跌落至318.8V（0.8Un）持續(xù)時(shí)間1.3秒內(nèi)。目前柴油發(fā)電機(jī)低電壓停機(jī)延時(shí)定值整定為3s可以躲過電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)的電壓跌落；電動(dòng)機(jī)成組啟動(dòng)時(shí)的最低電壓為0.65Un，符合《DL/T 5153-2014火力發(fā)電廠廠用電設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》“4.6.1條成組電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)時(shí)廠用母線電壓的校驗(yàn)中低壓廠用母線自啟動(dòng)電壓大于60%Un”的要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]DL/T 5153-2014火力發(fā)電廠廠用電設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程[M].中國(guó)電力出版社，2015.

[2]高春如.發(fā)電廠廠用電及工業(yè)用電系統(tǒng)繼電保護(hù)整定計(jì)算[M].中國(guó)電力出版社，2012.