600MW機組柴油發電機控制回路常見故障分析及對策

張浪

摘要：某600MW火力發電機組配置的柴油發電機組自2008年投運后出現啟動異常、轉速控制不穩定、出口開關不合閘等異常現象，嚴重影響柴油發電機組的安全可靠運行，本文針對柴油發電機組控制回路出現的故障現象，仔細分析原因，并將解決方案及過程進行總結。

關鍵詞：柴油發電機 控制回路 故障 對策

1前言

柴油發電機組是為大型發電單元機組配置的交流事故保安電源。當電網或者發電機組事故導致廠用電失去時，它可以在瞬間啟動為保安段供電，為機組提供安全停機的交流電源，保護發電廠重要設備，提供事故照明，為輔助設備提供電源，滿足機組啟動運行的要求。

圖中ATS1和ATS2均為ASCO準同期切換開關。

2、柴油發電機組控制部分

柴油發電機組包括柴油機、發電機、控制系統、開關柜、通風系統等。

控制系統：

一、本體控制柜：核心為Deepsea 5220 自動控制器，包括自動檢測、控制、保護裝置。

1、可以實時檢測油機的工作狀態，包括機油壓力、燃油油位、水溫、轉速、電池電壓、三相電壓等。

2、可以控制柴油發電機的啟動運轉和停機，具有并機功能，

3、具有自動保護功能。當油機有故障時會發出告警信號，嚴重時自動停止油機的運行。

二、開關柜

PLC、電壓變送器、電流變送器、自動同期裝置 、出口開關等

三、通風系統

柴油發電機啟動后通風系統工作，為柴油發電機提供新空氣，將廢氣排出。

3、柴油發電機控制過程說明

3.1、柴油發電機有三種啟動/停止方式，分別為：

3.1.1集控室硬手操啟動（該方式啟動后只能通過就地控制柜復位停止按鈕停止柴油發電機）;

3.1.2 就地操作屏手動啟動;

就地操作屏5220控制器選擇手動模式，出口開關柜操作面板手動/自動選擇手動位置，在就地操作屏5220控制器上手動啟動柴油發電機組，待機組電壓，頻率達到額定值后且無故障，在出口開關柜面板上按下合閘按鈕，斷路器合閘。機組運行5—10分鐘后先分閘再停機。

3.1.3 ?配電室ASCO開關處啟動（見圖一中AST開關 含手動啟動、保安段失壓通過ASCO聯鎖啟動）。

a、機組操作屏5220控制器和出口開關柜狀態均在自動模式。

b、 保安A段或B段之一或同時失電PLC延時確認后，輸出機組啟動命令。

c、 DCS室發啟動命令時PLC延時確認后，輸出機組啟動命令。

d、 機組控制屏5220接受啟動命令確認后，正常啟動并輸出運行信號。

e、PLC輸出合閘命令需要確認以下條件;5220控制器在自動模式，收到機組運行信號，無機組故障，無逆功信號，機組未合閘輔助觸點信號。滿足以上條件PLC輸出合閘命令開關合閘

3.2 返回操作;

在確認需要停止柴油發電機組時，在出口開關柜面板上按下停止發動機按鈕。機組會自動分閘再運行幾分鐘后停止柴油發電機。

4、柴油發電機控制回路故障及分析

4.1、柴油發電機空載試驗，啟動后出口DG開關不自動合閘

4.1.1、3號機DCS畫面顯示柴油發電機運行狀態和出口開關狀態正常，畫面上柴油發電機和DG開關狀態同時改變，但就地觀察，柴油發電機正常運行后，出口開關不動作，與DCS核對信號，發現組態時將兩個設備狀態用同一個點表示。

4.1.2、將狀態信號正確配置后，出口開關狀態在DCS畫面和就地狀態是一致的。但其仍無法正常動作。

4.1.3、繼續檢查，3號柴油發電機啟動后，出口DG開關指令來自開關柜PLC輸出指令，但PLC輸出信號不動作，查看PLC程序，發現 PLC程序被加密，PLC輸入輸出信號的邏輯關系無從得知，圖紙與實際接線也不完全相符。 同時Deepsea 5220 自動控制器內邏輯組態也無法得知。因此必須得到Deepsea 5220 自動控制器與開關柜PLC彼此之間信號的邏輯關系。

4.1.4、分析出口開關動作的條件：只要柴油發電機運行信號正常，無機組故障，無逆功信號，機組未合閘輔助觸點信號正常，就可以啟動出口開關合閘。

4.2、柴油發電機啟動后，轉速不穩定或轉速偏低

4.2.1、在柴油發電機啟動后，正常情況下，發電機轉速為1500轉/min，一般允許有±10轉的偏差。

4.2.2、出現轉速波動大或轉速偏低，調節開關柜上的轉速控制旋鈕（多圈電位器），效果并不好。

4.2.3、與轉速相關的設備包括轉速探頭、開關柜上的轉速控制旋鈕、開關柜內的界面卡、柴油發電機本體上的轉速控制板。

4.2.4、逐步檢查以上各個部件，在更換轉速控制旋鈕后，轉速波動的現象消失;轉速偏低現象在更換轉速控制旋鈕不起作用的情況下，將本體上的轉速控制板進行微調，直到轉速穩定在1500轉/min。

4.2.5、從以上工作分析，故障點明顯在轉速控制旋鈕上，可能與其質量有關。

5、解決策略和具體方法

5.1、柴油發電機空載試驗，啟動后出口DG開關不自動合閘現象解決方法：

1、發電機運行信號接至控制柜K13繼電器（機組運行）。

2、柴油發電機運行信號K13繼電器輸出接點啟動出口開關合閘繼電器K39。3、出口開關（DG）信號從開關柜K19繼電器（DG開關動作狀態監視繼電器）送出，可以反映DG開關的真實狀態。

聯系運行試轉柴油發電機，聯啟正常，出口開關動作正常，就地及DCS狀態正常。

5.2、柴油發電機啟動后，轉速不穩定或轉速偏低現象解決方法：

1、轉速不穩定，更換開關柜調速旋鈕就行 ?。

2、轉速偏低時更換開關柜調速旋鈕，先將界面卡接線互倒，還不行的話，就將本體轉速控制板的電位器進行調整。

6、總結

通過對柴油發電機控制回路出現的異常現象進行分析判斷，并逐步消除，保證了柴油發電機的可靠穩定的運行，為機組的安全運行提供了有力的保障。