一種柴油發電機遠程監測系統的創新應用

龍洋 楊俊

摘要：一種水電站柴油發電機遠程監測系統，其智能監測，集中程度高，能夠監測發電機運行過程中的各項數據，對數據進行集中分析和存儲，實現了發電機智能化、可視化功能，既替代了單一重復勞動力工作，又提升了電站事故處理效率，同時保障了發電機的工作可靠性，推進了智慧企業建設。

關鍵詞：柴油發電機;監測系統;智能化

一、柴油發電機在水電站的應用及現狀

水電站廠用電系統與柴油發電機相互配合， 確保了廠房內外重要設備在廠用電消失的情況下能正常供電，400V柴油發電機組目前主要為機組沖砂底孔、機組的工作閘門、泄洪閘啟閉機等重要負荷供電， 避免可能造成極端情況下水漫大壩及機組不能開啟等嚴重事故，柴油發電機組能有效提高了水電站備用電源的可靠性，所以柴油發電機在水電站是十分重要的，但是目前水電站柴油發電機目前集中化、數據化、智能化監測程度不高，一般采用普通單一變量監測，手動記錄數據，人工分析，存在較大誤差。通過單一技術手段對柴油發電機實施監測，此種監測方法集中化程度不高，歷史數據無法查詢，人工分析存在單一性、片面性。

二、柴油發電機遠程監測系統的設計方案

一種水電站發電機遠程監測系統，包括發電機，發電機連有外置油箱，外置油箱連有儲油罐，所述儲油罐設有第一監測組件，所述外置油箱設有第二監測組件，所述第一監測組件和第二監測組件連有PLC控制器。

1、第一監測組件包括設于儲油罐上的第一液位傳感器以及設于儲油罐供油端的帶有控制系統的供油泵，供油泵的供油端與外置油箱連通，所述供油泵的控制系統和第一液位傳感器均與PLC控制器連接。

2、第二監測組件包括設于外置油箱上的第二液位傳感器以及與第二液位傳感器連接的液位開關，所述第二液位傳感器與PLC控制器連接，PLC控制器與液位開關連接。

PLC控制器連有油位報警器，為了進一步直觀提醒遠程檢測人員外置油箱油位的異常情況，所述PLC控制器連有油位報警器。當PLC控制器監測到外置油箱的油位高于預設上限值或低于預設下限值時，PLC控制器對油位報警器傳輸信號，使其啟動報警。

3、由于發電機在運行過程中，氣缸內的燃油處于燃燒不充分的狀態時，容易形成積碳堵塞進風口，產生大量的含有一氧化碳的廢氣，同時消耗大量環境中的氧氣，造成附近人員一氧化碳中毒，為了杜絕上述情況的發生，所述發電機設于發電室內，發電室內部設有多個一氧化碳傳感器，發電室外部設有一氧化碳報警器，多個所述一氧化碳傳感器均與PLC控制器連接，PLC控制器與一氧化碳報警器連接。通過設置發電室，將發電機進行隔離，并且方便控制發電機周圍氣體環境的均勻性，方便對一氧化碳進行檢測，通過在發電室內設置多個一氧化碳傳感器，并使多個一氧化碳傳感器均與PLC控制器連接，對發電室內不同位置、不同高度的一氧化碳含量進行監測，并將監測得到的數據實時傳輸至PLC控制器進行存儲和分析，通過在發電室外設置一氧化碳報警器，并使其與PLC控制器連接，當PLC控制器監測到發電室內的一氧化碳含量超過預設值時，傳輸信號至一氧化碳報警器，控制其啟動報警，通知監測人員的同時，通知發電室周圍人員撤離。

4、為了處理發電室內的一氧化碳和運行環境溫度過高，所述發電室設有排風機，排風機與PLC控制器連接。通過設置排風機，并使其與PLC控制器連接。

5、為了對發電室內的溫度進行監測，防止發電機在溫度過高的環境內工作，所述發電室內設有多個溫度傳感器，多個溫度傳感器均與PLC控制器連接。

6、為了對發電機的振動和擺度狀態進行監測，所述發電機底部設有多個電渦流傳感器，多個電渦流傳感器均與PLC控制器連接。電渦流傳感器能夠準確測量被測體與探頭端面之間靜態和動態的相對位移變化，通過在發電機底部各個方位設置多個電渦流傳感器，對發電機運行過程中的振動情況以及各個方向上的擺度進行監測，并將監測值傳輸至PLC控制器，與PLC控制器的預設范圍值進行對比。

7、為了使發電機啟動，所述發電機連有蓄電池，用于提供發電機的啟動電壓，如發生蓄電池的電解液液位異常，或蓄電池電壓異常等情況，將導致發電機無法正常啟動，因此，蓄電池上設有第三液位傳感器和電壓測量裝置，所述第三液位傳感器和電壓測量裝置均與PLC控制器連接。

8、為了對發電機的工作狀態進行監測，所述發電機定子上設有電壓變送器、電流變送器以及功率變送器，所述發電機轉子端部設有轉速傳感器，所述電壓變送器、電流變送器、功率變送器以及轉速傳感器均與PLC控制器連接。

三、柴油發電機遠程監測系統的設計效果及意義

1、水電站發電機遠程監測系統，其通過將發電機與外置油箱分開設置，提升發電過程中的安全性，由于實際運行過程中對外置油箱的油位有嚴格要求，通過設置第二監測組件對外置油箱的油位等參數進行實時監測，防止外置油箱中油位過高可能造成的燃油從外置油箱的通氣孔等孔隙噴出引起著火或爆炸，以及油位過低對發電機啟動的不良影響，提升設備的穩定性和安全性。通過設置儲油罐對外置油箱進行供油和補油，并通過設置第一監測組件對儲油罐內的油量進行監測，防止發生儲油罐空油的情況，造成外置油箱補油不及時，導致其內油位過低，致使發電機無法啟動的情況。

2、通過設置PLC控制器，并使第一監測組件和第二監測組件均與PLC控制器連接，從而將監測到的數據實時傳輸至PLC控制器，PLC控制器將數據進行存儲和集中分析，分析誤差相較人工顯著降低，使監測人員能夠遠程、快速、實時、準確、直觀地監測發電機的運行情況，并且能夠對歷史數據進行查詢，杜絕人工分析存在的單一性和片面性。

3、通過設置第一液位傳感器，對儲油罐的油位進行實時監測，并將監測到的儲油罐的油位實時傳輸至PLC控制器進行存儲和分析，使遠程監測人員能夠對儲油罐的油位進行實時且直觀地監測;通過設置帶有控制系統的供油泵，實現外置油箱的及時補油。通過設置第二液位傳感器，對外置油箱內的油位進行實時監測，當外置油箱內的油位低于預設下限值時，PLC控制器啟動供油泵對外置油箱進行供油;通過設置液位開關，當PLC控制器監測分析到外置油箱內的油位低于預設下限值時，控制液位開關關閉，停止外置油箱對發電機進行低油位供油，防止發電機無法正常啟動，當PLC控制器監測分析到外置油箱內的油位高于預設下限值時，控制液位開關開啟，對發電機進行正常油位的供油，使發電機正常運行。通過設置第三液位傳感器，對蓄電池的電解液液位進行監測，通過設置電壓測量裝置，對蓄電池的實時電壓進行監測。

4、通過設置發電室，將發電機進行隔離，并且方便控制發電機周圍氣體環境的均勻性，方便對一氧化碳進行檢測，通過在發電室內設置多個一氧化碳傳感器，對發電室內不同位置、不同高度的一氧化碳含量進行監測，通過設置排風機，當PLC控制器監測到發電室內的一氧化碳含量超過預設值時，啟動排風機進行排氣，從而降低發電室內的一氧化碳含量。通過在發電機底部各個方位設置多個電渦流傳感器，對發電機運行過程中的振動情況以及各個方向上的擺度進行監測。

5、通過設置電壓變送器、電流變送器以及功率變送器，分別對發電機的工作電壓、工作電流以及工作功率進行監測，通過設置轉速傳感器，對發電機轉子轉速進行監測，并將監測數據傳輸至PLC控制器，在PLC控制器設置工作電壓、工作電流、功率以及轉速的上限值，方便監測人員比對，當發生過電壓、過流、過速等情況時進行報警，同時把報警信號送至監控系統以通知運行人員。

通過上述各個部分的設置和配合，實現了發電機智能化、可視化功能，既替代了單一重復勞動力工作，又提升了電站事故處理效率，同時保障了發電機的工作可靠性，推進了智慧企業建設。

參考文獻

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[3]柴油發電機組的自動化控制與監測[J].胡林昌.科技風.2014（09）.

作者簡介：

龍洋（1993.03.16——），性別：男，民族：漢，籍貫：重慶市長壽區，學歷：大學本科，職稱：助理工程師，研究方向：智慧電站。

楊俊，性別：男，名族：漢，籍貫：四川省西昌市。