第九章柴油发电机组的运行

孟加拉国巴库电厂电气运行培训教材100第九章柴油发电机组的运行第一节柴油发电机组的特点和功能发电厂中的柴油发电机组，是专门为大型单元机组配置的交流事故保安电源。当电网发生事故或其它原因致使发电厂厂用电长时间停电时，它可以给机组提供安全停机所必须的交流电源，如汽轮机的盘车电动机电源、顶轴油泵电源、交流润滑油泵电源等等，从而保证了机组在停机过程中不受损坏。下面简要介绍专用柴油发电机组的特点和功能。一、特点根据图9－1－1可知，采用柴油发电机组的保安备用电源系统有一套完整的设备，它的主要特点有：(1)运行不受电力系统运行状态的影响，是独立的可靠电源。(2)柴油发电机组启动迅速。当发电厂厂用电中的保安段母线失去电源后，柴油发电组一般能在20s之内自动启动，，完全能够满足发电厂中允许短时间中断供电的交流事故保安负荷(如盘车电机，顶轴油泵、润滑油泵等)的供电要求。(3)柴油发电机组可以长期运行，以满足长时间事故停电的供电要求。(4)柴油发电机组结构紧凑，辅助设备较为简单，热效率较高，经济性较好。二、功能专用柴油发电机组有自启动功能、带负荷稳定运行功能，自动调节功能、自动控制功能、模拟试验功能和并列运行功能等，现分述如下。l．自启动功能柴油发电机组可以保证在发电厂全厂停电事故中，快速自启动带负荷运行。在无人值守孟加拉国巴库电厂电气运行培训教材101的情况下，接到启动指令后能在20s内一次自启动成功，在60s内实现一个自启动循环(即三次试启动)。这种柴油发电机组的自启动成功率很高，设计要求不小于98％。2．带负荷稳定运行功能柴油发电机组自启动成功后，无论是在接带负荷过程中，还是在长期运行中，都可以做到稳定运行。柴油发电机组有一定的承受过负荷能力和承受全电压直接启动异步电动机能力。具体规定可依据现场运行规程执行。3．自动调节功能柴油发电机组无论是在机组启动过程中，还是在运行中，当负荷发生变化时，都可以自动调节电压和频率，以满足负荷对供电质量的要求。4．自动控制功能柴油发电机组的自动控制功能很多，可以满足无人值守的要求，主要有：(1)保安段母线电压自动连续监测；(2)自动程序启动、远方启动、就地手动启动；(3)机组在运行状态下的自动检测、监视、报警、保护；(4)自动远方、就地手动、机房紧急手动停机；(5)蓄电池自动充电或压缩空气瓶自动充气；(6)预润滑、润滑油预热，冷却水预热。5．模拟试验功能柴油发电机组在备用状态时，能够模拟保安段母线电压低至25％Un或失压状态，使机组能够快速自启动。6．并列运行功能多台柴油发电机组之间的并列运行，程序启动指令的转移，或单台柴油发电机组在模拟试验状态与保安段工作电源之间的并列运行及负荷转移，以及柴油发电机组正常和事故解列的功能，都可以根据各自发电厂的需要进行设置。第二节柴油发电机组的电气接线和励磁方式一、一次接线柴油发电机的出线通过配电母线和馈线断路器与相应的交流事故保安母线连接。机组配置数与汽轮发电机组相对应。一般情况下，200MW机组是每两台机组配置一套柴油发电机组，300MW及以上的汽轮发电机组是每一台机组配置一套柴油发电机组。无论是两台机组配置一套柴油发电机组，还是一台机组配置一套柴油发电机组，每台机组都有各自的事故保安母线。下面介绍几种基本接线方式。(一)二机一组的接线图9－1－2为典型的交流事故保安电源接线正常情况与事故停机后，保安母线供电方式如下：以1号机为例。在正常情况下，断路器QF、QF2打开，QFl合上。保安母线上的负荷由本机组厂用工作电源供电。在失去厂用电时，固断路器QFl自动跳闸。经过延时确认后，柴油发电机组自动启目动。当电压和频率达到额定值时，柴油发电机组出口断路器QQF自动合上，并联锁QF2自投。此时整个切换过程完成。孟加拉国巴库电厂电气运行培训教材102(二)一机一组的接线一机一组的接线单元性强，可靠性高。图7—3的接线中事故保安母线采用两段单母线，是为了与厂用工作母线的接线相对应。二二次接线柴油发电机组的控制启动、保护、测量、信号系统采用直流24V电压，断路器控制、操作及其联络信号采用直流220V和110V电压。(一)控制除自动控制的功能外，柴油发电机组还有就地控制屏控制和主机组单元控制室远方控制两种控制方式。‘电源的正常切换是利用柴油发电机组的馈线断路器和交流事故保安段上的工作电源进线断路器相互联锁实现。当保安段母线电压失压时，经3～6s延时(躲开继电保护和备用电源自动投入时间)，通过保安段母线电压监视继电器及辅助继电器联动柴油发电机组自动启动，同时联锁保安段工作电源的进线断路器跳闸和柴油发电机组的馈线断路器合闸，柴油发电机开始向保安母线供电。当保安段工作电源恢复时，停机工作可以根据值长的命令按程孟加拉国巴库电厂电气运行培训教材103序自动停机或手动操作停机。停机时，依次跳开柴油发电机断路器，合保安段工作电源进线断路器。(二)保护1．发电机及其引出线保护1000kW及以上的柴油发电机装设内部相间短路保护和过负荷保护。1000kW以下的柴油发电机装设过电流保护和电流速断保护。发电机总馈线及分支馈线装设相间短路和过负荷保护；整个馈电系统装设单相接地保护或接地检测装置。相间短路保护和中性点直接接地系统的零序保护动作于分支断路器掉闸；过负荷和中性点经高电阻接地系统咖接地保护动作于信号。发电机的内部短路保护采用过电流或纵差保护装置，馈线的短路保护和过负荷保护一般利用断路器内附的电磁脱扣器和半导体脱扣器实现，当其灵敏度不能满足要求时，装设三相三继电器式接线的反时限保护装置。直接接地系统的零序保护采用零序电流互感器和动作灵敏的零序电流继电器构成。高电阻接地系统的单相接地故障利用高灵敏度的接地检测装置实现。发电机及其总馈线的短路保护和分支馈线的短路保护的动作选择性相互配合。当发电机具有同期要求时，还装设逆功率和过电压保护。当采用无刷励磁方式时，还装设整流二极管故障保护。发电机励磁系统装设自动电压调整器故障保护。2．柴油机保护柴油机装设水温过高、机油油压过低和超速保护，这些保护动作于停机。另外，对于水温高、油压低、润滑油温高等问题还装设了动作于信号的保护。(三)信号信号系统按装设地点分，分别为就地盘上信号和主机组中央控制室信号；按故障性质分，分别为预告信号和事故信号。预告信号作用于光字牌和电铃，事故信号作用于光字牌和蜂鸣器。柴油发电机组装设下列信号：(1)电气设备故障信号；(2)柴油发电机组运行信号；(3)柴油发电机组三次启动失败信号；(4)机组运行方式选择开关位置信号；(5)机油油压低和过低信号；(6)柴油发电机组超速信号；(7)燃油箱油位低信号；（8)保安段电源自投回路熔断器熔断信号；(9)控制电源故障信号；(10)启动电源电压消失信号；(11)旋转整流二极管故障信号(无刷励磁方式时有)；(12)柴油发电机组故障总信号。其中(4)和(12)除就地安装外，还引到主R机房的中央控制室。(四)测量1．电气回路装设的表计发电机：定子电流表、定子电压表、有功功率表、功率因数表、频率表、励磁电流表(无刷励磁时没有)、24V直流电压表、计时表、同期表(当有同期要求时)。孟加拉国巴库电厂电气运行培训教材104分支回路：电压表、电流表。2．机械系统主要装设的表计转速表、机油压力表、机油温度表和冷却水温度表等。三、柴油发电机励磁柴油发电机采用自励恒压可控相复励方式和无刷励磁方式。励磁系统具备有自动调压和强行励磁性能。对于自动励磁调整装置，可调电压在土5％Un，强励倍数大即2，励磁回路的反应速度不大于0．05s，动态和稳态调压性能都可以满足保安母线所带负荷的要求。励磁调整装置除了有自动调整部分，还有手动调整部分。当需要手动调整时，值班员可以就地操作。第三节柴油发电机组的运行和故障处理一、运行方式选择开关的使用柴油发电机组的运行方式选择开关有“自动”、“手动。“试验”、“零位”四个位置。机组可以通过运行方式选择开关选择机组所处状态。当机组列入正常备用时，选择开关应切换到“自动”位置，使机组处于准启动状态。当需要就地手动启动或停止机组运行时，应将选择开关切换到“手动”位置。这样便使控制回路中的自启动部分退出工作。当厂用电源正常，又需要启动机组进行某些试验时，应将选择开关切换到“试验”位置。这种方式下只能启动机组，而合不上发电机出口断路器。当对机组进行检修或某些维护工作，不允许机组启动时，应将选择开关切换到“零位”位置。这样就可以同时闭锁手动启动和自动启动回路。二、备用状态下的检查和维护保安母线工作电源正常情况下，柴油发电机组应处于良好的备用状态。备用状态下的柴油发电机组可以不设专人值班，但必须有人对其进行定时检查和维护。对备用状态下的机组进行检查，要掌握以下要点：(1)机组的运行方式选择开关应在“自动”位置；(2)控制盘上不应有异常信号光字出现；(3)蓄电池浮充电流应符合规程规定值；(4)压缩空气罐内空气压力应能满足启动要求；（5）日用燃抽箱和储油箱的油位应保持高限位；（6)机组本体及其附属系统均应在热备用状态，如柴油机的燃油控制杆应在运行状态、所有系统的阀门开关位置应符合机组紧急自启动要求等。(7)燃油系统、冷却系统、启动系统、润滑系统等不应有冒、滴、漏现象；（8)所有设备应完好，表面无异常。对于长期处于备用状态的机组，应采取必要措施，防止发电机及其它电气设备受潮。对备用状态下的发电机，励磁机，电动机要定期测定绝缘电阻。绝缘电阻不合格时要及时通知有关人员采取干燥等方法进行处理。对于长期处于备用状态的机组，还应定期进行启动试验。发现问题及时处理。孟加拉国巴库电厂电气运行培训教材105三、运行中的检查和维护柴油发电机组在运行中，要认真进行巡视检查。检查要点除了包括备用状态下的检查要点外，还有：(1)机组的运转声音和振动应正常；(2)发电机出口空气温度、发电机绕组温度、各个轴承温度，各处润滑油温度及机组冷却水温度均应在规程允许范围；(3)发电机的出口电压、出口电流、频率、有功功率、无功功率、励磁电压、励磁电流均应不超过额定值。如果发电机励磁系统没有使用无刷励磁装置，则还应对滑环、整流子和碳刷进行检查。发现有火花时要及时处理。对长期运行的机组要经常检查燃油箱油位。当油位下降到油位中线以下时要及时补油。四、故障处理柴油发电机组的主要故障现象、原因及处理方法见表故障现象原因处理方法保安段母线失电，而机组未自动启动自启动系统有问题如：选择开关位置不对，控制回路熔丝熔断、预润滑油泵未能启动等等首先立即就地手动启动一次。如果未能启动成功，迅速检查有关系统设备，排除故障。保安段母线供电正常，而机组误启动(1)选择开关位置不对(2)远方启动开关合上(3)控制回路故障（1）将选择开关切至“自动”位置（2）将开关置于断开位置（3）通知检修人员处理机组在20s内启动数次，但不升速自启动系统完好，而柴油机故障将选择开关切至“零位”，检查柴油机部分机组虽启动，但升不起电压(1)转速太低(2)剩磁电压太低(3)整流元件损坏(4)励磁线圈断线(5)接线松动或开关接触不良(6)电刷和集电环接触不良，电刷压力不够(7)刷握卡涩，电刷不能滑动（1）测量转速，提高转速到额定值（2）用蓄电池充电（3）更换整流元件（4）将断线重新焊老并包扎绝缘（5）将接线头拧紧。检查开关接触部分，用00号砂布擦净接触面（6）清洁集电环表面。磨电刷表面使之与集电环相吻合，调节弹簧压力到正常（7）用00号砂纸擦净握内表面，如刷握损坏应予更换断路器合不上断路器控制回路或机构问题现场检查断路器控制回路和机构，并试合，如仍无效则通知检修人员处理发电机出口电压太高或太低如果电压值偏差大于土10％先手动调整电压到额定值，然孟加拉国巴库电厂电气运行培训教材106额定值，说明电压调节器的电压整定值不正确后通知有关人员重新调整定值机组运行频率高于或低于50HZ机组转速较高或较低检查和调整机组转速发生应该紧急停机的故障机组超速，并已达到超速保护动作值机组内部有异常摩擦撞击声机组着火发电机内部故障，而保护或开关拒动发生直接威胁人身安全的危急情况手动紧急停机，然后采取相当措施思考题1发