文/唐啟軍 中國核電工程有限公司 北京 100840

大功率柴油發(fā)電機(jī)系統(tǒng)調(diào)試

文/唐啟軍 中國核電工程有限公司 北京 100840

隨著技術(shù)發(fā)展及人們生活水平的不斷提高，一些重設(shè)備及場所，像銀行、醫(yī)院、學(xué)校、賓館等地方都配備有應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)作為備用電源。本文以核電廠中壓應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)為列，對大功率（1000kW以上）柴油發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的調(diào)試試驗(yàn)內(nèi)容、方法及一些常見的問題進(jìn)行了簡要分析和總結(jié)。

應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)；調(diào)試

1、概述

柴油發(fā)電機(jī)作為備用電源為很多重要的供電負(fù)荷提供了另一路電源保障，尤其是在核電廠為了保證核安全，重要負(fù)荷除了外部電源供電外還設(shè)置了柴油發(fā)電機(jī)作為后備電源，在失去廠外電源后，能夠自動快速啟動，并按設(shè)定的程序分批帶上重要負(fù)荷。由于柴油發(fā)電機(jī)都是在緊急情況下給重要負(fù)荷提供電源，可靠性要求高、容量較大，如核電廠中壓應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)功率高達(dá)6000kW，本身又有多個輔助系統(tǒng)，所以必須經(jīng)過一系列合理全面的調(diào)試試驗(yàn)驗(yàn)證其各系統(tǒng)功能滿足設(shè)計要求后才能正式投用。

2、試驗(yàn)主要內(nèi)容

2.1 柴油發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)調(diào)試

柴油發(fā)電機(jī)本體及輔助系統(tǒng)的控制采用的是PLC與繼電器回路相結(jié)合的控制方式。其中PLC處理了絕大多數(shù)的模擬量信號，如溫度、壓力、液位等，而機(jī)組重要的控制邏輯則是由繼電器回路邏輯判斷完成。

柴油發(fā)電機(jī)控制邏輯的調(diào)試也就是模擬各個系統(tǒng)的工作狀態(tài)，檢驗(yàn)機(jī)組各個系統(tǒng)的運(yùn)行是否正常。在調(diào)試的過程中，針對模擬量信號的不同，選用不同的模擬量發(fā)生器進(jìn)行模擬，比如4～20mA電流信號，采用電壓電流校驗(yàn)儀DPI832進(jìn)行模擬；轉(zhuǎn)速探頭發(fā)出的信號用頻率發(fā)生器Agilent 33220A進(jìn)行模擬。進(jìn)行信號模擬的同時，關(guān)注PLC以及模擬量轉(zhuǎn)換模塊的各個設(shè)定值是否正確，對不正確的定值及時修改，對于控制邏輯中各種模塊的參數(shù)設(shè)定也要進(jìn)行仔細(xì)檢查。

當(dāng)各個系統(tǒng)的控制邏輯調(diào)試完畢后進(jìn)行系統(tǒng)聯(lián)調(diào)，從而真實(shí)的檢驗(yàn)各個探頭的工作是否完好，以保證機(jī)組啟動的安全。

2.2調(diào)速系統(tǒng)調(diào)試

核電廠應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)調(diào)速模塊的型號為ECS956/G，一主一備。正常狀態(tài)下，主調(diào)速器工作，當(dāng)主調(diào)速器發(fā)生故障時，自動切換到備用調(diào)速器工作，保證機(jī)組的正常運(yùn)行。機(jī)組的調(diào)速器參數(shù)在生產(chǎn)廠家進(jìn)行調(diào)試的時候已經(jīng)按照設(shè)計要求設(shè)定完成，故現(xiàn)場只需要進(jìn)行外部控制屏與其的接口調(diào)試。主要包括：機(jī)組的增減轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)信號、各種停機(jī)保護(hù)匯集的停機(jī)信號、啟動失敗停機(jī)信號等，由于調(diào)速器中進(jìn)行了光電隔離，故送至調(diào)速器的信號均為有源信號。

2.3電氣保護(hù)系統(tǒng)調(diào)試

發(fā)電機(jī)電氣保護(hù)采用西門子7UM62數(shù)字式多功能保護(hù)裝置，其配置有高性能的微處理器，所有的任務(wù)如模擬量采集、發(fā)送命令到斷路器和其它開關(guān)設(shè)備都是數(shù)字化處理。

發(fā)電機(jī)保護(hù)主要有：差動保護(hù)、低電壓保護(hù)、過電壓保護(hù)、低頻保護(hù)、過頻保護(hù)、過流保護(hù)、失磁保護(hù)、逆功率保護(hù)、定子接地保護(hù)等。

保護(hù)裝置的主要調(diào)試項(xiàng)目包括：保護(hù)柜柜體安裝、模塊安裝、屏內(nèi)接線等整體狀態(tài)檢查；保護(hù)柜上電前的絕緣檢查；繼電器的動作值、返回值測量；保護(hù)裝置電壓、電流量采樣校驗(yàn)；發(fā)電機(jī)各個電氣保護(hù)相關(guān)定值校驗(yàn)；保護(hù)柜本體控制邏輯檢查；保護(hù)整體傳動試驗(yàn)。

2.4勵磁系統(tǒng)試驗(yàn)

柴油發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)調(diào)試試驗(yàn)主要包括：靜態(tài)功能檢查、短路試驗(yàn)、空載試驗(yàn)、零起升壓試驗(yàn)。

柴油機(jī)靜態(tài)功能檢查主要是檢查勵磁設(shè)備外觀、絕緣、采樣、定值、信號等是否合格，檢查二極管、發(fā)電機(jī)定子絕緣能力。

柴油發(fā)電機(jī)短路和空載試驗(yàn)一般設(shè)置幾個短路電流點(diǎn)或電壓點(diǎn)，每個點(diǎn)記錄發(fā)電機(jī)定子電壓、勵磁機(jī)勵磁電流、勵磁機(jī)勵磁電壓、發(fā)電機(jī)定子繞組溫度、發(fā)電機(jī)軸承溫度等參數(shù)，同時將這些數(shù)據(jù)匯總后與生產(chǎn)廠家出廠調(diào)試的短路試驗(yàn)曲線或空載試驗(yàn)曲線進(jìn)行比較。

零起升壓試驗(yàn)則主要是為了檢查勵磁系統(tǒng)的完整性及可用性，同時進(jìn)行相序檢查、發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)、發(fā)電機(jī)空載滅磁常數(shù)測量、發(fā)電機(jī)殘壓測量等內(nèi)容。

2.5同期系統(tǒng)調(diào)試

核電廠應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)的同期并網(wǎng)裝置為可移動式同期小車，其并網(wǎng)分手動和自動并網(wǎng)。手動并網(wǎng)就是在手動操縱方式下對電壓和頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)，在滿足并網(wǎng)條件后按下同期合閘指令進(jìn)行并網(wǎng)；自動并網(wǎng)是通過同期小車的MSR3模塊發(fā)出自動調(diào)節(jié)指令，當(dāng)滿足并網(wǎng)條件后自動發(fā)出同期合閘指令進(jìn)行并網(wǎng)操作。柴油發(fā)電機(jī)同期系統(tǒng)的調(diào)試主要內(nèi)容就是驗(yàn)證同期小車手動和自動模式各回路通道是否正確，采用模擬的方法驗(yàn)證采集的信號能否準(zhǔn)確的輸入同期裝置、同期裝置能否正確發(fā)出相關(guān)指令、發(fā)出的指令柴油發(fā)電機(jī)能否準(zhǔn)確收到。

2.6運(yùn)行驗(yàn)收試驗(yàn)

應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)在完成上述調(diào)試試驗(yàn)后還要進(jìn)行運(yùn)行驗(yàn)收試驗(yàn)，主要包括穩(wěn)態(tài)運(yùn)行試驗(yàn)和驗(yàn)收試驗(yàn)。穩(wěn)態(tài)運(yùn)行試驗(yàn)主要內(nèi)容是柴油機(jī)在三到四個功率平臺穩(wěn)定運(yùn)行一定小時，核電廠一般要求在額定功率平臺穩(wěn)定運(yùn)行24小時，110%功率平臺運(yùn)行兩小時。柴油發(fā)電機(jī)的驗(yàn)收試驗(yàn)主要內(nèi)容是驗(yàn)證柴油發(fā)電機(jī)在各種事故情況下可以緊急啟動并帶上負(fù)荷運(yùn)行，同時驗(yàn)證突然增加負(fù)荷和減少負(fù)荷時柴油發(fā)電機(jī)組的各項(xiàng)參數(shù)滿足要求。

3、試驗(yàn)中常見問題

在柴油發(fā)電機(jī)試驗(yàn)過程中需重點(diǎn)注意以下問題并做好預(yù)防：

1）電壓電流回路問題。試驗(yàn)過程中需防止出現(xiàn)CT開路，PT短路情況，并且注意在驗(yàn)證完CT回路的完整性后CT回路短接片劃開，防止差動保護(hù)動作。

2）定值問題。柴油機(jī)首次啟動，需退掉低電壓保護(hù)，柴油機(jī)短路試驗(yàn)也需退掉低電壓保護(hù)定值；柴油機(jī)的驗(yàn)收試驗(yàn)中甩負(fù)荷及突增負(fù)荷會出現(xiàn)頻率過低或過高情況，需修改定值；柴油機(jī)穩(wěn)態(tài)試驗(yàn)在110%功率時，注意過負(fù)荷定值。

3）溫度及振動報警問題。試驗(yàn)過程中會經(jīng)常發(fā)生溫度或者振動高報警，需要試驗(yàn)人員仔細(xì)快速判斷是真實(shí)的報警還是假信號，但不管是否為真實(shí)信號，必須先停下來分析確定后再繼續(xù)進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)。

總結(jié)：

柴油發(fā)電機(jī)調(diào)試試驗(yàn)涉及機(jī)械、儀控、電氣、工藝等多個專業(yè)，試驗(yàn)前必須提前協(xié)調(diào)好相關(guān)專業(yè)人員，做好風(fēng)險分析，試驗(yàn)過程中嚴(yán)格按照試驗(yàn)方案執(zhí)行。本文對柴油發(fā)電機(jī)的基本內(nèi)容及方法進(jìn)行了簡要介紹，對于同類大功率柴油發(fā)電機(jī)的調(diào)試可以提供借鑒。

[1]《電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》GB50150-2006.

[2]《核電站備用電源柴油發(fā)電機(jī)組的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)則》IEEE387-1995.