向龍海

【摘要】簡要介紹了水電站柴油發(fā)電機自啟動的重要性，在系統(tǒng)故障全站失壓的情況下，自動啟動柴油發(fā)電機帶廠用電，保證電站正常生產和防汛用電安全，避免發(fā)生惡性事故。經過清溪電站柴油發(fā)電機改造，介紹柴油機備用電源自啟動的實現(xiàn)進行分析。

【關鍵詞】清溪水電站；柴油發(fā)電機自啟動；事故備用電源；廠用電；智能控制

引言

在水電站廠用備用電源的可靠性至關重要，當系統(tǒng)發(fā)生事故或其它原因導致全廠失壓，如不能及時恢復廠用電源，會影響水電站的安全生產，如何在最短時間內恢復廠用電，本文提出采用柴油發(fā)電機自啟動的實現(xiàn)是恢復廠用電的一種快速可靠措施?，F(xiàn)階段水力發(fā)電逐漸走向“遠程集控，少人維護”的新型管理模式，對水電站自動化、智能化程度要求逐漸提高，而過去的柴油機操作復雜、需人員多、整個流程時間長，容易產生誤操作。所以那樣的柴油發(fā)電機不再適應現(xiàn)代企業(yè)的發(fā)展要求，所以對廠用電系統(tǒng)備用柴油發(fā)電機實現(xiàn)自動啟動控制是很有必要的。

概況：以清溪水電站為例，電站位于貴州省綏陽縣青杠塘境內，于2009年7月1日正式投入商業(yè)運行，裝機2x14MW，多年平均流量23.3m2 s，2臺總裝機容量28MW，多年平均發(fā)電量9670KW.h，年利用小時3450h，水庫總庫容9780萬m3，正常蓄水位615.0m，興利庫容4530萬m3，死水位598.0m，死庫容3850萬m3。

電站出線電壓110KV，母線接線方式為單母線，通過兩回110KV線路接入系統(tǒng)，與系統(tǒng)夠成∏型接線運行，母線承擔著系統(tǒng)過流母線，是接入境內唯一的110kV桐-正線（桐梓-正安）上，如下圖1所示。對于只有單一送出線的清溪水電站來說，系統(tǒng)相對薄弱，特別是雷雨天氣，系統(tǒng)易出現(xiàn)故障保護動作，導致清溪電站全站失壓，柴油發(fā)電機作為廠用電系統(tǒng)備用電源非常重要；

圖1 清溪電站主接線

1、廠用電系統(tǒng)概況

廠用電系統(tǒng)由兩臺廠用10kV斷路器、三臺廠用400V失壓聯(lián)跳斷路器411DL、410DL、412DL、兩臺10kV廠用變壓器、兩段廠用400V母線、兩組廠房400V配電開關柜、三臺400V壩區(qū)斷路器431DL、455DL、兩組400V壩區(qū)配電開關柜及1臺400V廠用系統(tǒng)備用柴油發(fā)電機組成。電站柴油發(fā)電機設計安裝位于壩區(qū)400V配電室距離廠房300米，當系統(tǒng)發(fā)生故障線路開關跳閘，導致全廠失壓，需要派兩名人員到大壩柴油發(fā)電機房手動啟動柴油發(fā)電機，柴油發(fā)電機帶廠用電正常需要經過一系列復雜的操作，操作需時間長，柴油發(fā)民電機啟動后時刻監(jiān)視柴油發(fā)電機的電壓、頻率，需手動調整柴油機給油量，工作極為不便，為了減輕人員的工作量，解放人手，操作簡單，2012年2月電站對柴油發(fā)電機進行自啟動改造。

2、柴油發(fā)電機改造前的運行說明

2.1如圖2所示，廠用電I段、II段分段運行，廠用電線聯(lián)410開關斷開；2.2廠用電I段431ZKK開關合和II段455ZKK開關其中一個合上；壩區(qū)1ZKK和2ZKK開關其中一個合上，16ZKK合上，母線聯(lián)絡11ZKK合上，柴油發(fā)電機出口開關拉開；2.3正常運行時，壩區(qū)400VI段、II段電源均由廠房廠用電 I段431ZKK引至大壩經1ZKK開關提供；2.4全廠失壓時，確保410、411、412開關確已斷開，拉開廠用電I段431ZKK開關，手動啟動柴油發(fā)電機升壓正常，合上壩區(qū)柴油發(fā)電機出口開關，合上大壩2ZKK開關，合上廠房400VII段455ZKK開關，合上400VI段II段410母聯(lián)開關，此時保安電源由壩區(qū)柴油發(fā)電機提供。

3、改造前存在的問題分析

柴油發(fā)電機安裝在大壩距離廠房300m，當系統(tǒng)發(fā)生故障，需要開柴油機帶廠用電，存在問題如下：

3.1由于手動啟動，起啟時間長，調節(jié)不便；3.2當啟動正常需要帶負荷時，操作的開關較多，如合上壩區(qū)柴油發(fā)電機出口開關，合上大壩2ZKK開關，合上廠房400VII段455ZKK開關，由于操作開關較多容易造成誤操作；3.3在電站人員少，新手多的情況下，啟動柴油機最少需要兩個人，在柴油機帶上負荷后，柴油機啟動正常后隨時監(jiān)視電壓、頻率的變化，廠用負荷發(fā)生變化需及時調整，調節(jié)困難。3.4停機前，先卸去負荷，然后調節(jié)調速器操縱手柄，降低轉速，運轉3-5min后再撥動停車手柄停車，這樣要求熟悉設備者操作。

4、柴油發(fā)電機改進措施及自啟動的實現(xiàn)

在發(fā)電機出口加裝一臺SYK1系列的自動轉換開關。該開關可實現(xiàn)Ⅰ路廠用電源失電后自動接通Ⅱ路備用電源，Ⅰ路市電帶電后自動斷開Ⅱ路備用電源，當Ⅰ路接廠用電檢測電源，Ⅱ路接柴油發(fā)電機出口，即可實現(xiàn)廠用電消失后，柴油發(fā)電機自動合閘，當廠用電恢復后，柴油發(fā)電機自動分閘。

實現(xiàn)柴油發(fā)電機的自動啟停，還需和控制回路進行配合，通過選用XHZ820B-1系列控制器和電子調速器，對柴油發(fā)電機控制系統(tǒng)進行改造，自動轉換開關輔助接點將柴油發(fā)電機開關信號傳至控制器，控制器經過邏輯判斷向電子調速器發(fā)送啟機、停機命令，電子調速器接收命令執(zhí)行油路控制。即當廠用電停電后，轉換開關將柴油發(fā)電機出口自動合上，柴油發(fā)電機合閘位置信號通過輔助接點傳至控制器，控制器邏輯判斷后向調速器發(fā)送執(zhí)行打開油門開關命令，同時繼電器失電，電磁開關閉合，柴油機點火啟動。運行過程中，電子調速器根據(jù)電磁傳感器信號自動調節(jié)轉速與功率，保證柴油發(fā)電機正常運行。當廠用電恢復時，轉換開關自動切換，柴油發(fā)電機出口斷開，柴油發(fā)電機分閘信號傳至控制器，控制器邏輯判斷后向電子調速器發(fā)送停機命令，電子調速器接收停機命令后動作執(zhí)行機構關閉油門，柴油發(fā)電機自動停機。

當發(fā)生事故時，全廠失壓，智能控制盤監(jiān)測市電電源無卡耶拉，10S判斷是否永久性故障，自動啟動柴油機，自動實現(xiàn)高低轉速的切換，10S內柴油機各參數(shù)正常（反之自動停機起動失敗，流程結束），自動合上出口開關，廠房400V配電盤柜帶電，即可保證廠房的廠用電正常提供，如圖3所示。

4.2技術改造后的優(yōu)點

4.2.1將黑啟動的關口前移，原來是要在出現(xiàn)極端情況下才需要開啟柴油機，現(xiàn)在只要廠用電消失柴油機馬上就啟動將廠用電帶起，有利于運行人員進行事故處理，不會忙中出亂，不會在處理過程中擴大事故。

4.2.2操作簡單，因為幾分鐘就可以帶起廠用電，柴油機根據(jù)負荷變化自動調節(jié)。

4.2.3柴油機實現(xiàn)了智能充電，減少了維護工作量。

4.2.4抵抗全廠失電功能。所謂全廠失電是指發(fā)電廠在失去廠內、外交流電源。柴油發(fā)電機自動啟動，提供廠用電源。

4.2.5柴油發(fā)電機具有自動啟動功能、自動并列功能、自動接帶負荷功能、自動調整功能、模擬試驗功能，所以更能保證事故保安電源的穩(wěn)定性。

5、結束語

平時注意檢查蓄電池電壓，保證機組燃油、機油、冷卻液正常，按時做好柴油發(fā)電機啟動檢查。

經過近年的運行實踐；目前一切運行正常，未發(fā)生過柴油發(fā)電機誤啟動現(xiàn)象。為保證可靠，柴油機自啟動后由運行人員定期在廠房遠方手動模擬操作開關跳閘全廠失壓讓柴油發(fā)電機自動啟動，并且每次柴油機啟動正常成功率達100%，清溪電站柴油發(fā)電機自啟動于改造后，未發(fā)生誤啟動現(xiàn)象，大大縮短了事故時恢復事故處理時間，確保設備的安全穩(wěn)定運行，減少了運行人員的工作量，解決了在人員不足的問題情況下，確保緊急情況下事故閘門、油壓裝置、排水系統(tǒng)等重要設備的正常工作，為電廠和的安全運行提供了有效保障。

清溪電站廠用電接線圖3

參考文獻

[1]楊冠成，解大.電力系統(tǒng)自動裝置原理（第四版）[M].北京：中國電力出版社，1995：10.

[2]王冠，徐永福.柴油發(fā)電機起動電池檢測系統(tǒng)[N].通信世界，2003-06-18.