（大唐贵州发耳发电有限公司 贵州六盘水 553017）
摘要：某火电厂自投产以来，发生两次关出线路均跳闸造成厂用电中断，厂用电中断后柴油发电机自启动带保安段运行，确保机组安全停运。故在该电气系统运行方式下，柴油发电机的作用显得非常重要。因此，本文旨在简要介绍某火电厂P1650E型柴油发电机及保安段配置情况，在火电厂生产过程中的操作和作用，以及对柴油电机维护及相关注意的问题，并提出柴油发电机组定期运行试验的必要性及操作方法，为同类型机组的运行提供借鉴及参考。
关键词：柴油发电机；原理及作用；定期运行试验；运行维护
1 前言
柴油发电机组是专门为大型发电机—变压器单元机组配置的交流事故保安电源，在发电厂中起着至关重要的作用，当电网发生事故或其它原因致使发电厂厂用电中断时，它可以快速启动为保安段供电，给机组提供安全停机所必须的交流电源，如大机的盘车电源、顶轴油泵电源、交流润滑油泵电源、小机的交流润滑油泵等，从而保护发电厂的重要主辅设备和并提供事故照明。保安电源的选择决定着整个保安电源系统的可靠性。由于保安段正常运行时由机组PC段供电，在发生事故时，机组PC容易受到其它系统的影响，无法保证保安段的供电。柴油发电机组作为一个独立的系统，受电力系统等因素干扰的机会最少，可接带重要负荷运行且持续供电时间长，可靠性较高，电能质量满足要求。因此，国内大型机组普遍采用专用柴油发电机组作为交流事故保安电源。
2 某火电厂保安电源系统简介
某火电厂规模为2×600MW+2×630MW亚临界燃煤火力发电机组，每台机组设有一段汽机保安段、一段锅炉保安段及一段脱硫保安段，供本机组交流事故负荷和主厂房事故照明以及脱硫重要负荷。其中汽机保安段及锅炉保安母线有三路电源，两路工作电源，一路备用电源。工作电源分别由400V汽机PCA、B段及400V锅炉PCA、B段取得。各保安段备用电源分别由柴油发电机组供电。脱硫保安段母线有一路工作电源，一路备用电源；工作电源由本机组的400V脱硫PC段母线提供，备用电源由柴油发电机提供。正常运行时汽机保安段、锅炉保安段、脱硫保安段母线由工作电源供电。当某段保安段母线失压，柴油发电机组自动启动带失压的保安段母线运行。当对应PC段的电源恢复后，将保安段负荷按短时停电的方法切换至工作电源供电，切换正常后将停运柴油发电机，置于自动备用状态。
3 柴油发电机的构成
某火电厂的柴油发电机系深圳威尔信公司生产的P1650E型柴油发电机，该柴油发电机主要由柴油发动机、交流发电机、空气过滤器、涡轮增压器、发动机调速器、启动马达、电池充电马达、散热水箱、减振器和柴油发电机控制屏等设备和部件组成。其中柴油发动机采用四冲程压然式汽缸。交流发电机采用无刷励磁、自稳压方式励磁调压。该柴油发电机采用PART6000自动控制系统。
（1）柴油发动机：柴油发动机是发电机组的动力之源，是特为本发电机组设计制造的，性能安全可靠。柴油机属于重工业型，采用四冲程压燃式汽缸以提供稳定动力。配套包括筒形干式空气过滤器、柴油机涡轮增压器、电子式调速器，以准确控制柴油机的转速。
（2）柴油发动机的控制系统：发动机的控制系统为24V直流电。这系统包括一个启动马达、电池和电池架、电池充电马达。
（3）冷却系统：柴油发动机冷却系统包括一个散热水箱，一个高能轴流风扇及一个恒温器。同时，交流发电机设有独立的风扇来冷却它的元件。注意气流是被风扇吸放再推向散热器，即冷却气流是先经过交流发电机，然后经过柴油发动机，最后才能通过散热水箱。
（4）交流发电机：本机组的输出电力是由一个带防护罩及防滴水保护外壳、无碳刷自励磁、自稳压式交流发电机产生，电源接线箱安装在交流发电机的顶部。
（5）燃料箱及机组底座：柴油发动机和交流发电机都安装在一个厚重的钢底架上。设有一个独立的柴油箱。
（6）减震器：本机组装有减震器，以减少机组和基础之所产生的震动。柴油发电机组是固定在底架上，减震器安装在底架和基础之间。
（7）消音器及排气系统：消音器及排气系统能减低噪音并能直接把废气排出户外。
（8）控制系统：以便用来控制操作及输出，并保护机组不会因不正确的操作而损坏。
（9）柴油发电机出口开关：为了保护柴油发电机，设有出口开关，该开关安装在独立开关箱内。
4 柴油发电机组的功能
4.1 自启动功能
柴油发电机组正常无人值守，具有手动和快速自启动功能，从保安段失压到柴油发电机自启动到接带负荷时间9秒左右，若三次自启动不成功，发出启动失败声光报警信号。
4.2 带负荷稳定运行功能
柴油发电机组可连续1320kW满载运行12h，可承受过负荷能力1.1倍发电机额定容量累计时间为1h。在保安段的两路工作电源发生故障时，柴油发电机可启动带保安段运行，从而保证保安段不长时间停电，确保重要负荷的供电。
4.3 自动调节功能
柴油发电机组的空载电压整定范围为95%～105%Ur，线电压波形正弦畸变率不大于±1.2%，稳态电压调整率≤±0.5%，动态电压调整率≤±15%，首次加载能力不低于额定功率的60%，其中对于旋转负荷（电动机），不低于额定功率的50%。
4.4 自动控制功能
具有保安段母线电压自动连续监测、可自动程序、远方及就地手动启动、运行状态的柴油发电机组自动检测、监视、报警及保护、当保安段工作电源恢复时可采取短时停电法将保安段到由工作电源带，柴油发电机可远方、就地、机头紧急手动停机、蓄电池自动充电等功能。
4.5 模拟试验功能
柴油发电机组在正常备用情况下，可定期进行空载启动试验及带负荷运行试验。
4.6 保护功能
柴油发电机组具有下列跳闸保护：冷却水水温高停机（106℃）、润滑油油压低停机（0.17MPa）、超速停机（1650r/min）、各相电压过高停机（252V）各相电压过低停机（207V）、频率高停机（55Hz）、频率低停机（45Hz）、启停失败停机、急停按钮停机、逆功率停机、超载停机。
5 柴油发电机的启动方式
5.1 就地启动
在柴油发电机机头上有控制开关，该开关是一个四位选择开关，可以用来选择柴油发电机的控制模式和功能。当该控制开关位置置于“1”位（OFF）时，发电机被停机，并失去自动启动功能。当该控制开关位置置于“2”位（AUTO）时，允许发电机组自动启动，通常柴油发电机正常备用时控制开关置于该位。当该控制开关位置置于“3”位（TEST）时，发电机根据特定设置启动，并且不带载运行。当该控制开关位置置于“4”位（RUN）时，发电机根据特定设置启动并且带载运行。在就地启动也就是将控制开关位置置于“4”位（RUN）时，就可启动柴油发电机。
5.2 远方启动
远方启动分为DCS上启动和控制台上硬手操启动。DCS上启动就是在DCS画面上调出保安系统画面，点击柴油发电机图标，在弹出的对话框里点启动再确认即可启动柴油发电机。控制台上硬手操启动就是在操作台上按下柴油发电机启动和确认两个按钮后即可启动柴油发电机，这个主要是用于当DCS死机不能操作且要紧急启动柴油发电机时用。
5.3 自动启动
即时当任一保安段电压消失时，柴油发电机自动联启。
6 柴油发电机组的定期试验
在实际应用中，柴油发电机的使用次数相当少，但在关键时刻，柴油发电机发挥的作用是非常大的。为了确保厂用电失去时柴油发电机能够快速及成功启动，较为常用的手段就是定期做空载启动试验、机组检修后进行厂用电的联动试验。但这些试验均不能判断柴油发电机组是否具备带负荷稳定运行的能力。因此，解决这一问题的最好办法就是进行柴油发电机组的带负荷运行试验。柴油发电机组做为独立电源在倒换中存在非同期并列的风险，所以，在厂用电与柴油发电机组两个系统之间切换时必须采用瞬时停电法，最后实现柴油发电机带负荷运行试验。
6.1 柴油发电机组的空载试验
柴发电机空载试验可就地手动、远方DCS上、远方硬操盘上启动。柴油发电机每周进行一次空载试验，空载运行5分钟。即单独启动柴油发电机运行，检查柴油发电机的电压、频频、空载电流及柴油发电机运转情况。
6.2 柴油发电机组的自启动带负荷试验
柴油发电机组应每半年进行一次带负荷试验（结合机组启停进行），并使柴油发电机组带50%负荷运行1小时。
柴油发电机自启动带负荷试验的操：以汽机保安段为例，汽机保安段上要参加带负荷启动试验的负荷启动运行正常。人为给出汽机保安段失压的信号，柴油发电机按自动启动逻辑启动柴油发电机带汽机保安段运行，汽机保安段上原运行的负荷进行自启动，当负荷自动启动正常后可以确定柴油发电机自动时的带负荷能力。
7 柴油发电机的注意事项
（1）柴油发电机自启动后，手动停运柴发电机后，要按自启动复位按钮5秒以上，再将柴油发电机机头上的转换开关置于AUTO位置，若不复位则柴油发电机机头上的转换开关置于AUTO位置后柴油发电机会再次启动。
（2）柴油发电机处于自动备用状态时，主开关分闸按钮灯不能亮，若发现此灯亮时要检查柴油发电机确实在自动备用状态时，按一下此按钮将灯复位。机头上的二极管灯也不闪亮，此灯闪亮时有表示有故障，这时要及时进行查找故障并联系检修人员处理。
（3）柴油发电机运行中不能看冷却水水位及加水，防止热水喷出伤人。机组刚停运后，冷却水温度很高，此时严禁打开散热器盖子，并禁止向未冷却的冷却系统内加注冷却水，否则会造成柴油机的严重损坏。
（4）柴油发电机应定期进行试转，正常时必须保证处于良好自动备用方式。试转及手动启动柴油发电机前要检查润滑油位、冷却水位正常后方可启动。机组正常运行时必须按规定巡检到位，确保柴油发电机处于良好自动备用状态。发电机空载运行时间一般不允许超过10分钟。
（5）启动柴油机时如果发出3次启动失败信号，应对柴油机进行全面检查，确认无故障后方可再次启动。如果第四次启动仍然失败，则要对柴油发电机进行彻底检查，待故障消除后方可再次启动。机组每次启动进行不要超过5～7秒，每次启动失败后要隔10称再进行启动。
（6）发电机不可以带负载停机，卸载后要空载运行约3分钟让柴油机冷却后才停运。柴油发电机组自启动成功后，保安负荷应分级投入。机组运行中排气管排气温度较高，严禁人员接近排气管，以防灼伤，并保证排气管周围无污油或其它易燃物，以防发生火灾。
（7）若保安段A路工作电源在备用状态时，一定要检查完好备用，该开关上“低电压”压板一定要退出，“联锁跳闸”压板要投入。而保安段B路工作电源开关上的“低电压”压板一定要投入，“联锁跳闸”压板要投入；若B路工作电源跳闸而切换到A路工作电源时，一定要将A路工作电源开关上的“低电压”压板的投入，而将B路工作电源开关上的“低电压”压板退出。
8 结论
柴油发电机组在大型火力电厂发生全厂失电时能迅速启动并带上保安段运行，保证机组发生跳闸后安全停机，对保护发电设备安全具有重大作用。柴油发电机的可靠备用及良好的运行状态，为提高保安段供电可靠性和安全性奠定了坚实的基础。同时，为国内同类电厂提供借鉴作用，提醒各厂柴油电机机在发电厂的中作用，虽然柴油发电机极少运行，但不能忽视它在火力发电机中的重要作用。
参考文献
[1]大唐贵州发耳发电有限公司企业标准《600MW机组集控运行规程》（Q/CDT-FEPC 10301001-2020）.
[2]威尔信柴油发电机组技术操作及维修保养手册.