新聞主題	柴油發(fā)電機(jī)黑啟動(dòng)與PLC控制系統(tǒng)

 

PLC的柴油發(fā)電機(jī)組智能控制系統(tǒng)，包括PLC控制模塊以及與PLC控制模塊通信連接的溫度采集模塊、壓力采集模塊、轉(zhuǎn)速采集模塊、輸入模塊、輸油管電磁閥、噴油器驅(qū)動(dòng)模塊、并網(wǎng)斷路器以及散熱器驅(qū)動(dòng)模塊；康明斯公司將電子控制技術(shù)應(yīng)用到柴油發(fā)電機(jī)組控制技術(shù)中，使柴油機(jī)按要求運(yùn)行，輸出穩(wěn)定的動(dòng)力供給發(fā)電機(jī)，從而使發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能達(dá)到穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)了柴油發(fā)電機(jī)組的智能控制，不僅減輕了人員的勞動(dòng)強(qiáng)度也提高了勞動(dòng)效率。

 

一、黑啟動(dòng)應(yīng)用的控制邏輯和一次系統(tǒng)圖

 

在黑啟動(dòng)應(yīng)用中，考慮到柴油發(fā)電機(jī)組承擔(dān)的負(fù)載主要為電廠的循環(huán)水泵、風(fēng)機(jī)或者潤滑油泵等電機(jī)類負(fù)載，其啟動(dòng)沖擊較大，同時(shí)啟動(dòng)的概率大，即同時(shí)使用系數(shù)高，一般要求采用單臺(tái)發(fā)電機(jī)組進(jìn)行供電或者采用足夠容量的一主一備的冗余方式配置，在優(yōu)化啟動(dòng)順序和做好負(fù)載匹配前提下，也可以采用并機(jī)方式進(jìn)行，以節(jié)省應(yīng)急發(fā)電機(jī)組配置成本。下面以采用兼具一主一備冗余功能的兩臺(tái)發(fā)電機(jī)組并機(jī)方式為例進(jìn)行介紹，如果是采用單臺(tái)發(fā)電機(jī)組，則取消并機(jī)或雙冗余功能即可。

寧夏某集團(tuán)供熱站項(xiàng)目工程為黑啟動(dòng)成套系統(tǒng)，該工程包括兩臺(tái)黑啟動(dòng)容量為2000kW的交流10kV柴油發(fā)電機(jī)組、以及配套發(fā)電機(jī)組高壓配電系統(tǒng)。

黑啟動(dòng)一次系統(tǒng)如圖1所示。當(dāng)發(fā)電機(jī)組停運(yùn)，控制方式選擇開關(guān)處于遠(yuǎn)方位置并接到啟動(dòng)信號(hào)，該啟動(dòng)信號(hào)可為干接點(diǎn)信號(hào)或保安段母線電壓信號(hào)，根據(jù)母線電壓進(jìn)行市電故障確認(rèn)后，發(fā)電機(jī)組能自動(dòng)啟動(dòng)，并加速到額定轉(zhuǎn)速。當(dāng)電壓上升至空載額定電壓值時(shí)，發(fā)出準(zhǔn)備帶載信號(hào)，控制器根據(jù)保安母線電壓自動(dòng)選擇同期合閘或無壓合閘，并向配電段柴油發(fā)電機(jī)組斷路器發(fā)出合閘命令。因?yàn)椴裼桶l(fā)電機(jī)組是多臺(tái)并列運(yùn)行，發(fā)電機(jī)組間需要通過CAN通信線進(jìn)行連接，可確保多臺(tái)發(fā)電機(jī)組同時(shí)接收到市電故障信號(hào)。發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)具備多臺(tái)發(fā)電機(jī)組并列運(yùn)行負(fù)載分配功能，協(xié)調(diào)多臺(tái)發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行，且不會(huì)因?yàn)槠渲幸慌_(tái)發(fā)電機(jī)組故障影響到其他多臺(tái)發(fā)電機(jī)組的協(xié)調(diào)運(yùn)行。

 

圖1 柴油發(fā)電機(jī)黑啟動(dòng)一次系統(tǒng)圖

 

發(fā)電機(jī)組具有應(yīng)急供電能力，對(duì)發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)中故障報(bào)警信號(hào)和運(yùn)行故障信號(hào)進(jìn)行設(shè)置，如發(fā)電機(jī)組冷卻水溫度、機(jī)油壓力、頻率、電壓等參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，屏蔽一般故障停機(jī)和輕故障停機(jī)功能，確保發(fā)電機(jī)組接收到市電故障信號(hào)后控制系統(tǒng)能立即自動(dòng)啟動(dòng)發(fā)電機(jī)組。

在試驗(yàn)?zāi)Ｊ较?，發(fā)電機(jī)組可就地啟動(dòng)，多臺(tái)發(fā)電機(jī)組并列運(yùn)行完成后，通過檢測(cè)保安母線電壓與保安段進(jìn)行同期并網(wǎng)，達(dá)到同期要求后合閘匯流斷路器，負(fù)載部分轉(zhuǎn)移至發(fā)電機(jī)組側(cè)，油機(jī)與市電共同帶載。試驗(yàn)完成后，斷路器分閘，發(fā)電機(jī)組冷卻停機(jī)。

 

二、柴油發(fā)電機(jī)組的控制系統(tǒng)

 

應(yīng)用于保安電源系統(tǒng)的柴油發(fā)電機(jī)組不但要求柴油發(fā)電機(jī)組具有自動(dòng)化的功能，還要求與主電系統(tǒng)并列運(yùn)行，故康明斯電力技術(shù)有限公司的（簡(jiǎn)稱康明斯電力）柴油發(fā)電機(jī)組的控制系統(tǒng)采用PCC3.3智能并機(jī)控制屏。

1．保安電源供電主回路的PLC控制系統(tǒng)

主回路控制系統(tǒng)的配置，根據(jù)控制系統(tǒng)的要求，該系統(tǒng)采用康明斯公司的S7-200的PLC主模塊和擴(kuò)展模塊。S7系列的PLC為單片式結(jié)構(gòu)。其功能強(qiáng)大，組合靈活，可與模塊式PLC媲美。S7系列PLC的基本單元有CPU、I／0接口電路、存儲(chǔ)器及標(biāo)準(zhǔn)電源；PLC內(nèi)部有一個(gè)16位的CPU和一個(gè)專用邏輯處理器，執(zhí)行響應(yīng)速度快。

其主要性能指標(biāo)：繼電器輸出類型，輸入點(diǎn)數(shù)32，輸出點(diǎn)數(shù)32，最大擴(kuò)展塊I／0點(diǎn)數(shù)32。輸入繼電器：DC輸入，DC24V、7mA、光隔離。輸出繼電器：AC 250V、DC 30V、2A。存儲(chǔ)容量：可以存儲(chǔ)程序8K。配以相應(yīng)的輸出繼電器，即可完成保安供電系統(tǒng)主回路的控制。

S7-200內(nèi)部由程序、中斷程序及若干子程序組成，完成系統(tǒng)的初始化，對(duì)有關(guān)電量進(jìn)行采集和數(shù)據(jù)處理，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)合閘、自動(dòng)分閘、數(shù)據(jù)通信和保護(hù)功能。

 

圖2 柴油發(fā)電機(jī)PLC控制系統(tǒng)

 

 

2．配置實(shí)例

（1）非冗余項(xiàng)目PLC配置

1）PLC模塊 CPU 241/160、DC 24V。

2）PLC擴(kuò)展模塊16I/160、DC 24V（根據(jù)項(xiàng)目需要進(jìn)行配置）。

3）注意擴(kuò)展模塊最多可擴(kuò)展7個(gè)。

（2）冗余熱備項(xiàng)目PLC 配置

1）PLC模塊6ES7 313CPU模塊2塊。

2）PLC附件6ES7 153模塊1塊。

3）冗余組合（包括2塊冗余模塊和1塊底座）一套。

4）PLC附件6ES7 953存儲(chǔ)卡64K一塊。

輸入擴(kuò)展模塊和輸出擴(kuò)展模塊根據(jù)項(xiàng)目需要配置。

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