新聞主題	自動化柴油發電機組的特點與分級

 

摘要：自動化柴發機組比起普通機型可謂優點多多，其主要功能主要包括自動維持準備運行狀態、自動起動和加載、自動停機、自動并列與解列、自動補給、無人值守時間、自動保護等方面。自動化柴油發電機組采用各種控制方式保證供電的連續穩定性，使發電機組經濟、安全、可靠地運行；能根據市電和負載情況迅速啟/停發電機組；能隨時改變運行工況，保持頻率和電壓等參數的穩定；能準確而及時地處理各種機電故障，改善運行維護人員的工作條件。因此，作為備用電源，自動化柴油發電機組逐漸成為用戶的首選。

 

一、自動化柴發的特點

 

（1）保持供電的連續性和提高其可靠性

      實現自動化以后，發電機組能及時改變運行工況以適應系統要求，發電機組操作過程按預定次序不間斷地進行，并可不斷監視其完成情況，加快控制和操作過程。以發電機組的啟動供電過程為例，如人工啟動，最快也要3min左右，如采用自啟動，通常不到10s就能恢復供電。自動裝置能準確而迅速地將設備運行參數的變化按照預定程序進行相應的控制或調節，以代替運行人員直接參與各種操作，防止人為誤操作。當設備出現異常情況時，自動裝置又能做出正確判斷及時處理，發出相應的報警信號或緊急停機，使設備免遭損壞，同時還能自動投入備用發電機組，最大限度地縮短電網斷電時間，保證供電的連續性和提高其可靠性。

（2）提高電能質量和運行經濟性，并使各用電設備處于良好工作狀態

      現代用電設備對電能的頻率和電壓都有較高要求，允許的偏差范圍都很小。電壓雖有各種自動調壓器使其保持恒定，但是頻率通常是靠操縱調速器來調節的，對柴油機來說，以此維持頻率恒定較為困難，自動化柴油發電機組依靠頻率、有功功率的自動調節來完成。

（3）減少運行人員，改善勞動條件

      機房運行時的環境條件比較差，對運行人員的健康和安全都有影響。自動控制系統為無人值守創造了條件，使發電機組使用維修人員能有更多時間和精力提高維護、管理設備的水平，使其在完成供電任務中發揮應有的作用。

 

圖1  普通儀表箱式柴油發電機組

圖2  最新款自動化康明斯柴油發電機組

 

 

二、自動化柴發的分類

 

      自動化柴油發電機組簡稱自動化柴油機電站。

1、按自動化方式

      電站可分為：單機自動化、聯動自動化、并機自動化、并網自動化。

① 單機自動化（stand-alone automation）

      指在單臺電站上能夠自動實現發電機組的啟動、供電帶載和斷電、停機等功能，并能夠顯示發電機組的主要性能參數和運行狀態。單機自啟動程序如圖3所示。

② 聯動自動化（linkage automation）

      指與市電或其他電站聯動，通過檢測市電或其他電站有無故障，自動實現發電機組的啟動、供電、停機功能。

③ 并機自動化（paralleling automation）

      指兩臺或兩臺以上電站并機時，自動實現發電機組的啟動、并機、解列和停機功能。電路如圖4所示。

④ 并網自動化（paralleling grid automation）

      與市電并網時，自動實現發電機組的啟動、并網、離網和停機功能。

 

圖3  柴油發電機組單機自啟動程序框圖

圖4  多臺柴發并機系統電路圖

 

 

2、按控制方式

      電站可分為：本地自動化、遠程自動化。

① 本地自動化（local automation）

      指在電站側能夠自動實現發電機組啟動、供電帶載和斷電、停機等功能，并能夠顯示發電機組的主要性能參數和運行狀態。主要功能如圖5所示。

      自動狀態下，當外電停電30秒內主用柴油機沒有啟動時，備用柴油機自動啟動并加油門至額定轉速；外電恢復或主油機發電時，3分鐘后自動停機。

② 遠程自動化（remote automation）

      指遠距離實現發電機組的自動啟動和停機等功能，并能顯示發電機組的主要性能參數和運行狀態。主要功能如圖6所示。

      常用的具有遠程監控功能的發電機組，基本是每臺發電機組配備一個監控裝置，通過監控裝置的異步傳輸標準接口和串口服務器接入以太網，進行發電機組的數據通信和遠程控制，將每臺發電機組的相關數據信息和視頻信息集中傳送給后臺監控中心的后臺監控裝置，通過后臺監控裝置進行集中監測和監控。

 

圖5  柴油發電機組本地控制功能框圖

圖6  柴油發電機組遠程監控功能框圖

 

3、按切換時間

      電站可按GB/T 2820.12-2002規定的進行分類，見表1。表1所規定的類別的典型示例見表2。

表1    電站按切換時間的分類

表2    電站按切換時間分類的典型示例

 

三、自動化柴發的分級

 

      電站的自動化等級分為I級、II級和II級，其自動化等級特征應符合下述的規定。各自動化等級特征內容如下。

1、I級自動化

① 按自動控制指令或遙控指令實現自動啟動。

② 按帶載指令自動接收負載。

③ 按自動控制指令或遙控指令實現自動停機。

④ 自動調整頻率和電壓，保證調頻和調壓的精度滿足產品技術條件的要求。

⑤ 實現蓄電池的自動補充充電和（或）儲氣瓶（壓縮空氣啟動）自動補充充氣。

⑥ 有過載、短路、過速度（過頻率）、冷卻介質溫度高、機油壓力低等保護裝置。根據需要選設過電壓、欠電壓、欠速度（或欠頻率）、機油溫度高、儲氣瓶壓力低、燃油箱油面低、發電機繞組和軸承溫度高等方面的保護。

⑦ 有表明正常運行或非正常運行的聲、光信號警示裝置。

⑧ 必要時，應能自動維持應急發電機組的準備運行狀態，以及柴油機應急啟動和快速加載時的機油壓力、機油溫度和冷卻介質溫度均達到產品規范的規定值。

⑨ 當市電或一臺發電機組故障時，程序啟動系統能自動地將啟動指令傳遞給另一臺備用發電機組，發電機組自動啟動。

2、II級自動化

① 具備I級自動化的功能。

② 燃油、（有要求時）機油和冷卻介質的自動補充。

③ 按自動控制指令或遙控指令完成發電機組與發電機組或發電機組與市電電網之間的自動并聯與解列、自動平穩轉移負載的有功功率和無功功率。

3、III級自動化

① 具有II級自動化的功能。

② 具有遠程自動化功能。

③ 集中自動控制，即可由控制中心對多臺自動化發電機組的工作狀態實現自動控制。

④ 具備一定的主控件故障診斷能力，即可由一定的自動裝置確定調速裝置和調壓裝置的技術狀態。

 

總結：

      隨著自動化程度逐步提高，各行各業的通信系統以及電力系統等都實現無人值班的運行狀態。柴油發電機組作為備用電源，在工業、國防以及農業等各個行業得到廣泛的應用。特別是康明斯柴油發電機組自動控制系統集成了智能化、數字化以及網絡技術為一體的技術，不僅能實現柴油發電機組的自動開機/停機、數據測量以及報警保護和“三遙功能”,而且這種控制系統操作簡單、運行可靠，并且隨著柴油發電機組自動控制系統的功能不斷的完善，將會進一步擴大應用范圍。

 

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