第七章保安电源和不停电电源

1、第七章 保安电源和不停电电源第一节 保安电源概述一.保安电源的作用保安电源是专为大型汽轮发电机组配置的电源系统。在发电厂的锅炉、汽机和电气设备中，都有部分设备不但在机组运行中不能停电，而且在机组停机后的相当一段时间内也不能中断供电；还有一些设备需在机组事故停机时立即从备用状态投入运行；另有部分设备例如蓄电池组的充电设备则不论机组运行与否都不能较长时间失电。也就是说，它们对保证设备安全具有非常重要的意义。因此，供电给这些设备的电源系统应比一般的厂用电系统更可靠，这就是设置保安电源系统的原因。我们一般所说的保安电源实际上是指交流事故保安电源系统，它包括正常运行的部分和事故备用的部分，共同组成完整的

2、交流保安电源系统。保安电源系统是按全厂停电（包括由系统引入的起动备用电电源也停电）时能保证需要继续运转的设备有可靠的电源供电从而保证安全停机的原则来设计的。正常机组运行时或机组虽不运行但电厂的厂用电是由系统引入的起动备用电源供电时，接在保安电源上的设备也由电厂厂用电供电运行。如果由于某种原因发生厂用电失电而造成全厂停电，保安事故备用电源应投入供电，保证接在保安段的设备继续运行。交流保安电源供电的负荷一般是允许短时间停电的即允许短时间间断供电的，这是保安电源与不停电电源的区别。在发电厂还有一部分不允许间断供电的负荷即实际上是指电源间断时间极短不允许超过5毫秒例如计算机等负荷，短时中断供电的交流电

3、源还不能满足这类负荷的需要，这类负荷在设计规程中简称为“0I”类负荷，应由不停电电源供电。二.交流事故保安电源的负荷保安电源系统供电的负荷为交流事故保证负荷，简称为“0”类负荷，（直流事故保安负荷简称为“0”类负荷）在设计规程中这类负荷是指在发生全厂停电时保证机炉安全停运，过后能很快起动，或为防止危及人身安全需在全厂停电时继续供电的负荷。这些负荷大都是允许短时间中断供电的低压厂用负荷，它包括旋转电机负荷和静止负荷，主要有以下设备：1.汽轮发电机组的盘车电机和顶轴油泵，停机后仍需继续运转。2.机组的润滑油泵和密封油泵，停机后需继续运转。3.锅炉给水泵的润滑油泵。4.回转式空气预热器，它在锅炉停运

4、后的一段时间内仍需继续转动以防止设备损坏。5.其它各种辅机的润滑油泵，例如风机润滑油泵等；6.蓄电池组的充电装置。目前普遍都采用了硅整流充电装置，它在任何情况下不应长时间失电；当发生全厂停电事故的情况下，它应能承担装置额定容量3050%的负荷，所以需由保安段供电。7.事故照明设备。过去中小容量电厂事故照明大部分都采用直流蓄电池供电，在大型电厂中，由于事故照明需供电的范围大，电源容量要求大，仅靠直流蓄电池已无法承担。所以，除一部分特别重要的事故照明仍由直流供电外，大部分机炉内及其它事故照明由保安电源供电，这样既减轻了蓄电池负担，又能保证在全厂停电时不中断照明。8.其它与机组运行安全关系密切的设备

5、。例如，重要设备的通风、冷却电源，电梯电源，部分热工控制保护电源，部分电气控制电源等。这些设备有的是由双路电源供电的，其中一路电源要由保安段供电，从而提高了供电的可靠性。三.交流事故保安电源的特点保安电源系统虽然在接线上看起来与一般低压厂用电没有区别，实质上由于其供电负荷的性质决定了保安电源系统具有以下特点：1.交流事故保安段的接线应与低压厂用电一致。交流事故保安段（一般每台200MW机组分两段）正常情况下必须由单元机组的低压厂用电供电，它是保安段的工作电源，所以，保安段的中性点接地方式应与低压厂用电系统一致。2.交流事故保安电源必须是独立可靠的电源。交流事故保安电源是保安段的备用电源，当由低

6、压厂用电来的工作电源失电时由该备用电源投入供电，所以，这个电源的运行应不受本地区电力系统运行情况的影响。它不能取自本厂内的发电机组，也不能取自与厂内机组的高压起动备用电源联系密切的电网，应具有明显的独立性，这样才能保证在全厂停电时给保安段可靠供电。3.交流事故保安电源应具有快速投入的性能。为了保证故障情况下的机组安全和其它设备及人身安全，停电时间越短越好。为此，在保安段的工作电源失电时，事故备用电源应快速投入，一般不应超过10秒，这是对事故保安电源的基本要求。4.保安电源系统的接线应十分可靠。按照规程规定，保安段除工作电源和事故备用电源外，不再设置其它备用电源。这就要求保安电源系统应具有高度的

7、可靠性。不但一次系统接线配置要合理完善，而且其控制、连动回路也必须可靠，任何情况下不得发生拒动现象。为此在保证实现必要的功能的前提下应尽量简化电气二次接线。四.两种交流事故保安电源的比较保安电源系统的主要设备之一是交流事故保安电源即保安段的备用电源，对它的要求是应具有较高的可靠性和相对的独立性。为实现此目的，目前在电厂中采用较多的是以下两种方案。一种是采用快速起动的柴油发电机组作交流事故保安电源，另一种是采用外电网电源作交流事故保安电源，它们各有不同的特点。1.采用柴油发电机组作交流事故电源的特点（1）.独立性强，不受电力系统运行状况的影响；（2）.投入快，从起动到合闸供电时间一般仅1020秒

8、，能满足负荷失电时间短的要求；（3）.可靠性高，可以满足长时间事故停电的供电要求。由于柴油发电机组具有上述特点，所以是最理想的事故保安电源。因此，在火力发电厂厂用电设计规程中规定，容量在200MW以上的发电机组，宜采用快速起动的柴油发电机组作交流事故保安电源。但柴油发电机组设备较复杂，检修维护工作量大。运行中必须加强对柴油机及其附属辅助设备压缩空气系统、冷却水系统、燃油系统、润滑油系统以及电气起动控制系统等的维护检查，定期进行机组的起动试验。这是使用柴油发电机组时值得注意的一个特点。2.采用外电网供电的事故保安电源的特点（1）.全部采用电气设备组成和用电气回路来实现，没有热机设备，维护工作量小

9、。（2）.电气一次、二次系统接线简单，连动回路可靠。由于采用电气连动，所以负荷中断供电的时间更短，一般在保安段失电后的3-5秒内即可合闸供电。（3）.造价较低。由于一般情况下供电线路距离不很长，相对造价比柴油发电机组低。（4）.在一定程度上还要受电网运行方式的影响，独立性不如柴油发电机组。由于大型发电机组把保安电源的独立性要求放在优先的地位，所以在设计规程中没有提及采用外电网电源作交流事故保安电源的方案。但由于它在一定程度上仍能起到事故保安电源的作用，所以在实践中还是有采用的。第二节 应急柴油发电机组一.柴油机基本知识(一).基本原理柴油机是热机的一种，它的基本作用就是把燃烧发出的热能转化为可

10、使用的机械能。按能量转变的形式柴油机应该属于内燃机的一种。其特点是让燃料在机器的气缸内燃烧，生成高温高压的燃气，利用这个燃气作为工作物质去推动活塞做功。即燃料燃烧形成工质的过程直接在工作室内进行。柴油机气缸中点燃燃料的方式是利用气体受压缩后温度升高的现象，在压缩冲程中强力压缩气缸中的新鲜空气，使其温度升高到超过柴油自燃的温度，然后喷入柴油自行发火燃烧作功，所以，柴油机又称压燃式内燃机。柴油机的效率为2840%左右。(二).主要技术名称的意义柴油机与使用维护有关的主要参数和名称有如下一些：1.冲程冲程是指活塞由下死点移动到上死点或由上死点移动到下死点的距离。2.上（下）死点是指活塞在气缸中运动的

11、最上或最下端位置，也就是活塞离曲轴中心线最远或最近的位置。3.压缩容积当活塞位于上死点时，在活塞顶上部与气缸盖底部之间剩下的全部空间，也称燃烧室容积。4.工作容积活塞在气缸中由上死点移动到下死点过程中所让出来的空间。5.气缸总容积是指活塞在下死点时，活塞顶上部的全部容积，即是压缩容积与工作容积之和。6.压缩比在压缩冲程中，活塞由上死点向上移动，在排气阀与进气阀全部关闭起，活塞就开始对气缸内新鲜空气进行压缩，一直压缩到死点为止。压缩比就是开始压缩时气缸内总容积与压缩终了时之压缩容积的比值，表示气缸中空气被压缩容积的比值，表示气缸中空气被压缩后缩小体积的倍数。7.工作循环工作循环由进气、压缩、膨胀

12、和排气四个步骤组成，这四个阶段循环反复就形成柴油机的连续运转，每完成这四个步骤一次就是完成了一个工作循环。8.自燃温度柴油机的自燃温度随环境空气压力而变，在一个大气压时约为350，当压力为3Mpa时为200左右。自燃温度就是可燃物质周围温度升高到一定数值时，不需点火即会自行发火燃烧时的温度。9.增压柴油机在吸气冲程中，活塞下移，气缸中应容积扩大产生真空度，新鲜空气被吸入气缸，这种柴油机叫做非增压性柴油机。而增压性柴油机是利用增压器，使新鲜空气在进入气缸前有一定的压力（一般在0.140.25Mpa）,而后再充入气缸。柴油机经增压后，可以增加功率，改善气缸内换气过程，提高热效率。10.效率柴油机将

13、柴油的热能转化为机械能过程中，由于冷却、散热、机械摩擦等原因损失一部分能量，损失越小，效率越高。11.表压力当容器中没有产生压力时（即容器中压力与外界大气压相等时），压力表指示为零。表压力=绝对压力-大气压力12.真空度当一个容器的压力低于大气压时，即称为“产生了真空”。在绝对真空时，压力为零。在表示压力时，从绝对真空作始点的表示数值，称为“绝对压力”。13.最大爆炸压力柴油喷入气缸燃烧后，气缸内压力急剧增高，这时气缸中燃烧气体压力的最大数值就是最大爆炸压力，也称最大燃烧压力。14.压缩终点压力在压缩过程中，充入气缸的新鲜空气被压缩后，压力与温度都升高，在压缩过程结束时气缸内空气的压力（温度）

14、就叫压缩终点压力（也称压缩终点温度）。15.增压压力增压型柴油机从增压器出口的空气压力为增压压力。16.临界转速每台机械或物体都有自己固有的振动频率一致时，会产生剧烈振动称为共振。柴油机在某个转速范围内运转也会引起共振，这个转速范围就是临界转速，在实际中不允许柴油机在临界转速范围下运转。（三）.柴油机的简单工作过程柴油机每个工作循环都是由进气、压缩、膨胀作功与排气四个过程组成的。即： 进气压缩膨胀作功排气 在膨胀作功阶段对外作功，其他三个阶段则需消耗一部分机械能。下面以电厂实际使用的四冲程柴油机为例简述其工作过程，如图71所示。图:7-1四冲程柴油发电机工作过程示意图1.进气冲程柴油机在每一工

15、作循环后，气缸中必须换充新鲜空气，完成这个任务的活塞冲程就是进气冲程。进气开始时，活塞由上死点向下移动，这时进气阀打开，气缸中由于容积扩大，产生真空度，把外界新鲜空气经进气阀吸入气缸，一直到活塞到达下死点，进气阀关闭，进气冲程结束。2.压缩冲程进气阀关闭后，活塞继续上行。由于这时气缸内已形成一密闭空间，进入气缸的空气无路可走，所以活塞向上移动的同时，对气缸内的空气进行压缩，使它压力与温度升高，一直到上死点为止，这就是.压缩冲程。低速柴油机的压缩比为1214，中速柴油机的压缩比为1415，高速柴油机的压缩比为1519。3.膨胀作功冲程在此冲程开始阶段，柴油喷入气缸并燃烧，使气缸内温度急剧升高至1

16、6001900。气体温度升高后体积膨胀，可是由于气缸中在这短暂瞬间，活塞位移很小，容积变化也很小，这种情况下，柴油燃烧的后果就表现在气体压力的急剧升高。气缸中最大爆炸压力可达58Mpa，这样高的压力作用在活塞获得一个很大的推力。活塞在气体压力推动下向下移动。并通过曲柄机构带动曲轴旋转，对外作功。4.排气冲程膨胀作功冲程结束后，必须立即把气缸中的废气排出，在排气过程中，活塞由下死点向上移动，把气缸中的废气排出气缸。四冲程柴油机就是经过上述四个冲程（即曲轴回转两转）完成一个工作循环的柴油机。二.柴油机组的热机系统热机部分由柴油机及其配套设备包括配气系统、燃油系统、润滑系统、冷却系统、操纵及调速系统

17、等组成。它们都是为产生能拖动发电机旋转的能量服务。1.柴油机柴油机由固定部件和运动部件组成。固定部件主要有机座、机体、气缸套、气缸盖和主轴承。运动部件主要包括活塞组件、连杆组件。2. 配气系统柴油机在运转中，对气缸的进气和排气时刻都有严格的要求，即进气阀和排气阀的开或关的时刻要合乎一定要求。对多缸柴油机来说，为了按规定的发火次序工作，各缸的进、排气阀的开和关还要按一定的顺序进行，以保证柴油机正常运转，配气系统就是完成上述任务的。3. 燃油系统为了使柴油喷到气缸内去很好地燃烧作功，必须做到供给适当的油量和准确的供给时间，喷入气缸的柴油应雾化良好，质量合格并具备其他必要条件。燃油系统就是为此目的设

18、置的，主要由输油泵、喷油泵、喷油器等组成。4. 润滑系统它包括润滑油泵、过滤器、润滑油冷油器、压力调节阀及相应表计等。是为了解决柴油机在运转中带来的摩擦和高温问题。5. 冷却系统柴油机工作的时候，气缸盖、气缸、活塞等部件经常处于高温之下，如果不采取冷却措施，这些部件的材料强度势必会严重下降。同时，在高温下润滑油也会严重雾化，润滑性能下降，机械磨损加剧。所以，设置了冷却系统，以保证柴油机不致应过热损坏。它包括温度调节阀、冷却器、冷却水泵、水箱等。6. 操纵系统和调速系统操纵系统控制柴油机的开停车。启动装置是保证柴油机在启动前所需的动力，使柴油机能由静止开始运转。压缩空气装置就是供给柴油机使用的。

19、调速装置是为了使柴油机所发出的功率和它所担负的负荷相适应而保持柴油机转速不变。三.柴油机组的电气系统电气部分由发电机、励磁机、励磁调节装置、低压配电设备和电气二次系统(控制、保护、测量表计)组成。 （一）.发电机和励磁机 发电机选用高速、废气涡轮增压型柴油发电机。在构造上与一般小型三相交流发电机没有大的区别。（二）.励磁系统 柴油发电机的励磁方式采用无刷励磁系统（包括自动电压调整器、手动励磁调节装置等），对于自动励磁调整装置，满足以下条件：静态电压调整率：£ ±0.5暂态电压调整率：£ ±2稳定时间：小于1.0秒电压波动率：£ ±0.

20、25顶值电压系数：>1.5励磁调节装置有自动和手动两种调节方式。 （三）.电气起动和控制保证柴油发电机自起动快速性和成功率, 保证柴油发电机正常处于热态, 采取对柴油发电机冷却水, 润滑油的预热和预供手段。柴油发电机的起动方式为电起动。电起动方式的电源, 采用全密封免维护阀控铅酸蓄电池, 蓄电池的浮充装置具备小电源浮充和快速充电的双速自动充电功能。蓄电池的容量满足连续起动15次的用电量要求。除自动控制的要求外，柴油发电机还有就地控制屏控制和主机组单元控制室DCS远方强制启动/停机控制方式。就地控制与DCS控制应能通过设在就地控制屏上的切换开关选择。电源的正常切换是利用柴油发电机的出线断路

21、器和交流事故保安段上的正常工作电源进线断路器相互联锁实现。任一保安段母线电压失压时，经35秒延时（躲开继电保护和备用电源自动投入时间），通过任一保安段母线电压监视继电器及辅助继电器联动柴油发电机自动启动，同时联锁保安段上工作电源进线断路器跳闸和柴油发电机出线断路器合闸，柴油发电机开始向保安段母线供电。当保安段工作电源恢复时，保安段应无扰切换至工作电源,停机工作由值长按程序自动停机或手动停机。停机时，依次跳开柴油发电机断路器，合保安段工作电源进线断路器闭锁控制屏上手动和自动启动功能，可安全进行设备维护和检修。 （四）.电气接线的基本要求1.一次接线电气一次接线中需要说明的是，发电机的中性线引出至

22、端子罩中，中性点在端子罩中直接接地。2.二次接线柴油发电机的控制起动、保护、测量、信号系统采用直流电压, 断路器控制, 操作及其信号采用机组自身提供的直流24伏电压。在厂用电源恢复正常后，采用手动切换的方式恢复厂用电源的供电，手动将柴油发电机组停下。一般不采用厂用电恢复后自动停柴油机的方式，以确保安全供电。机组的辅助油泵、水泵等辅机电动机，应具有满足工艺要求的自动控制接线。 机组的冷却水温度高、润滑油压低、润滑油温度高等均应能发出信号，装于就地盘上。在单元控制室内设置有柴油发电机及其分支断路器的位置信号和事故音响信号。这样在全厂停电时，单元控制室内运行人员可及时了解柴油发电机自起动后带负荷情况

23、。图7-2是柴油发电机组自起动逻辑方框图。动作过程如下：图 7-2柴油发电机组自启动逻辑图 在正常运行中，将机组的运行方式开关置于“自动”位置。当保安1段工作电源母线失电后，经过延时确认(躲开备用电源自投时间，为35秒。对于备用电源手动投入的接线只需躲开馈线开关的切断故障时间12秒)后，起动柴油机组。当机组的转速、电压达到额定值时，合发电机出口开关。此时，如果保安1段母线工作电源仍未恢复正常，则待发电机出口断路器合闸后，跳保安1段母线工作电源开关，合保安1段备用电源开关。 5电气控制回路接线 虽然柴油发电机组有多种型式，但其电气二次接线都是按前述各项基本要求来配置并实现相应功能的。图73就是一

24、台能自起动两次的机组电气二次控制回路接线简图。 机组的起动停止操作过程如下： ZK是机组的运行方式切换开关，当ZK置于“自动”或“试验”位置时，接下YQA总投入按钮，中间继电器YZJ起动并自保持，使整个回路接通电源进入工作状态。图中 DYJ1一DYJ4分别为交流事故保安l、2段的母线电压监视继电器，当任一事故保安段电压消失时，电压继电器接点将失电闭合，由于柴油机未起动，转速为零，其测速接点nJl闭合，所以时间继电器sJ1起动，经一定延时(时限按躲过380V厂用工作段母线低电压联动备用电源投入来整定)后起动中间继电器sJ3，SJ3的接点接通柴油机起动气阀QDF(电磁阀)的电源，起动气阀打开，将空

25、气瓶中的压缩空气送人柴油机，推动活塞运动，柴油机即迅速起动。 当柴油机达到一定转速(例如为50额定转速)时，测速接点nJ2闭合，起动中间继电器YJ3，YJ3动作后给发电机起励(图中未画出励磁回路)。当发电机电压达额定值时，电压监视继电器HYJ动作，其接点闭合起动时间继电器SJ5，经一定延时后起动合闸继电器HJ，合上柴油发电机出口开关送电至保安段，完成全部起动过程。(保安段工作电源开关与备用电源开关之间的连动不在此范围内。)如果机组一次起动不成功，则自动实现二次起动。动作过程如下：在第一次起动过程中，时间继电器sJ3即动作，其接点闭合起动sJ4，经数秒延时(为保证可靠起动)后SJ4常闭接点打开，

26、切断SJ3电源，Sj3返回后，柴油机起动气阀QDF失电关闭，完成了第一次起动。如果柴油机起动后正常，则转速升起，nJ1接点打开，起动回路电源被切断，则一切恢复正常运行。如果第一次起动未成功，则柴油机转速起不来，测速接点nJl继续闭合，此时由于第一次起动后SJ3失电，其常开接点经数秒延时后打开，使sJ4失电SJ4常闭接点闭合后重新起动SJ3,再一次打开柴油机起动气阀(即QDF再次带电)，实现柴油机的二次起动。图:7-3柴油发电机控制回路柴油机如经过两次起动均不成功，则表示起动失败，不再进行自起动。实现过程如下sJ2为一长延时(延时18秒)继电器，在第一次起动时SJ2即动作，经18秒延时后接点闭合

27、起动YJ2，YJ2动作后其常闭接点打开，切断YJ1线圈电源，从而使柴油机停止再次起动。SJ2的延时就是按能保证两次起动且不允许多次起动来整定的。 柴油机组正常做起动运转试验时，采用就地起动的方式。此时将zK开关置于“手动”位置，按下起动按钮QA即可起动机组。 柴油机组的停机可按下停止按钮TA，YJ8动作后接通停机油阀TDF的电源，停机油阀打开，使控制进油量的拉杆向停车方向移动，各气缸喷油泵停止喷油，柴油机即停止运转。四.柴油发电机组的功能（一）.自起动功能柴油发电机保证在火电厂的任一保安段停电事故中, 快速自起动带负载运行。在无人值守的情况下, 接起动指令后在10秒内一次启动成功, 在60秒内

28、实现一个自启动循环（即三次起动）。若自启动连续三次失败, 则发出停机信号, 并闭锁自起动回路。在买方所提供的现场条件下,机组一次启动成功率不小于99%柴油发电机自起动成功的定义是: 柴油发电机在额定转速, 发电机在额定电压下稳定运行23秒, 并具备首次加载条件。（二）.带负载稳定运行功能柴油发电机自起动成功后, 保安负荷采用分级投入。允许首次加载不小于50%额定负载(感性)。在接到启动指令后的60秒内带满负载(感性)运行, 并在负载容量不低于20%时, 允许长期稳定运行。柴油发电机能在功率因数为0.8的额定负载下, 启动后稳定运行12小时中, 允许有1小时1.1倍的过载运行, 并在24小时内,

29、 允许出现上述过载运行两次。发电机允许20秒的2倍过载运行。整套柴油发电机应能使全电压直接起动的空载四极鼠笼式异步电动机的容量不小于0.2倍的柴油发电机额定容量（下称Pe）。（三）.自动调节功能柴油发电机的空载电压整定范围为95-105%Ue, 线电压波形正弦畸变率不大于5%。柴油发电机在带功率因数为0.81.0的负载, 负载功率在0100%内渐变时能达到:1.静态电压调整率: £ ±0.5%2.稳态频率调整率: £ 5%（固态电子调速器）3.电压、频率波动率: £ 0.5%（负载功率在25-100%内渐变时） £ 1% （负载功率在0-25%

30、内渐变时）柴油发电机在空载状态, 突加功率因数£0.3（滞后）、稳定容量为0.2Pe的三相对称负载或在已带80%Pe的稳定负载再突加上述负载时, 发电机的母线电压0.2秒后不低于85%Ue。发电机瞬态电压调整率du£ ，电压恢复到最后稳定电压的3%以内所需时间不超过1秒, 瞬态频率调整率£5%（固态电子调速器）,频率稳定时间£3秒。突减额定容量为0.2Pe的负载时, 柴油发电机升速不超过额定转速的10%。柴油发电机在空载额定电压时, 其正弦电压波形畸变率不大于5%, 柴油发电机在一定的三相对称负载下, 在其中任一相加上25%的额定相功率的电阻性负载, 应

31、能正常工作。发电机线电压的最大值（或最小值）与三相线电压平均值相差不超过三相线电压平均值的5%, 柴油发电机各部分温升不超过额定运行工况下的水平。（四）.自动控制功能柴油发电机属于无人值班电站, 控制系统具有下列功能：1.保安段母线电压自动连续监测。2.自动程序起动, 远方(DCS)起动, 就地手动起动。3.运行/备用状态的柴油发电机自动检测、监视、报警、保护。4.主电源恢复后自动、远方（DCS）、就地手动、机房紧急手动停机。5.蓄电池自动充电，直流电压监测。6.预润滑、润滑油预热, 冷却水预热。（五）.模拟试验功能柴油发电机在备用状态时, 模拟保安段母线电压低至25%Ue或失压状态, 能够按

32、设定时间快速自起动运行试验,试验中不切换负荷。但在保安段电压降低至25%时能够快速切换带负荷。柴油发电机组的运行维护。五.柴油发电机的保护、信号和测量柴油发电机组保护项目有:1.机组超速保护 声光报警，停机关油门2.润滑油压低 声光报警，停机关油门3.自启动失败 声光报警4.低压闭锁过流保护 声光报警，停机关油门5.发电机过负荷保护 声光报警6.冷却水温高 声光报警7.润滑油温高 声光报警8.日用油箱油位低 声光报警9.发电机事故跳闸 声光报警10.逆功率保护 声光报警，停机关油门11. 冷却水水位低 声光报警（一）.发电机及其引出线保护1.过电流保护：保护装设在发电机中性点的分相引出线上，动

33、作于发电机出口断路器跳闸并灭磁；保护装置接线为三相电子式接线；过电流保护具备速断（主保护）及定时限（后备保护）二种功能。保护动作于发电机出口断路器跳闸并灭磁。2.单相接地保护：保护动作于发电机出口断路器跳闸。3.过电压保护：过电压保护动作于发电机出口断路器跳闸并灭磁。发电机励磁系统装设自动电压调整器故障保护。4.过负荷保护：保护动作于信号。5.逆功率保护：保护动作于发电机出口断路器跳闸。（二）.柴油机保护柴油机装设水温过高，机油油压过低，超速保护，保护动作于停机；装设水温高，油压低，润滑油高温，日用油箱油位低,水位低等保护,保护动作于信号。（三）.信号系统信号系统按装设地点可分为就地控制盘上信

34、号和主机组单元控制室进入DCS信号，按故障性质分为预告信号和事故信号。就地盘上预告信号用光字牌、电铃，事故信号用光字牌和蜂鸣器。以下故障之一出现时，机组将实现保护停机并发出声光报警,并引入DCS系统（使用继电器接点容量：110V 2A无源电接点，每个信号2对，并引接到出线柜信号端子排上。通讯串口协议待定），并可远程将报警信号送往供货厂的24小时值守远程平台。1.机油压力低2.机组超速3.过起动（三次起动失败）4.发动机温度过高5.发电机超压或欠压6.跳闸：过电流，短路，缺相出现下列情况之一时，机组将发出声光报警，并送往DCS系统，(使用继电器接点容量：110V 2A无源电接点，每个信号2对，并

35、引接到出线柜信号端子排上。7.电池电压低8.低水温9.燃料液位低10.机油压力低预警11.发动机高温预警12.充电器故障13.机组不在自动状态14.低水位柴油发电机出口断路器合、跳，ATS柜1、ATS柜2进线断路器合跳，位置信号接点送往单元控制室DCS，接点容量110V，1A。（四）.测量1.电气回路装设下列测量表计发电机：交流电流表，交流电压表，有功功率表，功率因数表，频率表，电池电压表，计时表，选择开关。（交流及直流仪表准确等级1.5）。电动转速表、机油压力表、机油温度表、冷却水温度表等。发电机电流、电压、有功功率、频率经变送器输出4-20mA引至单元控制室DAS数据采集系统。厂家提供柴油

36、发电机组所需的启动监测、调节和停机控制盘，提供装有发电机断路器、同期装置和设备的控制屏。2.手动同期设备包括以下设备：发电机电压和母线电压同期指示仪（含电压差、频率差、相位差指示）；带锁可移动手柄的同期开关；“升高-正常-降低”速度控制开关；“升高-正常-降低”电压控制开关。当发电机处于停机状态且运行方式选择开关处于“手动”位置时，机组可在发电机控制盘上手动启动并升速和升压。六.柴油发电机的运行维护 运行人员应掌握机组的基本工作原理，熟悉操作方法和维护方法。开机前应根据设备使用维护说明书对机组进行全面详细检查。本文只对柴油发电机组的一般运行维护要点作些介绍。 （一）.掌握的有关数据 根据运行维

37、护工作的需要，制造厂都提供与运行维护有关的机组的技术数据，主要包括以下内容： 1.柴油机的型号、转速、额定功率、气缸数、压缩比、缸径x行程、发火顺序、旋转方向、额定功率时的耗油率等。2.柴油机的冷却方式、起动方式、润滑方式。3.柴油机的工作压力如最大爆发压力、各缸压缩压力、起动压缩空气压力、机油压力、冷却水压力、柴油机增压后压力、气缸和空气瓶的安全阀开启压力等。4.柴油机的工作温度如排气温度、机油允许温度、冷却水允许温度。5.柴油机的起动性能、使用环境、使用燃料泊牌号、机油更换周期、增压器运行周期等。6.发电机的型式、额定功率、额定电压、额定电流、频串、绝缘等级、功率因数、接线方式、励磁电压和

38、电流等。7.励磁系统有关数据如励磁机型号和额定电压电流、调节器型式、励磁方式、起励方式等。8.机组的起动时间、电气控制电源的电压、主要配电设备数据。9.附属设备的有关数据如润滑油泵、输油泵、冷却水泵及其电机、加热器等的参数。10.各运行参数的报警值。（二）.运行维护工作的要点1.柴油发电机组作为事故情况下投运的设备，最大的特点就是应随时处于待起动状态。为此，日常必须加强维护，每班应检查12次，检查内容与试运转时内容相同。2.每周应至少手动起动柴油机组一次，每次起动后应运转1530分钟，运转中应检查监测各运行参数正常。3.定期进行模拟保安段失电的自起动试验。但在发电机组每次开机前必须进行一次实际

39、试验，由柴油发电机组带保安段运行120分钟。在机组运行中不应进行实际切换试验。如果要检查自起动性能，可通过二次回路进行，电气一次回路不得合上保安段的开关。 4.柴油发电机组的附属设备包括润滑油泵、冷却水泵、输油泵等的电源取自保安段。电气控制电源应取自蓄电池，以保证全厂停电时柴油发电机能可靠运行。5.柴油发电机组在起动前应做好准备工作，例如检查燃油是否足够，润滑油油位是否合适。为了保证应急柴油机组能随时起动，机组的冷却水系统和润滑油系统都设置有加热装置，以防止因温度太低影响起动。当温度过低时，就应给其进行预热。起动前还应检查各开关、阀门位置均符合要求。6.压缩空气是保证起动成功的气源，起动前应检

40、查压力是否充足，如不足应及时给予补充。 连续起动三次不成功的柴油机不得再试起动，必须查明原因处理。7.按产品说明书的规定对柴油机各部位定期进行加油或换油。柴油机的燃油和润滑油必须使用产品说明书规定使用的品种。8.柴油机起动运转后，应立即注意油压、水压指示，注意监测发电机电压、电流、功率情况。9.运转中柴油机不应有大的振动，如发现超速应立即停机检查。在起动增速过程中应以较快速度通过临界转速。10.运转中的柴油机各部温度均不应超过规定值，应加强对润滑油温度、冷却水温度的监测。11.当柴油发电机未装设频率表时，转速表实际上反映了频率高低，为了保证频率合格，一定要注意保持柴油机转速正常。12.柴油发电

41、机组一般都设置有一套报警系统，在运行状况出现异常时发出警报。这些信号主要有压缩空气压力异常、冷却水温度高、润滑油温度高、润滑油压力低、发电机电压过高或过低、燃油量过低、冷却水压力低、柴油机超速跳闸、发电机过负荷、发电机静子接地等。如出现上述信号，运行值班人员应迅速作出判断并及时进行处理。 由于耀光电厂柴油机资料未到，上面仅对柴油发电机组通用部分作一介绍。第三节 交流不停电电源装置一.不停电电源的作用随着电网内的发电机组向着大容量、高参数发展，机组的自动化水平也日益提高，各种自动控制系统和自动装置、保护装置已成为大容量发电机组安全运行必不可少的保证。所以，目前在大型发电设备上，已越来越多地广泛采

42、用了各种先进的热工自动化控制设备和自动化仪表等，用以对运行中的机组进行自动控制、监测、调节和保护。这类设备由于十分重要，所以对供电电源的要求非常高，主要应符合以下几点：1.供电电源不能中断大机组的热工自动装置、保护装置的供电电源运行中不能中断。有的设备供电电源中断几十毫秒，就不能正常工作，甚至在某些情况下中断供电还会发生机组掉闸和重要设备损坏的事故。电源中断还会造成机组热工保护不起作用、控制系统失灵等问题危及机组的安全运行。所以，供给这些设备的电源应保证在任何情况下不得中断，包括在机组正常运行时和事故停运时，甚至在机组停机期间也不能中断供电。需要指出的是，这里所讲的都是指采用交流低压电源（一般

43、为交流220V电源）的热控装置。对于采用直流电源的装置，由于电厂都设有直流蓄电池组，所以采用直流电源已能保证对其供电的需要。2.供电电源的品质合格除要求电源不中断外，为了保证计算机和自动控制系统的正常工作，供电电源的电压波动不得过大，电源频率应稳定，电压波形不应有大的起畸变。不停电电源系统就是为满足上述要求设置的。实际上它的准确名称应该是交流不停电电源。它是大型火力发电机组的交流保安电源设施之一，是其它原有电源所不能代替的。不停电电源又称为不间断电源，简称UPS。二.不停电电源所带的负荷不停电电源所带的负荷在规程中称为“OI”类负荷。它的定义为：在机组运行期间，以及停机（包括事故停机）过程中，

44、甚至在停机以后的一段时间内，需要进行连续供电的负荷。这些负荷主要是：1.机组计算机系统电源；2.汽机的电调装置；3.机组的热工保护联锁装置；4.程序控制装置；5.主要的热工测量仪表的电源；6.电气仪表的电源；7.远动装置变送器电源；8.某些电气控制电源等。上述设备对电源的要求也不是完全相同的，在火力发电厂设计规程中规定，热工保护回路和电子计算机的电源应按自动切换时间不大于5ms的交流不停电电源系统。而热工仪表、检测、信号及其它大型热工控制设备的电源应按自动切换不大于200ms的交流不停电电源系统。在实际使用中，如采用一套UPS装置能满足全部负荷的要求时，则机组的上述负荷都可接在全机公用的一套U

45、PS上。三.不停电电源的技术指标1.在电源切换过程中供电中断时间不得大于5ms。为实现此要求，必须采用静态开关进行切换。2.电压稳定度应在+5%-10%的范围内变化。3.频率稳定度应保持在±2%的范围内。4.谐波的失真度不大于5%。四.不停电电源的配置（一）.配置原则交流不停电电源宜采用蓄电池供电的电动发电机组或静态逆变装置。实际中由于电动发电机组谐波失真度为10%，较逆变器大，不能满足负荷对谐波的失真度不大于5%的要求，且存在转动部分，所以目前大都采用逆变器的方式。交流不停电电源应能实现可供给负荷单相220V电源，一般200300MW的机组UPS电源容量需几十千伏安，所以大部分装置

46、都采用三相四线制输出，便于分配负荷。交流不停电电源供电负荷不多，所以每台机只设一套装置和一条母线。各台机组的UPS之间一般也不采取加联络的方式。（二）.国锦煤电交流不停电电源我厂每台机组设置一套容量为80KVA的不停电电源装置，UPS主机柜型号为PGP-80K。UPS电源系统共有3面柜，UPS主机柜、UPS旁路柜、UPS馈线柜。1.UPS基本技术参数（1）逆变器1）逆变器输入（在额定输出和0.9功率因数）功率（kW）： 78KW 电压（V）： 220VDC 电流（A）： 356A 2）逆变器额定输出电压（V）： 220VAC 电流（A）： 327A 频率（Hz）： 50HZ±0.1%

47、 功率（kW）： 72KW 功率因数： 0.9 连续额定运行最高环境温度（）： 40 最大电压变化（%）：0100%负荷变化，功率因数为1.0 ±1% 0100%负荷变化，功率因数为0.9 ±1% 直流输入电压在85%110%变化 ±1% 环境温度-30+50变化 ±1% 最大频率变化范围（+Hz，-Hz）：0100%负荷变化 ±0.05HZ 1.00.9滞后功率因数 ±0.05HZ 直流输入电压在85%110%变化 ±0.05HZ 环境温度-30+50变化 ±0.05HZ 最大谐波失真（%）：0100%负荷变化

48、3% 1.00.9滞后功率因数 1% 直流输入电压在85%110%变化 1% 环境温度-30+50变化 1% 3） 效率（包括冷却损耗，在0.9滞后功率因数，40环境温度和额定输入输出电压）80%额定容量输出： 92% 85%额定容量输出： 91% 50%额定容量输出： 90% 25%额定容量输出： 89% 4）无载损耗（W）： 500 5）UPS平均故障间隔时间（MTBF）（h）： >250000 6） UPS平均检修时间（MTTR）（h）： <0.5 7）短时过负荷能力（%额定电流）：2小时 105% 2分钟 125% 30秒 150% 8秒 200% 0.5秒 200%以上

49、（2）直流断路器制造厂： ARLS 型号： 600SB 额定电压（V）： DC300V 额定电流（A）： 600A 额定直流开断电流（A）： 50KA （3） 交流断路器制造厂： ARLS 型号： 600SB 额定电压（V）： AC600V 额定电流（A）： 500A 额定开断电流有效值（A）： 50KA （4） 逆止二极管制造厂： NELL 型号： NKE 600/16 额定电压（V）： 1600V 额定电流（A）： 600A 额定电压下耐受电流（A）： 600A （5）静态开关制造厂： NELL 型号： NKT500/16 额定电压： 1600V 最大连续额定电流（A）： 500A 最大瞬

50、时电流有效值（A）： 16000A 极数： 2 切换时间（ms）： 0.4ms 连续额定输出时的最高环境温度（）： 40 （6）整流器制造厂： NELL 型号： NKT250/16 额定容量（W）： 100KW 额定输出时的输入参数：容量（kW）： 100 电压（V）： 380 电流（A）： 152 最大允许电压变化范围（±V）： ±76V 额定输出：容量（kW）： 98KW 电压（V）： 220V 电流（A）： 445 最高环境温度（）： 40 最大电压变化（0100%负荷变化，90%110%额定输入电压，1040环境温度变化）： ±2V 输出纹波电压（mV）：

51、 200 mV 效率（%，额定输入输出电压，25环境温度）：100%额定输出容量 98% 75%额定输出容量 97% 50%额定输出容量 97% 25%额定输出容量 96% 无载损耗（W，额定输入输出电压，25环境温度）： 350W 控制方式： 相位控制 （7）旁路隔离变压器制造厂： POWERCOM 型号： KT2-100KVA 额定容量（kVA）： 100KVA 额定一次电压（V）： 380V 额定二次电压（V）： 220V （8） 旁路调压器额定容量（kVA）： 100KVA 输入电压范围（%）： ±15% 输出电压范围（%）： ±2% （9）手动检修旁路开关制造厂：

52、 ARLIS 型号： 600SB 最大连续电流（A）： 500A 最大瞬时电流（A）： 50KA 额定电压（V）： AC600V （10） 冷却系统冷却方式： 风冷式 冷却器数量： 9个 2. UPS系统组成与技术性能(1).UPS系统组成UPS装置主机。包括：整流器、逆变器、静态开关，手动检修旁路开关，输入隔离变压器，输出隔离变压器、旁路隔离变压器，本机中文液晶显示监视器，本机诊断系统，与DCS的通信接口，调试、监视和检修专用通信口，负载功率因数测量单元及输入、输出滤波器，输入、输出回路开关或快速熔断器。旁路稳压柜。包括：补偿变压器、稳压调压器、控制仪表等。(2).UPS系统技术性能UPS装

53、置设计为三相输入、单相输出，主电源输入为三相三线，旁路输入电源为单相，直流输入由电厂机组220V动力蓄电池供电。UPS装置满足在环境温度-10+40的条件下额定满负荷连续运行，在50时额定满负荷运行8小时。所有仪表、开关、继电器、信号灯、端子排、熔断器、断路器都能满足其技术性能要求。接触器、继电器、熔断器、断路器等类似的设备均具有封闭的外壳，其安装易于维护和检修.屏面布置在满足实验、运行方便的条件下，适当紧凑，采用柜式结构，柜后设门，防护等级IP30。UPS装置具有如下的过负荷能力：负荷倍数 允许运行时间105% 长期125% 10min150% 1minUPS装置具有保护和限制功能以及自诊断功能。当UPS输入电源消失或整流器故障时，静态旁路开关切换时间不大于3ms。UPS装置逆变器输出随时对旁路输入进行连续跟踪，在UPS输入电源消失或整流器故障时，将负荷无扰动地由逆变器切换至旁路电源。UPS装置通过大屏幕LCD及面板指示，将以下信号显示出来：UPS运行参数、UPS故障状态、UPS历史记录等。UPS将20多种运行参数及故障信号经分路独立干接点及综合故障独立干接点（接点容