发电机组性能要求

发电机组性能要求柴油发电机组自动化控制系统的特点（1） 保持供电的连续性和可靠性。自动化控制系统能准确而迅速地调节柴油发电机组的运行。当发电机组出现不正常状况时，自动化控制系统能正确判断和及时处理，发出相应的报警信号或紧急停机，避免损坏发电机组。同时，还能自动地起动备用发电机组，缩短电网断电时间，保证供电的连续性。（2） 提高电能质量指标和运行经济性，并使各用电设备处于良好的工作状态。用电设备对电能的频率和电压都有较高要求，允许的偏差范围都是很小的。自动调压器可使电压保持恒定，操纵调速器来调节频率。自动化柴油电站依靠频率和有用功率的自动调节来完成。（3） 加快控制和操作过程，提高系统的连续性和稳定性。实现柴油电站自动化后，能及时改变运行工作状况以适应系统要求，机组操作过程按预定的次序不间断地进行，并可不断监视其完成情况。以应急起动发电机组为例，如果采用人工操作，最快也要5〜7min，采取自动控制的话，通常不到10s就能起动成功，恢复供电。（4） 减少操作人员，改善劳动条件。机房运行时的环境条件相当恶劣，影响操作人员的健康。自动控制系统为无人值班创造了条件。柴油发电机组自动化控制系统的组成柴油发电机组自动化控制系统由程序控制、模拟控制和运行管理控制三部分组成。（1） 程序控制。它是按事先设计好的操作顺序实现的控制。控制信号只起离散作用，参数是开关量。控制信号的形成，通常取自于几个操作逻辑运算的结果。例如机组的起动和停机等，就属于程序控制。（2） 模拟控制。通过测量设备运行参数的实际值，与设定值相比较，根据其偏差，调节设备相应的物理量来实现控制和调节。这种控制信号是连续起作用的，参数通常是模拟量，它也可以通过定时采样方式转换成时间的离散量，但不管其偏差有多大，应紧跟设定值连续调节。例如频率和电压等的调节，就属于模拟控制。（3） 运行管理控制。按照人工设定的各种运行工作状况的要求和负载的实际需要，按照顺序调用各种自动装置或相应程序，对柴油发电机组进行操作，达到安全控制和经济运行的目的。这就称为运行管理控制。柴油发电机组自动化控制系统的分类柴油发电机组自动化控制系统可分为下列四类：（1） 第1类控制方式是继电器与半导体逻辑控制，工作简单且有实效。它的缺点是元器件多、电路复杂、体积大、可靠性较差。若需增加功能时，需要修改控制电路。（2） 第2类控制方式是用程序控制器替换第1种方式中的半导体逻辑电路，使硬件标准化，使用专用语言使编程容易；用软件更改控制电路，非常方便。由于采用大规模集成电路使元器件数减少和软件具有自检功能等原因，提高了可靠性。（3） 第3类控制方式是用微型计算机取代人工的运行管理，形成了程序控制器、标准化的模拟控制器和微机的组合。把起停、并列、解列和负载分配等作为独立单元与微机相连接，用软件实施信全过程的自动控制，操作就更为简单。但需要采取后备措施，避免在微机发生故障时引起失控。（4） 第4类控制方式是用微型计算机或可编程序控制器（PLC）来实现柴油发电机组电站的自动化控制。硬件组成变得简单，但必须考虑可靠的后备措施。这种方式充分利用计算机技术，使普通机组改变为自动化机组。它既能实时控制，也能进行数据处理和科学计算，而其运算速度和精度完全满足控制要求。其突出优点是把三种控制程序存储在存储器内，接线只限于与检测元件、执行元件相连接，使硬件和接线简化，因而它的可靠性高和适应性广，方便调试和维护。因此，第4类控制方式是柴油发电机组自动化控制系统的发展方向。我国自动化发电机组开发和生产始于20世纪60年代，机组采用第1类和第2类控制方式，配套生产的品种较多，主要应用领域是通信系统和船舶工业。随着计算机技术的发展，尤其是以微处理器为基础的可编程序控制器（PLC）的应用和发展，使第4类自动化发电机组迅速出现。可编程序控制器（PLC）是综合计算机、控制、通信和CRT显示等技术而发展起来的，可按需组合，以适应不同层次和规模需要的自动控制装置。特别是它比微机更能适应工业先产的恶劣环境，所以，PLC已被广泛地用于各种自动化控制领域。柴油发电机组自动化控制系统的主要功能根据我国GB/T12786-1991《自动化柴油发电机组通用技术条件》标准规定，通用条件主要包括以下8个方面：（1） 自动维持准备运行状态。（2） 自动起动和加载。（3） 自动停机。（4） 自动并列与解列。（5） 自动补给。（6） 无人值守时间。（7） 自动保护。（8） 其他。柴油发电机组自动化控制系统的分级柴油发电机组自动化控制系统的设计人员或用户，应从实际情况出发，根据具体要求确定柴油发电机组必须具有的自动化控制功能。我国对额定功率不大于3200kW的陆用自动化柴油发电机组制定了GB/T4712-1996《自动化柴油发电机组分级要求》标准，将柴油发电机组按其自动化程序分成三级：（1）一级自动化柴油发电机组的性能如下：1） 单台发电机组自动化，用于应急供电。运行期间保持电压和频率恒定。2） 发电机组应自动维持应急准备运行状态（蓄电池自动充电；储气瓶自动充气），柴油机想动前自动进行预润滑。3） 当发电机组需要起动、运行或停机时，能按自动控制指令或遥控指令实现自动起动、运行或停机。4） 发电机组在运行过程中，若出现过载、短路、超速、过频、水温过高、机油压力过低等异常情况，均能进行自动保护。5） 发电机组应配备表明正常运行和非正常运行的声光信号系统，通过这些指示信号和报警信号表明机组的运行情况。6） 发电机组在无人值守的情况下应能连续运行4h。（2） 二级自动化柴油发电机组除满足一级自动化机组各项要求外，还应具备下列功能：1） 发电机组应具有燃油、机油和冷却水自动补充的功能。2） 发电机组在无人值守的情况下，能连续运行240h。（3） 三级自动化柴油发电机组除满足一、二级自动化机组的各项要求外，还必须具备下列功能：1） 当发电机组自起动失败时，自起动控制程序系统，应能自动地将起动指令转移到另一台备用机组。2） 发电机组应能按自动控制指令或遥控指令完成两台同型号规格的发电机组自动并列和解列。3） 发电机组并列运行时，应能自动分配输出的有功功率和无功功率。4） 发电机组除了具有一、二级自动化机组的各项保护外，还应具有逆功率保护等功能。三台三级自动化发电机组三台可以组成一个自动化电站。其中两台作常用的供电机组，一台作备用，因此，应增设与并联运行有关的功能。自动化控制系统应根据负载和运行情况三台发电机组自动顺序起停、并列、解列和进行负载分配。故障则分成两级处理：一级为轻故障，应实现不间断供电，即把备用发电机组投入并列运行后，再停掉有故障的发电机组。二级为重故障，紧急停掉有故障的发电机组的同时，立即投入备用发电机组，对次要负载允许中断供电。柴油发电机组的控制屏柴油发电机组的控制屏分为普通发电机组控制屏和自动化发电机组控制屏。普通控制屏适用于普通的柴油发电机组的控制，发电机组的起动与停止、供电与断电、状态调整等均由手动操作；自动化发电机组控制屏适用于自动化柴油发电机组的控制，发电机组的起动与停止、供电与断电、状态调整等可由手动或自动两种操作方式来完成。按照安装方式，柴油发电机组的控制屏可以分为一体式和分体式。分体式控制屏指发电机组与控制屏分开放置，控制系统及主开关均安装于控制屏内。一体式控制屏由自控屏和开关屏两部分组成，自控屏（安装控制系统）通过减振垫固定于发电机组的上方，开关屏（安装主开关）安装于发电机组的侧面。（1） 普通机组控制屏由断路器、电流表、电压表、频率表、水温表、油压表、油温表、转速表、计时器和电流互感器等组成，可以完成对发电机组起动与停止、供电与断电等控制功能，并对发电机组的运行状态进行测量、显示、超限报警与保护。（2） 自动化发电机组控制屏由自动控制器、自动加热器、自动充电器、自动切换装置、断路器、电流表、电压表、充电电流表、直流电压表、电压频率表、水温表、油压表、油温表、柴油机转速表、计时器、报警蜂鸣器、控制继电器、保护开关和电流互感器等组成。自动化发电机组控制屏可以自动完成对机组起动与停止、供电与断电等控制功能，并对机组的运行状态进行测量、显示、超限报警与保护。柴油发电机组自动化控制系统的状态信号和监测柴油发电机组自动化控制系统的状态信号，按其作用可分为以下四类：（1） 起动与停止信号。自动化发电机组的起动与停止信号，主要有主电源异常（包括失电、缺相、电压值超过允许值），以及用户按照机组的特定用途而设置的其他需要发电机组起动的信号民。这些信号以某种逻辑组合方式送入控制器。当其逻辑值为‘1”时，发电机组自起动，并按规定的控制流程动作；当其逻辑值为“0”时，发电机延时自动停机。电源异常信号的检测，通常采用断相保护器、电压比较器等，对于某些自带电量检测装置的控制器，电源信号的检测在控制器内部进行，不需要外接检测装置。（2） 柴油机工况信号。除工况位置（如自动工况、手动工况）夕卜，需要检测的柴油机工况包括起动是否成功，柴油机转速是否正常，润滑油的压力和柴油机的温度有无异常等。为对柴油机进行保护，当起动失败、柴油机超速、润滑油压力过低或柴油机温度过高时，机组将自动停机并报警，同时系统自动锁定。未以人工干预处理（解锁），以后即使收起动信号，机组也不会自动起动。此类信号的检测，通常通过专用的传感器，如转速传感器、压力传感器和温度传感名器^等。（3） 发电机状态信号。为了向负载安全供电，需要检测发电机电压、电流、频率和ATS状态。当上述电量超额时，要有相应的保护，以免损坏发电机，造成事故或降低供电质量。（4） 其他信号。除了上述信号外，作为一个自动控制系统，还要检测蓄电池电压、充电电压、燃油液位等，以保证发电机组始终处于正常备机状态，满足随时起动的要求。此外，用于通信的自动化发电机组监控系统一般都有机房环境（温度、湿度、