新聞主題	自動(dòng)化柴油發(fā)電機(jī)組的特點(diǎn)與分級(jí)

 

摘要：自動(dòng)化柴發(fā)機(jī)組比起普通機(jī)型可謂優(yōu)點(diǎn)多多，其主要功能主要包括自動(dòng)維持準(zhǔn)備運(yùn)行狀態(tài)、自動(dòng)起動(dòng)和加載、自動(dòng)停機(jī)、自動(dòng)并列與解列、自動(dòng)補(bǔ)給、無(wú)人值守時(shí)間、自動(dòng)保護(hù)等方面。自動(dòng)化柴油發(fā)電機(jī)組采用各種控制方式保證供電的連續(xù)穩(wěn)定性，使發(fā)電機(jī)組經(jīng)濟(jì)、安全、可靠地運(yùn)行；能根據(jù)市電和負(fù)載情況迅速啟/停發(fā)電機(jī)組；能隨時(shí)改變運(yùn)行工況，保持頻率和電壓等參數(shù)的穩(wěn)定；能準(zhǔn)確而及時(shí)地處理各種機(jī)電故障，改善運(yùn)行維護(hù)人員的工作條件。因此，作為備用電源，自動(dòng)化柴油發(fā)電機(jī)組逐漸成為用戶的首選。

 

一、自動(dòng)化柴發(fā)的特點(diǎn)

 

（1）保持供電的連續(xù)性和提高其可靠性

      實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化以后，發(fā)電機(jī)組能及時(shí)改變運(yùn)行工況以適應(yīng)系統(tǒng)要求，發(fā)電機(jī)組操作過(guò)程按預(yù)定次序不間斷地進(jìn)行，并可不斷監(jiān)視其完成情況，加快控制和操作過(guò)程。以發(fā)電機(jī)組的啟動(dòng)供電過(guò)程為例，如人工啟動(dòng)，最快也要3min左右，如采用自啟動(dòng)，通常不到10s就能恢復(fù)供電。自動(dòng)裝置能準(zhǔn)確而迅速地將設(shè)備運(yùn)行參數(shù)的變化按照預(yù)定程序進(jìn)行相應(yīng)的控制或調(diào)節(jié)，以代替運(yùn)行人員直接參與各種操作，防止人為誤操作。當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)異常情況時(shí)，自動(dòng)裝置又能做出正確判斷及時(shí)處理，發(fā)出相應(yīng)的報(bào)警信號(hào)或緊急停機(jī)，使設(shè)備免遭損壞，同時(shí)還能自動(dòng)投入備用發(fā)電機(jī)組，最大限度地縮短電網(wǎng)斷電時(shí)間，保證供電的連續(xù)性和提高其可靠性。

（2）提高電能質(zhì)量和運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性，并使各用電設(shè)備處于良好工作狀態(tài)

      現(xiàn)代用電設(shè)備對(duì)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(dòng)調(diào)壓器使其保持恒定，但是頻率通常是靠操縱調(diào)速器來(lái)調(diào)節(jié)的，對(duì)柴油機(jī)來(lái)說(shuō)，以此維持頻率恒定較為困難，自動(dòng)化柴油發(fā)電機(jī)組依靠頻率、有功功率的自動(dòng)調(diào)節(jié)來(lái)完成。

（3）減少運(yùn)行人員，改善勞動(dòng)條件

      機(jī)房運(yùn)行時(shí)的環(huán)境條件比較差，對(duì)運(yùn)行人員的健康和安全都有影響。自動(dòng)控制系統(tǒng)為無(wú)人值守創(chuàng)造了條件，使發(fā)電機(jī)組使用維修人員能有更多時(shí)間和精力提高維護(hù)、管理設(shè)備的水平，使其在完成供電任務(wù)中發(fā)揮應(yīng)有的作用。

 

圖1  普通儀表箱式柴油發(fā)電機(jī)組

圖2  最新款自動(dòng)化康明斯柴油發(fā)電機(jī)組

 

 

二、自動(dòng)化柴發(fā)的分類

 

      自動(dòng)化柴油發(fā)電機(jī)組簡(jiǎn)稱自動(dòng)化柴油機(jī)電站。

1、按自動(dòng)化方式

      電站可分為：?jiǎn)螜C(jī)自動(dòng)化、聯(lián)動(dòng)自動(dòng)化、并機(jī)自動(dòng)化、并網(wǎng)自動(dòng)化。

① 單機(jī)自動(dòng)化（stand-alone automation）

      指在單臺(tái)電站上能夠自動(dòng)實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)組的啟動(dòng)、供電帶載和斷電、停機(jī)等功能，并能夠顯示發(fā)電機(jī)組的主要性能參數(shù)和運(yùn)行狀態(tài)。單機(jī)自啟動(dòng)程序如圖3所示。

② 聯(lián)動(dòng)自動(dòng)化（linkage automation）

      指與市電或其他電站聯(lián)動(dòng)，通過(guò)檢測(cè)市電或其他電站有無(wú)故障，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)組的啟動(dòng)、供電、停機(jī)功能。

③ 并機(jī)自動(dòng)化（paralleling automation）

      指兩臺(tái)或兩臺(tái)以上電站并機(jī)時(shí)，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)組的啟動(dòng)、并機(jī)、解列和停機(jī)功能。電路如圖4所示。

④ 并網(wǎng)自動(dòng)化（paralleling grid automation）

      與市電并網(wǎng)時(shí)，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)組的啟動(dòng)、并網(wǎng)、離網(wǎng)和停機(jī)功能。

 

圖3  柴油發(fā)電機(jī)組單機(jī)自啟動(dòng)程序框圖

圖4  多臺(tái)柴發(fā)并機(jī)系統(tǒng)電路圖

 

 

2、按控制方式

      電站可分為：本地自動(dòng)化、遠(yuǎn)程自動(dòng)化。

① 本地自動(dòng)化（local automation）

      指在電站側(cè)能夠自動(dòng)實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)組啟動(dòng)、供電帶載和斷電、停機(jī)等功能，并能夠顯示發(fā)電機(jī)組的主要性能參數(shù)和運(yùn)行狀態(tài)。主要功能如圖5所示。

      自動(dòng)狀態(tài)下，當(dāng)外電停電30秒內(nèi)主用柴油機(jī)沒(méi)有啟動(dòng)時(shí)，備用柴油機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)并加油門至額定轉(zhuǎn)速；外電恢復(fù)或主油機(jī)發(fā)電時(shí)，3分鐘后自動(dòng)停機(jī)。

② 遠(yuǎn)程自動(dòng)化（remote automation）

      指遠(yuǎn)距離實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)組的自動(dòng)啟動(dòng)和停機(jī)等功能，并能顯示發(fā)電機(jī)組的主要性能參數(shù)和運(yùn)行狀態(tài)。主要功能如圖6所示。

      常用的具有遠(yuǎn)程監(jiān)控功能的發(fā)電機(jī)組，基本是每臺(tái)發(fā)電機(jī)組配備一個(gè)監(jiān)控裝置，通過(guò)監(jiān)控裝置的異步傳輸標(biāo)準(zhǔn)接口和串口服務(wù)器接入以太網(wǎng)，進(jìn)行發(fā)電機(jī)組的數(shù)據(jù)通信和遠(yuǎn)程控制，將每臺(tái)發(fā)電機(jī)組的相關(guān)數(shù)據(jù)信息和視頻信息集中傳送給后臺(tái)監(jiān)控中心的后臺(tái)監(jiān)控裝置，通過(guò)后臺(tái)監(jiān)控裝置進(jìn)行集中監(jiān)測(cè)和監(jiān)控。

 

圖5  柴油發(fā)電機(jī)組本地控制功能框圖

圖6  柴油發(fā)電機(jī)組遠(yuǎn)程監(jiān)控功能框圖

 

3、按切換時(shí)間

      電站可按GB/T 2820.12-2002規(guī)定的進(jìn)行分類，見(jiàn)表1。表1所規(guī)定的類別的典型示例見(jiàn)表2。

表1    電站按切換時(shí)間的分類

表2    電站按切換時(shí)間分類的典型示例

 

三、自動(dòng)化柴發(fā)的分級(jí)

 

      電站的自動(dòng)化等級(jí)分為I級(jí)、II級(jí)和II級(jí)，其自動(dòng)化等級(jí)特征應(yīng)符合下述的規(guī)定。各自動(dòng)化等級(jí)特征內(nèi)容如下。

1、I級(jí)自動(dòng)化

① 按自動(dòng)控制指令或遙控指令實(shí)現(xiàn)自動(dòng)啟動(dòng)。

② 按帶載指令自動(dòng)接收負(fù)載。

③ 按自動(dòng)控制指令或遙控指令實(shí)現(xiàn)自動(dòng)停機(jī)。

④ 自動(dòng)調(diào)整頻率和電壓，保證調(diào)頻和調(diào)壓的精度滿足產(chǎn)品技術(shù)條件的要求。

⑤ 實(shí)現(xiàn)蓄電池的自動(dòng)補(bǔ)充充電和（或）儲(chǔ)氣瓶（壓縮空氣啟動(dòng)）自動(dòng)補(bǔ)充充氣。

⑥ 有過(guò)載、短路、過(guò)速度（過(guò)頻率）、冷卻介質(zhì)溫度高、機(jī)油壓力低等保護(hù)裝置。根據(jù)需要選設(shè)過(guò)電壓、欠電壓、欠速度（或欠頻率）、機(jī)油溫度高、儲(chǔ)氣瓶壓力低、燃油箱油面低、發(fā)電機(jī)繞組和軸承溫度高等方面的保護(hù)。

⑦ 有表明正常運(yùn)行或非正常運(yùn)行的聲、光信號(hào)警示裝置。

⑧ 必要時(shí)，應(yīng)能自動(dòng)維持應(yīng)急發(fā)電機(jī)組的準(zhǔn)備運(yùn)行狀態(tài)，以及柴油機(jī)應(yīng)急啟動(dòng)和快速加載時(shí)的機(jī)油壓力、機(jī)油溫度和冷卻介質(zhì)溫度均達(dá)到產(chǎn)品規(guī)范的規(guī)定值。

⑨ 當(dāng)市電或一臺(tái)發(fā)電機(jī)組故障時(shí)，程序啟動(dòng)系統(tǒng)能自動(dòng)地將啟動(dòng)指令傳遞給另一臺(tái)備用發(fā)電機(jī)組，發(fā)電機(jī)組自動(dòng)啟動(dòng)。

2、II級(jí)自動(dòng)化

① 具備I級(jí)自動(dòng)化的功能。

② 燃油、（有要求時(shí)）機(jī)油和冷卻介質(zhì)的自動(dòng)補(bǔ)充。

③ 按自動(dòng)控制指令或遙控指令完成發(fā)電機(jī)組與發(fā)電機(jī)組或發(fā)電機(jī)組與市電電網(wǎng)之間的自動(dòng)并聯(lián)與解列、自動(dòng)平穩(wěn)轉(zhuǎn)移負(fù)載的有功功率和無(wú)功功率。

3、III級(jí)自動(dòng)化

① 具有II級(jí)自動(dòng)化的功能。

② 具有遠(yuǎn)程自動(dòng)化功能。

③ 集中自動(dòng)控制，即可由控制中心對(duì)多臺(tái)自動(dòng)化發(fā)電機(jī)組的工作狀態(tài)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)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(dòng)裝置確定調(diào)速裝置和調(diào)壓裝置的技術(shù)狀態(tài)。

 

總結(jié)：

      隨著自動(dòng)化程度逐步提高，各行各業(yè)的通信系統(tǒng)以及電力系統(tǒng)等都實(shí)現(xiàn)無(wú)人值班的運(yùn)行狀態(tài)。柴油發(fā)電機(jī)組作為備用電源，在工業(yè)、國(guó)防以及農(nóng)業(yè)等各個(gè)行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用。特別是康明斯柴油發(fā)電機(jī)組自動(dòng)控制系統(tǒng)集成了智能化、數(shù)字化以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為一體的技術(shù)，不僅能實(shí)現(xiàn)柴油發(fā)電機(jī)組的自動(dòng)開(kāi)機(jī)/停機(jī)、數(shù)據(jù)測(cè)量以及報(bào)警保護(hù)和“三遙功能”,而且這種控制系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠，并且隨著柴油發(fā)電機(jī)組自動(dòng)控制系統(tǒng)的功能不斷的完善，將會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大應(yīng)用范圍。

 

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