CN114019372A - 一种火电厂应急保安柴油发电机的首次加载能力校核试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种火电厂应急保安柴油发电机的首次加载能力校核试验方法，包括通过对柴油发电机和交流保安负荷的额定参数、逻辑联启条件以及保护定值整定情况进行分析，结合试验设计并执行安全措施，真实模拟出柴油发电机联锁启动成功时重要交流负荷同时加载的情景，进而校核得到柴油发电机与保安段上实际首次加载电机容量的匹配性关系，确保了厂用电失去时保安段事故备用电源能够正常及时投入，提高了设备运行的可靠性。

Description

一种火电厂应急保安柴油发电机的首次加载能力校核试验 方法

技术领域

本发明涉及火力发电厂的应急保安柴油发电机带载性能技术领域，特别是一种火电厂应急保安柴油发电机的首次加载能力校核试验方法。

背景技术

柴油发电机作为一种启动迅速、维护方便、运行稳定可靠的独立电源，用作火力发电厂的保安段事故备用电源具有明显的优势，是一种非常合适的选择。近年来随着世界范围内经济和生活水平的快速发展提高，电力需求迅速增长，大量电厂开工建设以及众多电厂改造，国内外对电厂应急保安柴油发电机组的需求逐年增加。随着电厂单台机组容量的提高，为确保厂用电失去时保安段事故备用电源能够正常投入，要求柴油发电机的首次加载能力必须与交流保安段上的实际首次加载电机容量相匹配，其中《DL-T-5153-2014火力发电厂厂用电设计技术规程》要求首次加载能力不低于柴油发电机额定功率的50％。目前国内火电工程设计中，交流保安负荷主要涉及到汽机保安MCC、锅炉保安MCC和脱硫保安MCC段上三大主机的部分辅机以及汽水系统、制粉系统、烟风系统、脱硫系统等部分辅机，在全厂停电事故中，为避免造成主机大轴弯曲、轴瓦磨损等重大设备损坏事故或危及人身安全，必须要对重要的交流保安负荷连续供电。

在工程设计时，由于对交流保安负荷的特性、对交流保安负荷的界定、对交流保安的投入时间等缺乏深入的研究，可能会导致电厂所装设的应急保安柴油发电机组首次加载能力不足。例如，2020年7月3日东莞燃机二套机组在试运期间就曾出现厂用电失去事故柴油发电机首次加载能力不足的问题，因此如何校核现场所装设柴油发电机的首次加载能力成为了火电厂现阶段急需解决的问题，现有技术中对于柴油发电机首次加载能力与交流保安段上实际首次加载电机容量的匹配性校核问题，目前尚缺乏有效的解决方案。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述和/或现有的技术中存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明的目的是提供一种火电厂应急保安柴油发电机的首次加载能力校核试验方法，通过试验准备环节、试验设计与安措执行，以及数据收集及校核验证来真实模拟出柴油发电机联锁启动成功时重要交流负荷同时加载的情景。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种火电厂应急保安柴油发电机的首次加载能力校核试验方法，其包括如下步骤：

S1：选取汽机段电源控制中心和汽机保安段电源控制中心上的交流负载为试验对象；

S2：制定临时的热工组态逻辑；

S3：断开ATS进线开关控制电源的安全隔离措施，且确认好柴油发电机处于热备用状态；

S4：满足热工组态逻辑状态下的柴油发电机启动后，采用便携式电量分析记录仪录取相关数据的收集记录。

作为本发明所述火电厂应急保安柴油发电机的首次加载能力校核试验方法的一种优选方案，其中：所述步骤S1中汽机段电源控制中心包括通过母联开关相连的汽机电源电路A段和汽机电源电路B段，所述汽机电源电路A段和汽机电源电路B段分别通过第一进线开关和第二进线开关与机组母线A段和机组母线B段相连；所述汽机电源电路A段通过第一负荷开关与闭式循泵B电动机电性连接，所述汽机电源电路A段依次通过第一汽机保安段馈线开关、ATS电源切换装置，以及ATS进线开关与所述汽机保安段电源控制中心相连，所述汽机保安段电源控制中心分别通过若干个第二负荷开关与空侧密封油交流泵电动机、氢侧密封油交流泵电动机、交流润滑油泵电动机、顶轴油泵A电动机和EH油泵B电动机电性连接。

作为本发明所述火电厂应急保安柴油发电机的首次加载能力校核试验方法的一种优选方案，其中：所述步骤S1在实施前确保第一进线开关在合闸状态，汽机电源电路A段与汽机电源电路B段之间的母联开关在“检修”位置，汽机电源电路A段上除了与闭式循泵B电动机连接的第一负荷开关以及第一汽机保安段馈线开关外，其余负荷开关均在“检修”位置，汽机电源电路B段与汽机保安段电源控制中心之间的第二汽机保安段馈线开关在“检修”位置。

作为本发明所述火电厂应急保安柴油发电机的首次加载能力校核试验方法的一种优选方案，其中：所述S1中所选取首次加载的交流负载额定容量不低于柴油发电机额定容量的50％，所述S1中柴油发电机组的额定功率为656kW，闭式循泵B电动机的额定功率为220kW、EH油泵B电动机的额定功率为45kW、空侧密封油交流泵电动机的额定功率为22kW、氢侧密封油交流泵电动机的额定功率为5.5kW、交流润滑油泵电动机的额定功率为45kW和顶轴油泵A电动机的额定功率为15kW，所选取交流负载的最大首次加载额定容量之和为352.5kW，远大于柴油发电机首次加载能力(656×50％＝328kW)，满足试验所需的交流负载额定容量要求。

作为本发明所述火电厂应急保安柴油发电机的首次加载能力校核试验方法的一种优选方案，其中：所述步骤S1中还包括核对柴油发电机的逻辑联启条件和负载保护定值整定情况，柴油发电机的逻辑联启条件为汽机保安段电源控制中心失压、锅炉保安段电源控制中心失压、脱硫保安段电源控制中心失压，三项任意满足一项且柴油发电机联锁逻辑投入时，柴油发电机联锁启动，柴油发电机的欠压停机保护定值整定为80％Uce，动作时间为10S，出口方式为停机，其中Uce为柴油发电机出口额定电压。

作为本发明所述火电厂应急保安柴油发电机的首次加载能力校核试验方法的一种优选方案，其中：所述汽机保安段电源控制中心上选取的交流电动机均具备失压重启动功能，其中欠压重起动电压整定值为80％Ue，欠压重起动时间为16S，其中Ue为汽机保安段电源控制中心额定电压。

作为本发明所述火电厂应急保安柴油发电机的首次加载能力校核试验方法的一种优选方案，其中：所述步骤S2中热工组态逻辑包括取消ATS进线开关的逻辑，并拆除所述ATS进线开关反馈至PLC控制柜的分闸反馈信号，同时组建临时的启动空侧密封油交流泵电动机、氢侧密封油交流泵电动机、交流润滑油泵电动机、顶轴油泵A电动机，以及EH油泵B电动机的逻辑，当汽机保安段电源控制中心失压信号由1变为0时，延时2S后利用下降沿来触发闭式循泵B电动机的启动指令。

作为本发明所述火电厂应急保安柴油发电机的首次加载能力校核试验方法的一种优选方案，其中：所述步骤S3中的安全隔离措施包括将机组空侧密封油直流泵、氢侧密封油直流泵和主机直流油泵就地控制柜“远方\就地”位置开关分别切换至“停用”位置；将汽机电源电路A段上EH油泵A就地控制柜电源进线开关切换至“断开”位置，此外，拉开第一汽机保安段馈线开关的控制电源空开，以及拉开ATS进线开关的控制电源空开。

作为本发明所述火电厂应急保安柴油发电机的首次加载能力校核试验方法的一种优选方案，其中：所述步骤S4中便携式电量分析记录仪采用WFLC-VI型便携式电量分析记录仪，便携式电量分析记录仪录取柴油发电机输出的线电压、电流、频率和有功功率，以及机组保安段电源控制中心的电压。

作为本发明所述火电厂应急保安柴油发电机的首次加载能力校核试验方法的一种优选方案，其中：所述第一负荷开关选用装配有智能控制器(PT40-2M)框架式断路器，第二负荷开关为抽屉式塑壳开关且内部装设有东大金智LPC-3532型马达控制器。

本发明的有益效果：本发明通过对柴油发电机和交流保安负荷的额定参数、逻辑联启条件以及保护定值整定情况进行分析，结合试验设计并执行安全措施，真实模拟出柴油发电机联锁启动成功时重要交流负荷同时加载的情景，进而使柴油发电机与保安段上实际首次加载电机容量的匹配性关系得到校核，确保了厂用电失去时保安段事故备用电源能够正常投入，提高了设备运行的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为火力发电厂应急保安段电源的电路图。

图2为所选取交流电动机同时加载时的电流变化趋势。

图3为所选取交流电动机同时加载时柴油发电机出口电压的变化趋势。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

参照图1～3，为本发明第一个实施例，该实施例提供了一种火电厂应急保安柴油发电机的首次加载能力校核试验方法，其包括如下步骤：

S1：选取汽机段电源控制中心和汽机保安段电源控制中心上的交流负载为试验对象；

S2：制定临时的热工组态逻辑；

S3：断开ATS进线开关301控制电源的安全隔离措施，且确认好柴油发电机处于热备用状态；

S4：满足热工组态逻辑状态下的柴油发电机启动后，采用便携式电量分析记录仪录取相关数据的收集记录。

步骤S1、S2、S3，以及S4操作之前对重要交流负载的状态进行确认，首先核对确认各系统和试验对象的状态，确保涉及到的系统、设备现场无检修作业，具体包括：

(1)当班运行人员确认机组盘车系统、主机润滑油系统、密封油系统、顶轴油系统(顶轴油泵A电动机)已启动。

(2)当班运行人员确认EH油泵B电动机具备启动条件，EH油泵B电动机处于热备用状态，第二负荷开关B在“工作”位置。

(3)当班运行人员确认闭式循泵B电动机具备启动条件，闭式循泵B电动机处于热备用状态，第一负荷开关A在“工作”位置。

(4)当班运行人员确认第一汽机保安段馈线开关201在“工作”位置，汽机保安段电源控制中心由汽机电源电路A段母线供电；确认第二汽机保安段馈线开关202在“检修”位置。

(5)当班运行人员确认汽机电源电路A段母线空载运行，确认第一进线开关101在运行状态，母联开关302在“检修”位置，汽机电源电路A段母线上除闭式循泵B电动机外，其余的开关均摇至“检修”位置。

(6)当班运行人员确认柴油发电机出口框架开关400处于热备用状态，开关在“工作”位置；机组保安段电源控制中心至汽机保安段电源控制中心的馈线开关401处于运行状态，开关已合闸；机组保安段电源控制中心至锅炉保安段电源控制中心的馈线开关402处于运行状态，开关已合闸；机组保安段电源控制中心至脱硫保安段电源控制中心的馈线开关403处于运行状态，开关已合闸；

(7)当班运行人员确认机组保安段电源控制中心至汽机保安段电源控制中心的进线开关303处于热备用状态，开关在“工作”位置；机组保安段电源控制中心至锅炉保安段电源控制中心的第三进线开关103处于热备用状态，开关在“工作”位置。

(8)当班运行人员检查机组柴油发电机处于热备用状态，联锁逻辑已投入，控制方式切为自动模式。

(9)当班运行人员远方试启柴油发电机，确保柴油发电机能够正常启动。

(10)各交流负载额定功率如表1所示。

表1各交流负载额定功率

步骤S1、S2、S3和S4的具体操作步骤为：

(1)值长联系热工人员修改机组柴油发电机逻辑联启条件：取消ATS进线开关301的逻辑；

(2)值长联系热工人员组建临时的启动油泵电动机逻辑：当汽机保安段电源控制中心失压信号由1变为0时，延时2S后利用下降沿来触发闭式循泵B电动机的启动指令。

(3)当班运行人员将机组空侧密封直流油泵就地控制柜“远方\就地”位置开关切换至“停用”位置。

(4)当班运行人员将机组氢侧密封直流油泵就地控制柜“远方\就地”位置开关切换至“停用”位置。

(5)当班运行人员将主机直流油泵就地控制柜“远方\就地”位置开关切换至“停用”位置。

(6)当班运行人员确认EH油泵A控制柜电源进线开关在“断开”位。

(7)当班运行人员将机组柴油发电机的联锁退出，控制方式切至手动模式。

(8)当班运行人员拉开汽机电源电路A段母线至第一汽机保安段馈线开关201的控制电源空开。

(9)当班运行人员拉开ATS进线开关301的控制电源空开。

(10)继保人员拆除“ATS进线开关301反馈至PLC的分闸反馈信号。

(11)当班运行人员将机组柴油发电机的联锁投入，控制方式切至自动模式。

(12)当班运行人员远方拉开第一进线开关101，将第一进线开关101由热备用转为检修状态，此时汽机电源电路A段母线失电造成汽机保安段电源控制中心母线失压，柴油发电机联启条件满足，柴油发电机自动启动，同时由于汽机保安段电源控制中心失压，失压信号由1变为0的条件满足，延时2S后发出长脉冲指令去启动闭式循泵B电动机。

(13)柴油发电机建压至额定电压400V所需的时间约为14S，建压成功后通过PLC逻辑可以依次实现柴油发电机出口框架开关400和机组保安PC段至汽机保安段电源控制中心的进线开关303的自动合闸过程，此时机组保安PC段母线和汽机保安段电源控制中心母线恢复供电，由于汽机保安段电源控制中心上的交流电动机马达控制器均设置有欠压重启动功能，能够在母线电压恢复的瞬间重启动加载，进而模拟出柴油发电机同时加载所选取交流负载时的带载情况。

(14)当班运行人员及继保人员实时关注柴油发电机的运行状态和带载情况，同时观察空侧密封油交流泵电动机、氢侧密封油交流泵电动机、交流润滑油泵电动机、顶轴油泵A电动机、EH油泵B电动机和闭式循泵B电动机的自启动情况和运行状态，做好相关参数记录，详见图2和图3。

(15)从图2和图3中可以看出，在汽机保安段电源控制中心母线电压恢复后6台交流电动机能够同时自启动加载，柴油发电机的额定功率为656kW，欠压停机保护定值为80％Uce(304V)，延时10S动作于停机，本次试验同时启动加载的交流负载总容量为352.5kW，在启动过程柴油发电机出口电压拉低至240.7V，持续时间1.993S，虽然柴油发电机出口电压已低于欠压停机保护动作值304V，但延时未达到10S，欠压停机保护未动作，柴油发电机能够平稳运行，因此可以验证柴油发电机首次加载的最低容量为352.5kW，与制造厂保证的柴油发电机首次加载能力不低于其额定功率的50％是相匹配的，满足机组保安系统的实际运行需求。

(16)试验结束后，由运行人员根据情况将6台交流电动机停止运行，同时由值长联系热工人员恢复临时制定的热工组态逻辑，恢复电气系统的正常供电方式。

所要注意的是，本次试验联启油泵的逻辑只是临时的组态逻辑，在厂用电失去时，为了使汽机保安段电源控制中心上的油泵电动机能够快速地重启动，可设置的方式有：将油泵电动机马达控制器的欠压重起动时间延长至16S，确保能够躲过柴油发电机建压成功所需的时间(约为14S)，或者根据运行方式的不同以及各油泵电动机对系统的重要性，也可考虑分批次地重启油泵电动机；另外，考虑到厂用电失去时，机组交流不停电电源输出能力下降，DCS逻辑控制柜存在失电的可能性，建议采用“硬接线”的方式联启直流事故油泵；本次试验仅仅考虑厂用电失去时，利用保安段电源来重新启动加载一些重要的交流负载以满足各系统实际运行需要，虽然在试验过程中交流负载的启动指令同时发出，但由于相关控制元器件的动作特性有所差异，不能百分之百地保证油泵电动机是在同一瞬间启动加载的，若要进一步的检验柴油发电机首次加载的最大极限能力，可以考虑临时增加较大容量的交流负载。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种火电厂应急保安柴油发电机的首次加载能力校核试验方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1：选取汽机段电源控制中心和汽机保安段电源控制中心上的交流负载为试验对象；

S2：制定临时的热工组态逻辑；

S3：断开ATS进线开关(301)控制电源的安全隔离措施，且确认好柴油发电机处于热备用状态；

S4：满足热工组态逻辑状态下的柴油发电机启动后，采用便携式电量分析记录仪录取相关数据的收集记录。

2.如权利要求1所述的火电厂应急保安柴油发电机的首次加载能力校核试验方法，其特征在于：所述步骤S1中汽机段电源控制中心包括通过母联开关(302)相连的汽机电源电路A段和汽机电源电路B段，所述汽机电源电路A段和汽机电源电路B段分别通过第一进线开关(101)和第二进线开关(102)与机组母线A段和机组母线B段相连；所述汽机电源电路A段通过第一负荷开关(A)与闭式循泵B电动机电性连接，所述汽机电源电路A段依次通过第一汽机保安段馈线开关(201)、ATS电源切换装置，以及ATS进线开关(301)与所述汽机保安段电源控制中心相连，所述汽机保安段电源控制中心分别通过若干个第二负荷开关(B)与空侧密封油交流泵电动机、氢侧密封油交流泵电动机、交流润滑油泵电动机、顶轴油泵A电动机和EH油泵B电动机电性连接。

3.如权利要求2所述的火电厂应急保安柴油发电机的首次加载能力校核试验方法，其特征在于：所述步骤S1在实施前确保第一进线开关(101)在合闸状态，汽机电源电路A段与汽机电源电路B段之间的母联开关(302)在“检修”位置，汽机电源电路A段上除了与闭式循泵B电动机连接的第一负荷开关(A)以及第一汽机保安段馈线开关(201)外，其余负荷开关均在“检修”位置，汽机电源电路B段与汽机保安段电源控制中心之间的第二汽机保安段馈线开关(202)在“检修”位置。

4.如权利要求3所述的火电厂应急保安柴油发电机的首次加载能力校核试验方法，其特征在于：所述S1中所选取首次加载的交流负载额定容量不低于柴油发电机额定容量的50％，所述S1中柴油发电机组的额定功率为656kW，闭式循泵B电动机的额定功率为220kW、EH油泵B电动机的额定功率为45kW、空侧密封油交流泵电动机的额定功率为22kW、氢侧密封油交流泵电动机的额定功率为5.5kW、交流润滑油泵电动机的额定功率为45kW和顶轴油泵A电动机的额定功率为15kW，所选取交流负载的最大首次加载额定容量之和为352.5kW，远大于柴油发电机首次加载能力(656×50％＝328kW)，满足试验所需的交流负载额定容量要求。

5.如权利要求4所述的火电厂应急保安柴油发电机的首次加载能力校核试验方法，其特征在于：所述步骤S1中还包括核对柴油发电机的逻辑联启条件和负载保护定值整定情况，柴油发电机的逻辑联启条件为汽机保安段电源控制中心失压、锅炉保安段电源控制中心失压、脱硫保安段电源控制中心失压，三项任意满足一项且柴油发电机联锁逻辑投入时，柴油发电机联锁启动，柴油发电机的欠压停机保护定值整定为80％Uce，动作时间为10S，出口方式为停机，其中Uce为柴油发电机出口额定电压。

6.如权利要求5所述的火电厂应急保安柴油发电机的首次加载能力校核试验方法，其特征在于：所述汽机保安段电源控制中心上选取的交流电动机均具备失压重启动功能，其中欠压重起动电压整定值为80％Ue，欠压重起动时间为16S，其中Ue为汽机保安段电源控制中心额定电压。

7.如权利要求6所述的火电厂应急保安柴油发电机的首次加载能力校核试验方法，其特征在于：所述步骤S2中热工组态逻辑包括取消ATS进线开关(301)的逻辑，并拆除所述ATS进线开关(301)反馈至PLC控制柜的分闸反馈信号，同时组建临时的启动空侧密封油交流泵电动机、氢侧密封油交流泵电动机、交流润滑油泵电动机、顶轴油泵A电动机，以及EH油泵B电动机的逻辑，当汽机保安段电源控制中心失压信号由1变为0时，延时2S后利用下降沿来触发闭式循泵B电动机的启动指令。

8.如权利要求7所述的火电厂应急保安柴油发电机的首次加载能力校核试验方法，其特征在于：所述步骤S3中的安全隔离措施包括将机组空侧密封油直流泵、氢侧密封油直流泵和主机直流油泵就地控制柜“远方\就地”位置开关分别切换至“停用”位置；将汽机电源电路A段上EH油泵A就地控制柜电源进线开关切换至“断开”位置，此外，拉开第一汽机保安段馈线开关(201)的控制电源空开，以及拉开ATS进线开关的控制电源空开。

9.如权利要求8所述的火电厂应急保安柴油发电机的首次加载能力校核试验方法，其特征在于：所述步骤S4中便携式电量分析记录仪采用WFLC-VI型便携式电量分析记录仪，便携式电量分析记录仪录取柴油发电机输出的线电压、电流、频率和有功功率，以及机组保安段电源控制中心的电压。

10.如权利要求1所述的火电厂应急保安柴油发电机的首次加载能力校核试验方法，其特征在于：所述第一负荷开关(A)选用装配有智能控制器(PT40-2M)框架式断路器，第二负荷开关(B)为抽屉式塑壳开关且内部装设有东大金智LPC-3532型马达控制器。

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