大功率柴油发电机系统调试

文/唐启军 中国核电工程有限公司 北京 100840

大功率柴油发电机系统调试

文/唐启军 中国核电工程有限公司 北京 100840

随着技术发展及人们生活水平的不断提高，一些重设备及场所，像银行、医院、学校、宾馆等地方都配备有应急柴油发电机作为备用电源。本文以核电厂中压应急柴油发电机为列，对大功率（1000kW以上）柴油发电机系统的调试试验内容、方法及一些常见的问题进行了简要分析和总结。

应急柴油发电机；调试

1、概述

柴油发电机作为备用电源为很多重要的供电负荷提供了另一路电源保障，尤其是在核电厂为了保证核安全，重要负荷除了外部电源供电外还设置了柴油发电机作为后备电源，在失去厂外电源后，能够自动快速启动，并按设定的程序分批带上重要负荷。由于柴油发电机都是在紧急情况下给重要负荷提供电源，可靠性要求高、容量较大，如核电厂中压应急柴油发电机功率高达6000kW，本身又有多个辅助系统，所以必须经过一系列合理全面的调试试验验证其各系统功能满足设计要求后才能正式投用。

2、试验主要内容

2.1 柴油发电机组控制系统调试

柴油发电机本体及辅助系统的控制采用的是PLC与继电器回路相结合的控制方式。其中PLC处理了绝大多数的模拟量信号，如温度、压力、液位等，而机组重要的控制逻辑则是由继电器回路逻辑判断完成。

柴油发电机控制逻辑的调试也就是模拟各个系统的工作状态，检验机组各个系统的运行是否正常。在调试的过程中，针对模拟量信号的不同，选用不同的模拟量发生器进行模拟，比如4～20mA电流信号，采用电压电流校验仪DPI832进行模拟；转速探头发出的信号用频率发生器Agilent 33220A进行模拟。进行信号模拟的同时，关注PLC以及模拟量转换模块的各个设定值是否正确，对不正确的定值及时修改，对于控制逻辑中各种模块的参数设定也要进行仔细检查。

当各个系统的控制逻辑调试完毕后进行系统联调，从而真实的检验各个探头的工作是否完好，以保证机组启动的安全。

2.2调速系统调试

核电厂应急柴油发电机调速模块的型号为ECS956/G，一主一备。正常状态下，主调速器工作，当主调速器发生故障时，自动切换到备用调速器工作，保证机组的正常运行。机组的调速器参数在生产厂家进行调试的时候已经按照设计要求设定完成，故现场只需要进行外部控制屏与其的接口调试。主要包括：机组的增减转速调节信号、各种停机保护汇集的停机信号、启动失败停机信号等，由于调速器中进行了光电隔离，故送至调速器的信号均为有源信号。

2.3电气保护系统调试

发电机电气保护采用西门子7UM62数字式多功能保护装置，其配置有高性能的微处理器，所有的任务如模拟量采集、发送命令到断路器和其它开关设备都是数字化处理。

发电机保护主要有：差动保护、低电压保护、过电压保护、低频保护、过频保护、过流保护、失磁保护、逆功率保护、定子接地保护等。

保护装置的主要调试项目包括：保护柜柜体安装、模块安装、屏内接线等整体状态检查；保护柜上电前的绝缘检查；继电器的动作值、返回值测量；保护装置电压、电流量采样校验；发电机各个电气保护相关定值校验；保护柜本体控制逻辑检查；保护整体传动试验。

2.4励磁系统试验

柴油发电机励磁系统调试试验主要包括：静态功能检查、短路试验、空载试验、零起升压试验。

柴油机静态功能检查主要是检查励磁设备外观、绝缘、采样、定值、信号等是否合格，检查二极管、发电机定子绝缘能力。

柴油发电机短路和空载试验一般设置几个短路电流点或电压点，每个点记录发电机定子电压、励磁机励磁电流、励磁机励磁电压、发电机定子绕组温度、发电机轴承温度等参数，同时将这些数据汇总后与生产厂家出厂调试的短路试验曲线或空载试验曲线进行比较。

零起升压试验则主要是为了检查励磁系统的完整性及可用性，同时进行相序检查、发电机电压调节、发电机空载灭磁常数测量、发电机残压测量等内容。

2.5同期系统调试

核电厂应急柴油发电机的同期并网装置为可移动式同期小车，其并网分手动和自动并网。手动并网就是在手动操纵方式下对电压和频率进行调节，在满足并网条件后按下同期合闸指令进行并网；自动并网是通过同期小车的MSR3模块发出自动调节指令，当满足并网条件后自动发出同期合闸指令进行并网操作。柴油发电机同期系统的调试主要内容就是验证同期小车手动和自动模式各回路通道是否正确，采用模拟的方法验证采集的信号能否准确的输入同期装置、同期装置能否正确发出相关指令、发出的指令柴油发电机能否准确收到。

2.6运行验收试验

应急柴油发电机在完成上述调试试验后还要进行运行验收试验，主要包括稳态运行试验和验收试验。稳态运行试验主要内容是柴油机在三到四个功率平台稳定运行一定小时，核电厂一般要求在额定功率平台稳定运行24小时，110%功率平台运行两小时。柴油发电机的验收试验主要内容是验证柴油发电机在各种事故情况下可以紧急启动并带上负荷运行，同时验证突然增加负荷和减少负荷时柴油发电机组的各项参数满足要求。

3、试验中常见问题

在柴油发电机试验过程中需重点注意以下问题并做好预防：

1）电压电流回路问题。试验过程中需防止出现CT开路，PT短路情况，并且注意在验证完CT回路的完整性后CT回路短接片划开，防止差动保护动作。

2）定值问题。柴油机首次启动，需退掉低电压保护，柴油机短路试验也需退掉低电压保护定值；柴油机的验收试验中甩负荷及突增负荷会出现频率过低或过高情况，需修改定值；柴油机稳态试验在110%功率时，注意过负荷定值。

3）温度及振动报警问题。试验过程中会经常发生温度或者振动高报警，需要试验人员仔细快速判断是真实的报警还是假信号，但不管是否为真实信号，必须先停下来分析确定后再继续进行相关试验。

总结：

柴油发电机调试试验涉及机械、仪控、电气、工艺等多个专业，试验前必须提前协调好相关专业人员，做好风险分析，试验过程中严格按照试验方案执行。本文对柴油发电机的基本内容及方法进行了简要介绍，对于同类大功率柴油发电机的调试可以提供借鉴。

[1]《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》GB50150-2006.

[2]《核电站备用电源柴油发电机组的标准准则》IEEE387-1995.