火力发电厂柴油发电机组设计方案的探讨

杨松

摘 要：柴油发电机应用领域十分广泛，对于推动工业化、现代化、机械化发展起到了重要作用，常常会用于自备应急电源来应对主电源故障问题。为了增加发电厂安全裕度，在全厂失去正常、备用交流电源的情况下，能确保发电机安全停运。

关键词：柴油发电机 应急电源 备用电源 负荷计算 容量选择

中图分类号：TM623 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）01（a）-0032-02

目前我们采用的柴油发电机组作为应急电源，因为柴油发电机的容量较大，持续供电时间长，可独立运行，不受电网故障的影响，可靠性较高。当电网发生事故致使发电厂长时间停电时，可以给机组提供安全停机所必须的交流电源，选用恰当的备用应急电源来满足紧急情况下某些重要负荷的供电要求，是电气设计中一个不可忽视的问题。柴油发电机组额定功率的确定，即容量的选择则显得非常重要。

1 柴油发电机组的特点

在发电厂中普遍用专用的柴油发电机组作为交流事故保安电源[1]。

柴油发电机整套系统包括电动进风、排风百叶窗、百叶窗联锁、导风罩、入口滤网、软连接、排气管（含出口百叶窗）、波纹管、消音器、安装用膨胀螺栓（减震器）、所有接口连接件、进回油管道、排污、油箱排气管道及所需阀门等。柴油发电机本体冷却进风百叶窗布置在外墙，采用铝合金双层电动百叶窗，百叶窗面积满足本体冷却进风要求，并与柴油发电机连锁启停。油箱加油需油泵、管道、阀门等。

柴油发电机整套排烟系统包括排烟管（含支吊架和保温），消音器（含支吊架）及其接口法兰、反法兰和连接件，排烟出口补偿器（波纹管）及其配套反法兰和连接件。

2 计算公式

2.1 确定柴油发电机组额定容量

Sfe≥Sc

Pfe≥Pc

Qfe≥Qc

Sfe、Pfe、Qfe分别为柴油发电机组额定视在功率（kVA）、有功功率（kW）、无功功率（kvar）。

Sc、Pc、Qc分别为长期连续运行负载的视在功率（kVA）、有功功率（kW）、无功功率（kvar）。

2.2 最大启动负荷的容量

Szqm为最大启动负荷的容量（kVA）；

为最大启动负荷的有功容量（kW）；

为最大启动负荷的无功容量（kvar）。

3 柴油发电机组的电气接线一次接线

柴油发电机的接线，通过配电母线和馈线断路器与相应的交流事故保安母线连接。柴油发电机组配置数量与主机组相对应。一般情况下，200MW机组是每两台机组配置一套柴油发电机组，300MW及以上的汽轮发电机组是每一台机组配置一套柴油发电机组。无论是两台机组配置一套柴油发电机组，还是一台机组配置一套柴油发电机组，每台机组都有各自的事故保安母线。下面为基本接线方式之一：二机一组的接线。

图2为大唐某某热电厂2×200MW的热电联厂供热机组，保安电源采用两机一组，正常情况与事故停机后，保安母线供电方式如下。

以1号机为例，在正常情况下，断路器QF、QF2打开，QFl合上。保安母线上的负荷由本机组厂用工作电源供电。

当厂用电故障时，断路器QFl自动跳闸。经保护延迟，柴油发电机组自动启动。当电压和频率达到额定值时，柴油发电机组出口断路器QF自动合闸，同时联锁QF2自动投入。此时整个切换过程完成。

4 保护及测量

柴油发电机组的控制启动、保护、测量、信号系统采用直流电源。断路器控制、操作及其联络信号采用直流220V或110V电压。

4.1 控制

除自动控制的功能外，柴油发电机组还有就地控制屏控制和主机组单元控制室远方控制两种控制方式。

4.2 保护

4.2.1 发电机及其引出线保护

（1）差动保护。

（2）匝间保护。

（3）过电流保护。

（4）单相接地保护反映定子绕组单相接地故障。

（5）不对称过负荷保护，反映不对称过负荷引起的过电流，一般应于装置于一相过负荷信号保护。

（6）對称过负荷保护，反映对称过负荷引起的过电流，一般应装设于一相过负荷信号保护。

（7）过压保护，反应发电机定子绕组过电压。

（8）水温高跳闸保护。

（9）低油压保护。

（10）发电机断水保护，装设在水冷发电机组上，反映发电机冷却水源消失。

4.2.2 柴油机保护

柴油机装设水温高、机油油压低和超速保护，这些保护动作于停机。另外，对于水温高、油压低、润滑油温高等问题还装设了动作于信号的保护。

以上为柴油发电机组设计的基本配置，因工程不同而不同，最终目的均为保证电厂正常安全运行，减少停机故障率。

参考文献

[1] 水利电力西北电力设计院编.电力工程电气设计手册：电气一次部分[M].北京：中国电力出版社，1989.