電廠黑啟動專用柴油發電機組及其控制系統的製作方法
2023-07-31 14:33:31 2
專利名稱：電廠黑啟動專用柴油發電機組及其控制系統的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於電廠備用的柴油發電機組，特別涉及一種電廠黑啟動專用柴油發電機組及其控制系統。
背景技術：
電廠黑啟動是指發電廠所有機組全部跳閘，交、直流電源全部消失的情況下，通過有自啟動能力的機組，如柴油發電機組的啟動，帶動無自啟動能力的發電機組恢復向系統送電的處理過程。柴油發電機作為一種啟動迅速、維護方便、運行穩定、可靠的獨立電源，用作電廠黑啟動設備具有明顯優勢，是非常合適的選擇。近年來隨著世界範圍內經濟和生活水平的快速發展提高，電力需求迅速增長，大量電廠開工建設以及眾多電廠改造，國內外市場對電廠黑啟動專用柴油發電機組的需求正逐年增加。本設計針對以上需求完成了一種電廠黑啟動專用柴油發電機組及其控制系統，現有的柴油發電機組都是獨立工作，或作為電網的補充，而未能將其應用於電廠所有機組全部跳閘時的主發電機組自動重新啟動的動力源，而另一方面，電廠主發電機組全部跳閘時卻只能由人工操作合閘。例如中國專利申請號200920146208.9，名稱為「柴油發電機組智能控制系統」的實用新型專利，公開一種柴油發電機組智能控制系統，包括柴油發電機組、供電電路、備用的市電動力電源和一控制櫃。供電電路包括至少2組保安電源，動力電源包括至少2組備用電源，控制櫃包括PLC可編程控制器和與其相連的信號檢測單元、保安電源控制單元和柴油發電機組控制單元。該實用新型僅僅考慮柴油發電機組本身的控制，對於電廠主發電機組全部跳閘時的自動重新啟動·未能提供解決辦法。
發明內容本實用新型需要解決的技術問題是，克服現有技術的電廠主發電機組全部跳閘時缺乏自動重新啟動的應對措施的缺陷，提供一種通過有自啟動能力的機組，帶動無自啟動能力的發電機組恢復向系統送電的裝置機器控制系統。本實用新型的目的是通過下述技術方案予以實現的:一種電廠黑啟動專用柴油發電機組及其控制系統，包括可與市電主母線相連的由A、B段備用電源所構成的保安段，以及可併入保安段運行供電的具有電子調速與噴油裝置的柴油發電機組，設有機組控制模塊，機組控制模塊的第一個輸入端通過總線與PLC控制模塊連接，機組控制模塊的第二個輸入端與柴油發電機組的工況參數檢測輸出端連接，機組控制模塊的第三個輸入端與遠程控制啟停機的DCS (Distributed Control Sys2tem)控制室的輸出端連接,機組控制模塊有一個輸出端與DCS控制室的輸入端連接，機組控制模塊的另一個輸出端與柴油發電機組連接，PLC( Programmable Logic Controller)控制模塊的輸入端與電網連接,PLC控制模塊的輸出端與DCS控制室連接。作為優選，PLC控制模塊的流程如下:控制系統處於自動狀態；通過市電監控依次測得A段及B段失電、業主啟動信號以及市電進線分閘信號，啟動三臺柴油發電機，然後A段和B段出線斷路器合閘，向A段和B段供電；主母線處於有電狀態下，柴油發電機組與A段併網，即A段市電斷路器(又稱為A段市電進線斷路器)合閘，經測試得知主母線有電，則A段出線斷路器分閘；接著柴油發電機組與B段併網，即B段市電斷路器(又稱為B段市電進線斷路器)合閘，經測試得知主母線有電，則B段出線斷路器分閘，最後通過機組控制模塊控制機組停機。作為優選，柴油發電機組設有手動和快速自啟動裝置，快速自啟動裝置設有可定期進行空負荷啟動試驗及帶負荷運行試驗的機組帶載試驗裝置，機組帶載試驗裝置包括針對主母線斷電時的電腦程式自動確認及發出柴油發電機組自啟動信號的裝置，並設有針對柴油發電機組啟動失敗的聲光報警裝置和DCS控制室直接進行遠方人工啟動的裝置。柴油發電機自啟動邏輯:保安段主電源失壓時，備用電源自投，若自投不成功，柴油發電機自動啟動併入失壓的保安段母線運行，起到保安作用。所述機組帶載試驗的程序為:選擇A段或B段並遠程帶載啟動，再將三臺柴油發電機啟動和併網，接著將A段或B段的出線斷路器合閘，試驗完畢後將柴油發電機組減載並停機。作為優選，柴油發電機組與保安段的連接包括由3臺柴油發電機分別通過電源備用分支聯鎖開關BKl 3再與以下兩路電路並聯連接:其中第一路電路通過A段出線斷路器和A段市電進線斷路器以及通過高壓備用變壓器與電廠主母線連接；第二路電路通過B段出線斷路器和B段市電進線斷路器以及通過高壓備用變壓器與電廠主母線連接；電源備用分支聯鎖開關BKl 3與A段出線斷路器及B段出線斷路器的連接電路上並聯有變壓器及電壓互感器ΡΤ0，Α段出線斷路器與A段市電進線斷路器的連接電路上並聯有電壓互感器PT1，B段出線斷路器與B段市電進線斷路器的連接電路上也並聯有電壓互感器PTl ;電廠主母線上並聯有電壓互感器PT。作為優選，因自啟動不成功而發出啟動失敗聲光報警信號的啟動失敗次數設定為3次。作為優選，柴油發電機組的空載電壓整定範圍設為95 % 105% Ur，線電壓波形正弦畸變率設為±1.2 %之間，穩態電壓調整率設為< ±0.5 %，動態電壓調整率設為< ±10%，首次加載能力大於或等於額定功率的50 %。本實用新型的有益效果是:1、在保安段主、備供電電源開關發生故障時，柴油發電機可啟動併入保安段運行，保證保安段可不停電進行故障開關隔離檢修；2、柴油發電機組設有手動和快速自啟動裝置；3、電腦程式自動確認及發出柴油發電機組自啟動信號的裝置；4、設有針對啟動失敗的聲光報警裝置；5、DCS控制室設直接進行遠方人工啟動的裝置。
圖1是本實用新型一種實施例的系統原理方框圖；圖2是本實用新型PLC控制模塊3的流程圖；[0021]圖3是機組帶載試驗的流程圖；圖4是柴油發電機組與主母線之間的連接原理圖。圖中，柴油發電機組I ;機組控制模塊2 ；PLC控制模塊3 ；A段出線斷路器31 ；B段出線斷路器32 ；A段市電斷路器33 ；B段市電斷路器34 ；DCS控制室4 ;電網5 ;主母線6 ;高壓備用變壓器7 ;變壓器8 ；電壓互感器PTO ；電壓互感器PTl ；電壓互感器PT ;柴油發電機G1、G2、G3。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施方案對本實用新型作進一步描述。實施例:如圖1所示，一種電廠黑啟動專用柴油發電機組及其控制系統，包括可與市電主母線6相連的由A、B段備用電源所構成的保安段，以及可併入保安段運行供電的具有電子調速與噴油裝置的柴油發電機組1，設有機組控制模塊2，機組控制模塊2的第一個輸入端通過總線與PLC控制模塊3連接，機組控制模塊2的第二個輸入端與柴油發電機組I的工況參數檢測輸出端連接，機組控制模塊2的第三個輸入端與遠程控制啟停機的DCS(Distributed Control Sys2tem)控制室4的輸出端連接,機組控制模塊2有一個輸出端與DCS控制室4的輸入端連接，機組控制模塊2的另一個輸出端與柴油發電機組I連接，PLC (Programmable Logic Controller)控制模塊3的輸入端與電網5連接，PLC控制模塊3的輸出端與DCS控制室4連接。PLC控制模塊3的流程如下:控制系統處於自動狀態；當通過市電監控依次測得A段及B段失電、業主啟動信號以及市電進線分閘信號，則根據分閘反饋信號啟動三臺柴油發電機Gl、G2、G3，然後將A段出線斷路器31和B段出線斷路器32合閘，向A段和B段供電；當主母線6處於有電狀態下，將柴油發電機組與A段併網，即將A段市電斷路器33合閘，經測試得知主母線有電，則將A段出線斷路器31分閘；接著將柴油發電機組與B段併網，SP將B段市電斷路器34合閘，經測試得知主母線有電，則將B段出線斷路器分閘，最後通過機組控制模塊2控制柴油發電機組I停機，柴油發電機組正常情況下無人值班，由於機組具有電子調速與噴油裝置，轉速穩定、反應時間短、動態性能好，可快速自起動，經3 6 s電腦程式自動確認後柴油發電機即自啟動。PLC控制模塊3的流程如圖2所示。柴油發電機組I設有手動和快速自啟動裝置，快速自啟動裝置設有可定期進行空負荷啟動試驗及帶負荷運行試驗的機組帶載試驗裝置，機組帶載試驗裝置包括針對主母線斷電時的電腦程式自動確認及發出柴油發電機組自啟動信號的裝置，並設有針對柴油發電機組啟動失敗的聲光報警裝置和DCS控制室直接進行遠方人工啟動的裝置。柴油發電機自啟動邏輯:保安段主電源失壓時，備用電源自投，若自投不成功，柴油發電機自動啟動併入失壓的保安段母線運行，起到保安作用；柴油發電機組可連續滿載運行12 h，可承受過負荷能力1.1倍發電機額定容量累計時間為I h;在保安段主、備供電電源開關發生故障時，柴油發電機可啟動併入保安段運行，從而保證保安段不停電情況下進行故障開關隔離檢修。機組帶載試驗的流程概括為:選擇A段或B段並遠程帶載啟動，再將三臺柴油發電機Gl 3啟動和併網，接著將A段出線斷路器31或B段出線斷路器32合閘，試驗完畢後將柴油發電機組I減載並停機。機組帶載試驗的流程如圖3所示。[0029]柴油發電機組I與保安段的連接包括由3臺柴油發電機Gl 3分別通過電源備用分支聯鎖開關BKl 3再與以下兩路電路並聯連接:其中第一路電路通過A段出線斷路器31和A段市電進線斷路器33以及通過高壓備用變壓器7與電廠主母線6連接；第二路電路通過B段出線斷路器32和B段市電進線斷路器34以及通過高壓備用變壓器7與電廠主母線6連接；電源備用分支聯鎖開關BKl 3與A段出線斷路器31及B段出線斷路器32的連接電路上並聯有變壓器8及電壓互感器ΡΤ0，Α段出線斷路器31與A段市電斷路器33的連接電路上並聯有電壓互感器PTl，B段出線斷路器32與B段市電斷路器34的連接電路上也並聯有電壓互感器PTl ;電廠主母線上並聯有電壓互感器PT。柴油發電機組與主母線之間的連接原理如圖4所示。發出啟動失敗聲光報警信號的啟動失敗次數設定為3次。柴油發電機組I的空載電壓整定範圍設為95 % 105% Ur，線電壓波形正弦畸變率設為±1.2 %之間，穩態電壓調整率設為< ±0.5 %，動態電壓調整率設為< ±10 %，首次加載能力大於或等於額定功率的50 %。本實用新型可在電網保安段主、備供電電源開關發生故障時，柴油發電機組可手動或快速自啟動併入保安段運行，具有自動控制、聲光報警、遠方人工啟動、帶負荷穩定運行的優點，本領域的技術人員如果對上述發明內容作簡單的修改或替換，這樣的改變不能認為是脫離本實用新型的範圍，所有這樣對所屬領域的技術人員顯而易見的修改將包括在本實用新型的權利要求的範圍之內。
權利要求1.一種電廠黑啟動專用柴油發電機組及其控制系統，包括可與市電主母線相連的由A、B段備用電源所構成的保安段，以及可併入保安段運行供電的具有電子調速與噴油裝置的柴油發電機組，其特徵是，設有機組控制模塊，機組控制模塊的第一個輸入端通過總線與PLC控制模塊連接，機組控制模塊的第二個輸入端與柴油發電機組的工況參數檢測輸出端連接，機組控制模塊的第三個輸入端與遠程控制啟停機的DCS控制室的輸出端連接，機組控制模塊有一個輸出端與DCS控制室的輸入端連接，機組控制模塊的另一個輸出端與柴油發電機組連接，PLC控制模塊的輸入端與電網連接，PLC控制模塊的輸出端與DCS控制室連接。
2.根據權利要求1所述的電廠黑啟動專用柴油發電機組及其控制系統，其特徵是，柴油發電機組設有手動和快速自啟動裝置，快速自啟動裝置設有可定期進行空負荷啟動試驗及帶負荷運行試驗的機組帶載試驗裝置，機組帶載試驗裝置包括針對主母線斷電時的電腦程式自動確認及發出柴油發電機組自啟動信號的裝置，並設有針對柴油發電機組啟動失敗的聲光報警裝置和DCS控制室直接進行遠方人工啟動的裝置。
3.根據權利要求2所述的電廠黑啟動專用柴油發電機組及其控制系統，其特徵是，柴油發電機組與保安段的連接包括由3臺柴油發電機分別通過電源備用分支聯鎖開關BKl 3再與以下兩路電路並聯連接:其中第一路電路通過A段出線斷路器和A段市電進線斷路器以及通過高壓備用變壓器與電廠主母線連接；第二路電路通過B段出線斷路器和B段市電進線斷路器以及通過高壓備用變壓器與電廠主母線連接；電源備用分支聯鎖開關BKl 3與A段出線斷路器及B段出線斷路器的連接電路上並聯有變壓器及電壓互感器PTO，A段出線斷路器與A段市電進線斷路器的連接電路上並聯有電壓互感器PT1，B段出線斷路器與B段市電進線斷路器的連接電路上也並聯有電壓互感器PTl ;電廠主母線上並聯有電壓互感器PT。
4.根據權利要求3所述的電廠黑啟動專用柴油發電機組及其控制系統，其特徵是，因自啟動不成功而發出啟動失敗聲光報警信號的啟動失敗次數設定為3次。
5.根據權利要求3所述的電廠黑啟動專用柴油發電機組及其控制系統，其特徵是，柴油發電機組的空載電壓整定範圍設為95 % 105% Ur，線電壓波形正弦畸變率設為±1.2%之間，穩態電壓調整率設為<±0.5 %，動態電壓調整率設為< ±10 %，首次加載能力大於或等於額定功率的50 %。
專利摘要本實用新型公開一種電廠黑啟動專用柴油發電機組及其控制系統，包括可與市電主母線相連的由A、B段備用電源所構成的保安段，及可併入保安段運行的具有電子調速與噴油裝置的柴油發電機組；設有機組控制模塊,機組控制模塊的第一個輸入端通過總線與PLC控制模塊連接，第二個輸入端與柴油發電機組的工況參數檢測輸出端連接，第三個輸入端與遠程控制啟停機的DCS控制室的輸出端連接；機組控制模塊有一個輸出端與DCS控制室的輸入端連接，另一個輸出端與柴油發電機組連接；PLC控制模塊的輸入端與電網連接，輸出端與DCS控制室連接。本實用新型柴油發電機組可手動或快速自啟動併入電源保安段運行，具有自動控制、聲光報警、遠方人工啟動、帶負荷穩定運行的優點。
文檔編號H02J9/08GK203056682SQ20122065356
公開日2013年7月10日 申請日期2012年12月3日 優先權日2012年12月3日
發明者田智會, 沈挺, 鮑江慶, 陳蘭東 申請人:浙江中高動力科技股份有限公司