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国内外柴油发电机组自动化控制技术的现状如何
一、深圳南山引言
用今天的眼光看,柴油发电机组自动化控制的水平,国内国外已经不存在很大的差别,经过国内从事柴油发电机组控制的科研人员多年不懈地努力,我们今天终于可以挺直腰杆,自豪地讲,我们己经看到了世界先进水平,我们正在追赶世界先进水平,
我们将要赶上世界先进水平。那么,我们在哪些方面做出了进步?在那些领域还存在不足呢?回顾国内柴油发电机组自动化控制的成长经历,分析中国电信的发展对发电机组自动化控制的推动,比较国内外同行业的差距,紧跟国际自动化控制先进模式的步伐;我们沿着这条主线做一浅析,希望能能起到抛砖引玉的作用,对业内同行带来一定的启发。
二、深圳南山回顾发展历程,分析国内柴油发电机组自动化控制现状
回顾国内柴油发电机组自动化控制的发展,大概可以划分为四个阶段:
1、深圳南山以时间继电器和中间继电器为主构成的自动化控制系统,这种模式当时在同行业中非常普遍,而且也以相当的批量投向市场,突出的弱点是功能简单、深圳南山结构复杂、深圳南山维护调试困难、深圳南山本地可靠性差,终没有得到用户的认可。
2、深圳南山用分离电子元器件组成延时电路和逻辑判断电路来实现的自动化系统,这种模式相对于 种模式,有了很大的进步,
如果精心设计,提高工艺水平,应该能取得很好的效果。但是,在那个企业大而全的年代,每个企业各自为战,造成批量小、深圳南山工艺落后、深圳南山质量无法保证,所以这个阶段延续时间也较短。
3、深圳南山随着改革开放,国外各种新鲜器件纷纷出现在国人面前,PLC(可编程序控制器)以性能稳定、深圳南山方便灵活的优势迅速成为机组自动化控制领域的主力,时至今日仍有企业在应用。这种模式的优点相对于前两种较为明显,但也逐步显露出一些缺陷,如:外围电路复杂,需配置转速、深圳南山电压等判断电路及供电电源、深圳南山端口扩展继电器等器件;造价相对较高(带AD转换的PLC动辄上万元)。PLC是很可靠的,但它毕竟不是专门为我们这个行业而设计的,所以以PLC为核心构成的柴油发电机组自动化控制系统注定是一个匆匆的过客,随着术的飞速发展很快失去了优势。
4、深圳南山控制系统功能模块化思路的出现,彻底解决了困扰发电机组控制领域的难题,这即是以专用控制器为核心构成的自动化系统,这些专用控制器为发电机组量身打造,集多种功能于一身,甩掉了复杂的外围电路,使自动化控制系统一下子变得简单了。
这些专用控制器大多采用了先进的微处理器及控制技术,可靠性和环境适应能力较PLC大大提高,同时,很多参数可以根据实际情况而设定,使用起来非常灵活。
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电机进相运行技术措施
发电机正常运行时,向系统提供有功的同时还提供无功,定子电流滞后于端电压一个角度,此种状态即迟相运行。当逐渐减少励磁电流使发电机从向系统提供无功而变为从系统吸收无功,定子电流从滞后而变为超前发电机端电压一个角度,此种状态即进相运行。同步发电机进相运行时较迟相运行状态励磁电流大幅度减少,发电机电势Eq亦相应降低。从P-功角关系看,在有功不变的情况下,功角必将相应增大,比值整步功亦相应降低,发电机静态稳定性下降。其稳定极限与发电机短路比,外接电抗,自动励磁调节器性能及其是否投运等有关。
进相运行时发电机定子端部漏磁较迟相运行时增大。特别是大型发电机线负荷高,正常运行时端部漏磁比较大,端部铁芯压指连接片温升高,进相运行时因为漏磁增大,温升加剧。进相运行时发电机端部电压降低,厂用电电压也相应降低,如果超出10%,将影响厂用电运行。
因此,同步发电机进相运行要通过试验确定进相运行深度。即在供给一定有功状态下,吸收多少无功才能保持系统静态稳定和暂态稳定,各部件温升不超限,并能满足电压的要求。
进相运行进相运行现象:
1、深圳南山本地励磁电流大幅度减少;
2、深圳南山发电机定子电压降低;
3、深圳南山发电机无功负荷变为负值。
相运行进相运行危害:
1、深圳南山本地增加发电机有功负荷,将使发电机向不稳定方向发展,易造成发电机失稳运行甚至系统振荡事故。
2、深圳南山继续减少发电机励磁电流,使发电机进相深度增加,可能导致发电机失磁保护动作或发电机失稳运行。
3、深圳南山本地发电机进相运行,定子电流增加,定子发热增加;发电机进相运行时,定子端部漏磁通变化比增大,使得端部发热严重,发电机定子线圈温度将持续上升。
4、深圳南山发电机进相运行,发电机出口电压降低,使得6KV母线电压降低。设有低电压保护的高压电动机将跳闸;运行中的各电气设备,因母线电压降低,电流增大,导致设备发热,长时间运行会损坏设备绝缘。
该厂母线电压考核范围为230—235KV,在电网某些运行方式下,会出现我厂发电机无功减至 但是母线电压仍然高出235KV,此时应考虑发电机进相运行。
一、深圳南山运行人员要密切监视220KV母线电压和机组有功、深圳南山无功负荷,当母线电压超过235 KV时,必须控制发电机组功率因数达到0.99以上。当机组功率因数已达0.99以上,母线电压接近控制上限值时,值长应主动向上级调度汇报,根据上级调度的命令调整机组无功出力,直至进相运行。
二、深圳南山发电机是否进相运行由值长统一命令执行,在进相运行前应汇报上级调度发电机带无功及220KV母线电压情况,并请示上级调度申请进相运行,如上级调度未许可则申请220KV母线电压超限点免考核,未经上级调度许可不得擅自进相运行。
三、深圳南山机组在不同运行方式下进相运行规定:
1、深圳南山单机运行时原则上不进相运行,但在春节等特殊方式下除外。
2、深圳南山双机运行时原则上一台机进相运行,另一台机组保持高功率因数迟相运行,即控制无功尽量在小范围。但在春节等特殊方式下可以同时进相运行。
3、深圳南山本地在考虑进相运行的机组时,该机组运行情况应保持稳定。否则考虑另一台机组进相运行,当两台机组运行都不稳定时,应向上级调度说明详细情况,并按照调度命令执行。
4、深圳南山若两台机同时运行时,考虑两台机同时进相,且两台机进相深度应保持平衡。
四、深圳南山连续进相运行时间不得超过6小时。
五、深圳南山进相运行时,应专设监盘人员,并严格按照上级调度命令进行。
六、深圳南山在发电机进相运行期间,无值长允许任何岗位人员不得私自启动6KV转机,包括输煤、深圳南山脱硫、深圳南山本地化学、深圳南山本地水源地,否则将按严重违反生产调度纪律处理!待启动6KV转机前,值班员需将6KV厂用母线电压调整至6.1KV以上,在启动电泵、深圳南山循泵、深圳南山增压风机等大容量设备需将6KV厂用母线电压调整至6.45KV以上。
七、深圳南山本地进相运行时操作:在进相运行前,请示上级调度解除AVC装置自动,手动减少发电机励磁,发电机在减少无功操作时,要循序渐进缓慢进行,严禁超调度规定进相深度值。进相结束后,手动增加发电机励磁,使之恢复正常运行方式观察五分钟无异常后,投入AVC自动。在手动调整期间应保持220KV母线电压合格。
八、深圳南山进相运行期间监视参数:发电机出入口风温、深圳南山定冷水、深圳南山氢气压力;定子铁芯及铁芯端部温度、深圳南山定子线圈各部温升、深圳南山温差不超过规定允许值、深圳南山轴振不超过允许值;定子电流、深圳南山励磁电流、深圳南山端电压、深圳南山励磁变高压侧电流、深圳南山滑环温度、深圳南山励磁变温度不超过允许值;上述参数每小时检查一次。
九、深圳南山进相运行参数控制:
1、深圳南山任一段6KV厂用母线电压不得低于5.8KV,0.4KV母线电压不得低于0.36KV(照明段除外),发电机端电压不得低于20KV,220KV母线电压230—235KV,功率因数不得低于0.95。
2、深圳南山发电机进相运行时功角不得大于60度,防止系统冲击破坏发电机静态稳定而造成发电机震荡。
3、深圳南山进相深度试验数据(二零零九年河南省电力实验院):
4、深圳南山根据我厂实际情况且在实验数据基础上再留有充分进相裕度,现规定:发电机进相深度限制不得超过调度规定的进相深度。
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PT燃油泵的MVS调速器
在某些柴油机的PT泵上,除PTG调速器外,还装有MVS调速器(机械可变转速调速器)。MVS调速器可使柴油机在驾驶员所选定的转速下稳定运转,以适应推土机工作的要求。MVS调速器是一种全程调速器。
从油流顺序上看,MVS调速器安装在节流阀和切断阀之间。
MVS调速器的柱塞的一端承受来自齿轮泵并经滤清器过滤的燃油的油压,另一端与调速器弹簧滑套相接触,承受怠速弹簧和调速弹簧的弹力。
双臂杠杆与驾驶室内的油门操纵杆相连,扳动油门操纵杆即可改变调速弹簧的压缩程度,从而也就改变了柴油机的转速(调速范围)。当装有MVS调速器时,节流阀不是由驾驶员操纵,而是调定在某一位置(通常是 开度)上。
双臂杠杆触及低速限制螺钉时,柴油机在急速运转。这时,调速弹簧不起作用,由急速弹簧维持怠速运转稳定。当转速变化时,由于齿轮泵输油压力的变化,使柱塞移动,柱塞上的台阶变更了正常工作油路的流通面积,使送往喷油器的油压发生相应的改变,从而就变更了喷油器的每循环喷油量,保持了柴油机怠速的稳定性。
在柴油机正常工作时,转动双臂杠杆压缩调速弹簧使其具有一定的弹力。这时,怠速弹簧被完全压缩不起作用。调速弹簧弹力与油压的平衡,使柴油机在油门操纵杆所定的转速下运转。如此时转速变化,则由于油压的改变使柱塞移动,就改变了正常工作油路的流通面积,从而使柴油机的转速保持稳定。
低速限制螺钉和高速限制螺钉都是可以调整的。
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柴油发电机组的燃油系统维护
柴油发电机组燃油系统标准配置
机组的燃油系统包括的主要器件有:油箱、深圳南山当地供油泵、深圳南山当地燃油过滤器、深圳南山当地手动油泵、深圳南山当地喷油泵、深圳南山当地喷油嘴及相关输油管等。
只能使用符合下列标准规定品质的燃油。在加油和对燃油系统作业时必须严格保持清洁。在对燃油系统作业时,必须确认发动机已经冷却下来。燃油溅到炽热表面或电器元件上可能会引起火灾。
①燃油规格柴油的成分对柴油发动机的工作和使用寿命及排放物成分有非常重要的影响。为了获得规定的功率、深圳南山当地燃油经济性和达到当地环保部门所规定的排放标准,应该只使用满足国际和 标准的洁净轻燃油。轻柴油是用于1000r/min 以上的高速柴油机中的燃料, 轻柴油产品目前执行的标准为GB252-2000 《轻柴油》标准,柴油的牌号划分依据是柴油的凝固点。客户应按工作地点的气温选用合适的柴油牌号
环境 温度( ℃) 轻柴油牌号 环境 温度( ℃) 轻柴油牌号
﹥4 0 号 -14 ~-29 -35 号
﹥-5 -10 号 -29 ~-44 -50 号
-5 ~-14 -20 号
②注意事项
Ⅰ、深圳南山当地必须使用操作手册中所使用的燃油。对于柴油发动机,使用低品质的燃油可致使控制杆粘固,及发动机超速旋转,造成机组损坏甚至严重的人身伤害,劣质燃油还会缩短维护周期、深圳南山当地增加维护成本、深圳南山当地减少机组正常的使用寿命。
Ⅱ、深圳南山当地添加燃油时,通常存在着起火和爆炸的危险。加油时禁止吸烟。
Ⅲ、深圳南山当地切不可使燃料油溢出油箱,油箱盖要封好。
Ⅳ、深圳南山当地燃油中的水会导致燃油系统中的金属部件锈蚀,还容易使真菌和微生物在油箱中生长,从而阻塞滤清器。常用机组或当燃油含水量相对较大时,建议用户给机组加装油水分离器。一定要确保进入机体的燃油没有水或其它杂质。
③更换燃油滤清器
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