某电厂柴油发电机组控制系统缺陷分析

文贺明

摘要：本文详细介绍了某电厂柴油发电机组关于控制系统的缺陷故障，详细描述了故障情况、处理过程及效果，可供设备检修人员参考，亦可作为专业人员培训的教材。

关键词：柴油发电机组；缺陷；处理；分析

一、某电厂柴油发电机组简介

某电厂2×600MW机组工程，为确保汽轮发电机组在事故情况下安全停机，每台机组设置了一台FGWILSON公司的额定功率为1320kW的柴油发电机组作为交流事故保安电源，设置一段柴油发电机配电盘作为事故保安PC段，设有400V锅炉保安MCCA（B）、汽机保安MCCA（B）、脱硫保安MCC段和事故照明保安MCC段，以保证在厂电电源消失情况下，各种重要负荷的用电。

FGWILSON所提供的备用电源控制系统采用WOODWARD公司的6000系列控制器对柴油发电机组的控制及并网控制系统的控制，并采用施耐德Modicon M340系列PLC为辅助控制及数据处理中心，能实现自动状态下的市电失压启机带载、市电回并操作、手動状态下的正并操作和手动空载测试操作。

二、某电厂柴油发电机组控制系统缺陷描述及分析

（一）柴油发电机组KO开关无法合闸缺陷

1.缺陷情况

某厂在机组生产运行时，#1柴油发电机在日常定期的启动试验中，出口K0开关在自动位偶尔合闸不成功，导致柴油发电机组无法正常启动，同时也降低了柴油发电机组在机组运行时，各段MCC事故状态下的安全稳定性及可靠性。

2.缺陷处理情况

检修人员立即对#1、2机柴油发电机控制系统回路进行了全面细致地检查，并对两台机组柴发分别进行了如下试验和结果分析：

柴发出口K0开关机构正常，时间继电器，分发闸线圈也正常，故准备对开关回路进行合闸试验。对照开关控制回路，发现控制回路工作电压为220V，该电压是在柴发正常启动后，电压建立后发的合闸指令，试验电压将采用外部（检修电源）的220V电压，在回路中串入调压器，将电压从0～220V进行调节，发现在85%Ue（220V）时多次出现开关合闸不成功。故判断为柴油发电机组建压时间不够，检查时间继电器后，发现继电器时间设置过短，柴油发电机组未完全建压就已发出合闸指令，从而导致K0开关合闸失败。后将时间继电器时间时间加长，机组恢复正常，运行良好。

3.缺陷处理效果

通过对这次缺陷处理，彻底解决了K0开关因柴油发电机组启动建压时间过短，无法合闸的问题，增强了机组运行时，柴油发电机组在各MCC段事故状态下的安全稳定性，和可靠性。

（二）柴油发电机组启动至带载时间过长缺陷

1.缺陷情况

某厂在机组生产运行时，柴油发电机在日常定期的启动试验时，#2柴油发电机组在K0开关在 “自动”位启动时间过长，导致柴油发电机组无法快速启动，同时造成正常备用的保安母线失压时切换时间过长，对设备安全造成了隐患，同时也降低了柴油发电机组在机组运行时，各段MCC事故状态下的安全稳定性及可靠性。

2.缺陷处理情况

针对该现象，检修人员立即对柴油发电机控制系统回路进行了全面细致地检查，并对柴油发电机组进行如下的检查试验和结果分析：

对柴油发电机组试验，发现如果将柴发出口K0开关控制屏方式开关置“手动”位，则K0开关合、分闸受PLC控制，在厂用保安段失电时柴发启动至正常带载时间正常（约10s左右完成切换带载）。如果将柴发出口K0开关控制屏方式开关置“自动”位，则K0开关合、分闸行为将自动取决于柴发启动后机端电压（有压后本柜内SJ延时动作合闸，欠压分闸）而不受PLC控制，检查中发现SJ整定为9s位置，如此将造成KO合闸延时变长，从而影响到随后的切换过程中跳保安段工作电源进线开关时间变长、合保安段备用电源进线开关需等到6301柴油机控制器再次发出“机组BCR输出“指令后才能完成合闸，从而导致了柴发在保安段失电时启动至正常带载时间过长。

3.缺陷处理效果

通过对这次缺陷处理，彻底解决了K0开关在自动位时因柴油发电机组启动至带载时间过长，影响机组事故状态下，保安电源切换时间过长问题，增强了机组运行时，柴油发电机组在各MCC段事故状态下的安全稳定性，和可靠性。

（三）柴油发电机组控制器缺陷

1.缺陷情況

某电厂在机组生产运行时，#1机组柴油发电机控制电源在断电恢复时，柴发6301控制器无法操作，导致柴油发电机组做日常定期的启动试验。同时#1柴发控制器故障后，整个#1机保安系统失效，加之当前我厂直流系统蓄电池容量大幅降低，如遇到电网故障（启备变亦将失电）或者厂内故障而厂用电切换失败，运行机组重要辅机将失去电源而不能安全停机，对主机设备将造成巨大损害，机组运行陷入重大隐患中。

2.缺陷处理情况

针对该故障检查发现控制器死机，面板仅显示程序版本号，所有操作均失效，电气专业人员多次断电重启无法恢复正常。

同时检修人员判断该控制器接线松动及芯片插脚氧化等现象均可能导致控制器死机，故检修人员立即对控制器进行以下操作：

拆除控制器所有外接线，卸下控制器，打开面板仔细检查内部电路板元器件，取下重要芯片，擦拭控制器的所有针型插脚以及确认内部接线有无松动，重新按压各芯片确保芯片接触可靠，处理完成后送上柴发控制回路电源M2空开，插上航空插头J5（电源），观察控制器面板是否恢复正常，并依次插上航空插头J1（PLC）、J8（通信）、J2（信号），控制器恢复正常。联系运行人员，试运行柴发。送电后控制器恢复正常运行。

3.缺陷处理效果

解决了柴油发电机组的控制器死机的问题，确保了在厂内直流系统蓄电池容量大幅降低情况下，保证电网故障（启备变亦将失电）或者厂内故障而厂用电正常切换，增强了机组运行时，柴油发电机组的安全稳定性，和可靠性。

三、结语

本文仅就某电厂柴油发电机组控制系统中出现的部分缺陷进行了分析，但随着设备运行、机组老化，柴油发电机组会出现越来越多的缺陷，检修人员必须做好每一次缺陷分析，为设备运行及设备保养积累更多的经验，确保柴油发电机组安全、稳定运行，从而保证机组在事故状态下保证电厂主设备的安全。

参考文献：

[1]威尔信有限公司.威尔信柴油发电机6000控制屏操作手册.2007.

[2]顾振江.继电保护及二次回路实用技术.北京：中国电力出版社，2010.