國內(nèi)外柴油發(fā)電機組自動化控制技術(shù)的現(xiàn)狀如何 一、引言 用今天的眼光看，柴油發(fā)電機組自動化控制的水平，國內(nèi)國外已經(jīng)不存在很大的差別，經(jīng)過國內(nèi)從事柴油發(fā)電機組控制的科研人員多年不懈地努力，我們今天終于可以挺直腰桿，自豪地講，我們己經(jīng)看到了世界先進水平，我們正在追趕世界先進水平， 我們將要趕上世界先進水平。那么，我們在哪些方面做出了進步?在那些領(lǐng)域還存在不足呢?回顧國內(nèi)柴油發(fā)電機組自動化控制的成長經(jīng)歷，分析中國電信的發(fā)展對發(fā)電機組自動化控制的推動，比較國內(nèi)外同行業(yè)的差距，緊跟國際自動化控制先進模式的步伐;我們沿著這條主線做一淺析，希望能能起到拋磚引玉的作用，對業(yè)內(nèi)同行帶來一定的啟發(fā)。 二、回顧發(fā)展歷程，分析國內(nèi)柴油發(fā)電機組自動化控制現(xiàn)狀 回顧國內(nèi)柴油發(fā)電機組自動化控制的發(fā)展，大概可以劃分為四個階段: 1、以時間繼電器和中間繼電器為主構(gòu)成的自動化控制系統(tǒng)，這種模式當(dāng)時在同行業(yè)中非常普遍，而且也以相當(dāng)?shù)呐客断蚴袌?，突出的弱點是功能簡單、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、維護調(diào)試困難、可靠性差，終沒有得到用戶的認可。 2、用分離電子元器件組成延時電路和邏輯判斷電路來實現(xiàn)的自動化系統(tǒng)，這種模式相對于 種模式，有了很大的進步， 如果精心設(shè)計，提高工藝水平，應(yīng)該能取得很好的效果。但是，在那個企業(yè)大而全的年代，每個企業(yè)各自為戰(zhàn)，造成批量小、工藝落后、質(zhì)量無法保證，所以這個階段延續(xù)時間也較短。 3、隨著改革開放，國外各種新鮮器件紛紛出現(xiàn)在國人面前，PLC(可編程序控制器)以性能穩(wěn)定、方便靈活的優(yōu)勢迅速成為機組自動化控制領(lǐng)域的主力，時至今日仍有企業(yè)在應(yīng)用。這種模式的優(yōu)點相對于前兩種較為明顯，但也逐步顯露出一些缺陷，如:外圍電路復(fù)雜，需配置轉(zhuǎn)速、電壓等判斷電路及供電電源、端口擴展繼電器等器件;造價相對較高(帶AD轉(zhuǎn)換的PLC動輒上萬元)。PLC是很可靠的，但它畢竟不是專門為我們這個行業(yè)而設(shè)計的，所以以 PLC為核心構(gòu)成的柴油發(fā)電機組自動化控制系統(tǒng)注定是一個匆匆的過客，隨著技術(shù)的飛速發(fā)展很快失去了優(yōu)勢。 4、控制系統(tǒng)功能模塊化思路的出現(xiàn)，徹底解決了困擾發(fā)電機組控制領(lǐng)域的難題，這即是以專用控制器為核心構(gòu)成的自動化系統(tǒng)，這些專用控制器為發(fā)電機組量身打造，集多種功能于一身，甩掉了復(fù)雜的外圍電路，使自動化控制系統(tǒng)一下子變得簡單了。 這些專用控制器大多采用了先進的微處理器及控制技術(shù)，可靠性和環(huán)境適應(yīng)能力較PLC大大提高，同時，很多參數(shù)可以根據(jù)實際情況而設(shè)定，使用起來非常靈活。 目前，我們已經(jīng)處在第四個階段十余年了，這種模式的生命力，隨著技術(shù)的發(fā)展顯示了越來越強大的生命力，可以說這種控制系統(tǒng)功能模塊化就是柴油發(fā)電機組自動化控制的現(xiàn)狀。

發(fā)電機多種異常狀態(tài)及危害 隨著電力工業(yè)的迅速發(fā)展，發(fā)電機單機容量的不斷增加，大型發(fā)電機組在電力系統(tǒng)中越來越重要。人們對發(fā)電機的可靠性、性要求越來越高。發(fā)電機的運行對保證柴油發(fā)電機組的正常工作和電能質(zhì)量起著極其重要的作用。但是較之故障，異常運行狀態(tài)發(fā)生的機率更大，比如定子繞組過負荷、發(fā)電機失磁、失步，發(fā)電機逆功率運行，非全相運行等。這些威脅同樣不容忽視，所以研究大型發(fā)電機的異常運行及保護是很有必要的。由于大型發(fā)電機多采用三相分相操作主開關(guān)，非全相運行已成為發(fā)電廠電氣運行的重點防止對象。本文針對大型發(fā)電機非全相運行進行了分析研究，采用對稱分量法得出了各相電流、各序電流及相序電流間的關(guān)系，并用KATLAB軟件進行了仿真，驗證了理論分析的結(jié)果。同時，就發(fā)電機組非全相保護存在的問題提出了改進方案，并給出了發(fā)電廠發(fā)生非全相運行故障時的一些處理方法： 1、低勵磁或失磁對于容量在100KW以下不允許失磁運行的發(fā)電機，當(dāng)采用直流勵磁機時，應(yīng)在滅磁開關(guān)斷開時同時斷開發(fā)電機斷路器。容量在100KW以上的發(fā)電機也應(yīng)裝設(shè)失磁保護。對于水輪發(fā)電機，保護動作于解列滅磁；對于柴油發(fā)電機，保護動作于減出力，以便縮短異步運行時間盡快恢復(fù)同步運行，在不允許繼續(xù)異步運行或失磁后母線電壓低于允許值時，保護動作于解列滅磁。 2、定子過電流或過負荷保護 在定子繞組、勵磁繞組上應(yīng)裝設(shè)定時限和反時限過負荷保護。定時限過負荷保護動作于信號或自動減負荷、降低勵磁電流。反時限過負荷保護動作于解列或程序跳閘、解列滅磁。 3、逆功率保護 對于容量在200KW及以上的柴油發(fā)電機，宜裝設(shè)逆功率保護。保護帶時限動作于信號，經(jīng)長時限動作于解列。 以上所述的解列滅磁，是指斷開發(fā)電機斷路器，汽輪機甩負荷。減出力，是指將原動機出力減到給定值。程序跳閘，對柴油發(fā)電機來說，是指首先關(guān)閉主汽門，待逆功率繼電器動作后，再跳開發(fā)電機斷路器并滅磁。對水輪發(fā)電機，是指首先將導(dǎo)水翼關(guān)到空載位置，再跳開發(fā)電機斷路器滅磁。 4、發(fā)電機失步保護對于容量在300KW及以上的發(fā)電機，需裝設(shè)失步保護，保護動作于信號或解列。若發(fā)生失步現(xiàn)象，應(yīng)盡快創(chuàng)造恢復(fù)同期的條件，一般可采取增加發(fā)電機的勵磁，或減少該失步電機的有功出力，進而將其牽入同步。動減負荷、降低勵磁電流。反時限過負荷保護動作于解列或程序跳閘、解列滅磁。 5、非全相運行保護 發(fā)電機變壓器組的非全相運行故障，大多數(shù)發(fā)生在機組解列、并列的操作過程中，正確地進行機組解列或并列的操作是大幅度地減少因負序電流燒損發(fā)電機轉(zhuǎn)子的簡單而有效的措施。因此只要遵循保持發(fā)電機勵磁、穩(wěn)定機組轉(zhuǎn)速、減少機組出力、控制定子電流的原則，嚴格按照合理順序進行操作和調(diào)整，完全可以把負序電流控制在允許的范圍之內(nèi)。 由于現(xiàn)在大型發(fā)電機多采用三相分相操作主開關(guān)，非全相運行已成為發(fā)電廠電氣運行的重點防止對象。所以在下面的章節(jié)中我將重點分析發(fā)電機非全相運行及其相應(yīng)的保護措施。 非全相運行時，由于發(fā)電機組接線方式、主變接地方式、斷相形式、導(dǎo)致原因不同，非全相運行時的故障特征是不同的，所以對非全相運行進行合理有效的分類是分析研究的前提。非全相運行一般采用對稱分量法來分析計算。對稱分量法是一種線性變換，利用它可將任意一組不對稱的三相電流(或電壓)分解成正序、負序和零序三組三相對稱的電流(或電壓)，這三組各自獨立的對稱電流(或電壓)就稱為不對稱電流(或電壓)的對稱分量，每組對稱分量的三相之間都有大小相等、彼此間相位差相等的關(guān)系。電流或電壓的相序、大小關(guān)系是機組非全相運行時的重要故障信息，這些量的提取與判斷，對于保護機組與系統(tǒng)的運行有著非常重要的意義。