康明斯动力（深圳）有限公司

 

新闻主题	自动化柴油发电机组的特点与分级

 

摘要：自动化柴发机组比起普通机型可谓优点多多，其主要功能主要包括自动维持准备运行状态、自动起动和加载、自动停机、自动并列与解列、自动补给、无人值守时间、自动保护等方面。自动化柴油发电机组采用各种控制方式保证供电的连续稳定性，使发电机组经济、安全、可靠地运行；能根据市电和负载情况迅速启/停发电机组；能随时改变运行工况，保持频率和电压等参数的稳定；能准确而及时地处理各种机电故障，改善运行维护人员的工作条件。因此，作为备用电源，自动化柴油发电机组逐渐成为用户的首选。

 

一、自动化柴发的特点

 

（1）保持供电的连续性和提高其可靠性

      实现自动化以后，发电机组能及时改变运行工况以适应系统要求，发电机组操作过程按预定次序不间断地进行，并可不断监视其完成情况，加快控制和操作过程。以发电机组的启动供电过程为例，如人工启动，最快也要3min左右，如采用自启动，通常不到10s就能恢复供电。自动装置能准确而迅速地将设备运行参数的变化按照预定程序进行相应的控制或调节，以代替运行人员直接参与各种操作，防止人为误操作。当设备出现异常情况时，自动装置又能做出正确判断及时处理，发出相应的报警信号或紧急停机，使设备免遭损坏，同时还能自动投入备用发电机组，最大限度地缩短电网断电时间，保证供电的连续性和提高其可靠性。

（2）提高电能质量和运行经济性，并使各用电设备处于良好工作状态

      现代用电设备对电能的频率和电压都有较高要求，允许的偏差范围都很小。电压虽有各种自动调压器使其保持恒定，但是频率通常是靠操纵调速器来调节的，对柴油机来说，以此维持频率恒定较为困难，自动化柴油发电机组依靠频率、有功功率的自动调节来完成。

（3）减少运行人员，改善劳动条件

      机房运行时的环境条件比较差，对运行人员的健康和安全都有影响。自动控制系统为无人值守创造了条件，使发电机组使用维修人员能有更多时间和精力提高维护、管理设备的水平，使其在完成供电任务中发挥应有的作用。

 

图1  普通仪表箱式柴油发电机组

图2  最新款自动化康明斯柴油发电机组

 

 

二、自动化柴发的分类

 

      自动化柴油发电机组简称自动化柴油机电站。

1、按自动化方式

      电站可分为：单机自动化、联动自动化、并机自动化、并网自动化。

① 单机自动化（stand-alone automation）

      指在单台电站上能够自动实现发电机组的启动、供电带载和断电、停机等功能，并能够显示发电机组的主要性能参数和运行状态。单机自启动程序如图3所示。

② 联动自动化（linkage automation）

      指与市电或其他电站联动，通过检测市电或其他电站有无故障，自动实现发电机组的启动、供电、停机功能。

③ 并机自动化（paralleling automation）

      指两台或两台以上电站并机时，自动实现发电机组的启动、并机、解列和停机功能。电路如图4所示。

④ 并网自动化（paralleling grid automation）

      与市电并网时，自动实现发电机组的启动、并网、离网和停机功能。

 

图3  柴油发电机组单机自启动程序框图

图4  多台柴发并机系统电路图

 

 

2、按控制方式

      电站可分为：本地自动化、远程自动化。

① 本地自动化（local automation）

      指在电站侧能够自动实现发电机组启动、供电带载和断电、停机等功能，并能够显示发电机组的主要性能参数和运行状态。主要功能如图5所示。

      自动状态下，当外电停电30秒内主用柴油机没有启动时，备用柴油机自动启动并加油门至额定转速；外电恢复或主油机发电时，3分钟后自动停机。

② 远程自动化（remote automation）

      指远距离实现发电机组的自动启动和停机等功能，并能显示发电机组的主要性能参数和运行状态。主要功能如图6所示。

      常用的具有远程监控功能的发电机组，基本是每台发电机组配备一个监控装置，通过监控装置的异步传输标准接口和串口服务器接入以太网，进行发电机组的数据通信和远程控制，将每台发电机组的相关数据信息和视频信息集中传送给后台监控中心的后台监控装置，通过后台监控装置进行集中监测和监控。

 

图5  柴油发电机组本地控制功能框图

图6  柴油发电机组远程监控功能框图

 

3、按切换时间

      电站可按GB/T 2820.12-2002规定的进行分类，见表1。表1所规定的类别的典型示例见表2。

表1    电站按切换时间的分类

表2    电站按切换时间分类的典型示例

 

三、自动化柴发的分级

 

      电站的自动化等级分为I级、II级和II级，其自动化等级特征应符合下述的规定。各自动化等级特征内容如下。

1、I级自动化

① 按自动控制指令或遥控指令实现自动启动。

② 按带载指令自动接收负载。

③ 按自动控制指令或遥控指令实现自动停机。

④ 自动调整频率和电压，保证调频和调压的精度满足产品技术条件的要求。

⑤ 实现蓄电池的自动补充充电和（或）储气瓶（压缩空气启动）自动补充充气。

⑥ 有过载、短路、过速度（过频率）、冷却介质温度高、机油压力低等保护装置。根据需要选设过电压、欠电压、欠速度（或欠频率）、机油温度高、储气瓶压力低、燃油箱油面低、发电机绕组和轴承温度高等方面的保护。

⑦ 有表明正常运行或非正常运行的声、光信号警示装置。

⑧ 必要时，应能自动维持应急发电机组的准备运行状态，以及柴油机应急启动和快速加载时的机油压力、机油温度和冷却介质温度均达到产品规范的规定值。

⑨ 当市电或一台发电机组故障时，程序启动系统能自动地将启动指令传递给另一台备用发电机组，发电机组自动启动。

2、II级自动化

① 具备I级自动化的功能。

② 燃油、（有要求时）机油和冷却介质的自动补充。

③ 按自动控制指令或遥控指令完成发电机组与发电机组或发电机组与市电电网之间的自动并联与解列、自动平稳转移负载的有功功率和无功功率。

3、III级自动化

① 具有II级自动化的功能。

② 具有远程自动化功能。

③ 集中自动控制，即可由控制中心对多台自动化发电机组的工作状态实现自动控制。

④ 具备一定的主控件故障诊断能力，即可由一定的自动装置确定调速装置和调压装置的技术状态。

 

总结：

      随着自动化程度逐步提高，各行各业的通信系统以及电力系统等都实现无人值班的运行状态。柴油发电机组作为备用电源，在工业、国防以及农业等各个行业得到广泛的应用。特别是康明斯柴油发电机组自动控制系统集成了智能化、数字化以及网络技术为一体的技术，不仅能实现柴油发电机组的自动开机/停机、数据测量以及报警保护和“三遥功能”,而且这种控制系统操作简单、运行可靠，并且随着柴油发电机组自动控制系统的功能不断的完善，将会进一步扩大应用范围。

 

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