电气自动化技术在柴油发电站中的应用

摘要：柴油发电站以其灵活、机动的性能被广泛应用于大型银行，医院，机场、野外作业或者整个城市的紧急供电。尽管柴油发电机组的功率较低，但由于其体积小、、轻便而灵活、配套齐全，便于操作和维护且移动方便，因此得到了较快的发展。电气自动化技术的应用在防止柴油发电站功率损耗，自动监测机组和辅助设备的状态，发出拟定的报警信号、执行自动操作任务等方面使得柴油发电站的应用更加广泛。本文将对电气自动化技术在柴油发电站中的应用展开讨论。

关键词：自动化技术、柴油发电机、保护、常规控制

中图分类号：F407.6 文献标识码：A 文章编号：

一、电气自动化技术在柴油发电站中的应用的意义

随着电子技术、微电子技术迅猛发展，电气自动化技术在发电站中也得到了广泛应用，是实现发电机组自动启动、保护、监测的关键部分，利用中心计算机对整个电力产生、输送、监管过程进行全程控制。它担负自动监测机组和辅助设备的状态，发出拟定的报警信号、执行自动操作的任务。自动化的程度取决于电站的规模，电站的型式及主要机电设备的性能。

柴油发电站一般规模较小，主要作为辅助发电设备。它的电气自动化就是要在主供电发生问题的时候能够自动启动，无缝接续。且全程的操作、控制和监视，能够在无人(或少人)直接参与的情况下，按预定的计划或程序自动地进行。其自动化程度是现代化建筑、高级住宅小区现代化水平的重要标志。同时，自动化技术又是发电站安全经济运行必不可少的技术手段。自动化技术具有提高工作的可靠性、提高运行的经济性、保证电能质量、提高劳动生产率、改善劳动条件等作用。

二、电气自动化技术在柴油发电站中的应用的作用

 在柴油发电站中应用电气自动化就是要使发电站生产过程的操作、控制和监视，能够尽可能的在人工不直接干预下，按预定的计划或程序自动地进行。在一些智能大厦和高档住宅小区，备用发电站的自动化程度是小区智能化水平的重要标志，同时，在柴油发电站中应用电气自动化的作用主要表现在以下几个方面：

1、提高工作的可靠性：发电站实现自动化后，一方面可通过各种自动装置快速、准确、及时地进行检测、记录和报警，既可防止不正常工作状态发展成事故,又可使发生事故的设备免遭更严重的损坏，从而提高了供电的可靠性。另一方面，通过各种自动装置来完成发电站的各项操作和控制如：开停机操作和并列，不仅可以大大减少运行人员误操作的可能，从而也减少了发生事故的机会；而且还可大大加快操作或控制的过程，尤其是当柴油发电机处于备用供电的时候，或发生事故的紧急情况下，保证系统的安全运行和对用户的正常供电，具有非常重大的意义。

2、提高运行的经济性：发电站实现自动化后，可根据系统分配给电站的负荷和电站的具体条件，合理地进行调度，保持高水平运行，同时合理选择开机台数，使机组在高效率区运行，以获得较好的经济效益。如何实现各电站合理最优调度，避免不必要的能源浪费。自动调整发电机组的输出功率，根据系统要求和电站的具体条件自动选择最佳运行机组数，在机组间实现负荷的经济分配，根据系统负荷变化自动调节机组的有功和无功功率等。此外，在工作机组发生事故或电力系统频率降低时，可自动起动并投入备用机组；系统频率过高时，则可自动切除部分机组。

3、保证电能质量：电压和频率作为衡量电能质量好坏两项基本指标。电压正常偏移不超过额定值的±5%，频率正常偏移不超过额定值的±0.2～0.5 HZ。电压或频率的的稳定主要取决于电力系统中无功功率和有功功率的平衡。因此要维持系统电压和频率在规定范围内，就必须迅速而又准确地调节有关发电机组发出的有功和无功功率。特别是在发生事故的情况下，快速的调节或控制对迅速恢复电能质量具有决定性的意义，而这个过程，单纯靠手动操作，无论在速度方面还是在精度方面都是难于实现的，只能借助于自动装置来完成。可见，提高水电站的自动化水平，是保证电力系统电能质量的重要措施之一。

4、提高生产效率，节约人力、物力：发电站实现自动化后，很多工作都是由各种自动装置按一定的程序自动完成，用计算机监控系统来代替人工操作及定时巡回检查、记录等繁杂劳动，大大改善运行人员的工作效率，减轻了劳动强度，提高了运行管理水平。同时还可减少运行人员，实现无人值班（或少人值守），提高劳动生产率，降低运行费用和电能成本。

三、电气自动化技术在柴油发电站中的应用的内容

柴油发电站自动化的内容，与发电站的规模及其在电力系统中的地位和重要性、发电站的型式和运行方式、电气主接线和主要机电设备的型式和布置方式等都有关。总的来说，发电站自动化包括完成对发电机组运行方式的自动控制、完成对柴油驱动机机组及其辅助设备运行工况的监视、完成对辅助设备的自动控制、完成对主要电气设备的控制、完成对电力输送运行状况的控制和监视几个方面。

电气自动化技术主要通过智能检测系统对以下方面进行自动检测和调整：母线电压自主监测、发电机状态的自动控制、过程监视、事件报警、远程调节等。

1、母线电压自主监测

柴油发电站一般属主发电站的备用电站，或者大楼的智能备用电源，它的启用一般是在主电源失压或电压不足的情况下才进行启动，因此对母线电压的监测是一项非常重要的工作。当母线电压失压时，能按照设定好的时间自起动开始运行。并在起动后，持续的对母线电压进行监测，当母线电压恢复正常时，关闭发电机的运行。

2、对主发电机的控制、状态监测

主要针对主发电机定子电流、油温、冷却水压力、定子线圈和铁心的温度计及其它被监视参数，检查设备异常状态并发出报警。机组开机、停机和故障停机过程的自动和手动控制，通过每台发电机组自动屏内的PLC来实现，在机组自动屏上可以通过模拟屏上的操作显示接口进行手动和自动开机，也可以由上位微机进行手动和自动开机，二处均在软件上设置切换功能，不能同时操作。开机和运行过程的控制包括投入、关闭冷却水，打开、关闭制动闸和碟阀，控制转速，投入、断开励磁和调节励磁电压和电流、发电机出口开关合闸、分闸等操作。通过软件由发电机保护跳闸执行。

3、过程监视

监视机组开停机条件、开停机进程、状态转换过程的顺序及转换时间等，并上送至电站控制层。监视机组各种运行工况的转换过程所需要的操作步骤，在发生过程阻滞时，显示阻滞原因，并由机组现地控制单元将机组转换到安全状态。机组实时自动检测本单元所监视的设备、继电保护和自动装置的动作情况，当发生状态变换时，对于事故信号自动产生中断，检测事件性质、发生时间，并顺序记录，上送电站控制层，计算机监控系统立即响应中为信号，同时记录事故发生时标（时、分、秒、）、动作设备器件名称、事故内容等信息，并显示、打印事故报警语句，发出声光报警信号，按事故发生的先后次序排列，形成事件记录并存入数据，可按设备进行搜索记录。

4、事件报警

当电站发生事故时，需对事故发生前后的某些重要参数进行追忆记录，以供运行人员事故分析。事故发生时，计算机将按顺序将事故报警信息、事故的名称及这些追忆数据保存于磁盘中，形成历史数据。并自动显示、打印这些数据。事故追忆的重要参数有：线路三相电流和电压（正常值和故障值）；主变的电流和温度（正常值和故障值）；发电机定子三相电流和电压（正常值和故障值）、机组推力轴瓦最高温度等。

5、控制、操作与调节功能

根据电厂设备运行的情况和有关计算结果，按预定步骤远程及实地的对全厂设备的运行进行控制与调节。运行设备控制方式设置，自动/手动控制、远程、实地操作，均可在操作画面中点击实现，有功功率、无功功率调节以及机组开停机的控制操作也可在操作画面中点击实现。控制优先权为：现地控制层单元、电站控制层单元。可实现设备运行方式设置与转换；机组有功、无功的调节操作；断路器、隔离开关投、切操作；机组开、停机操作及紧急停机操作；机组压油装置和公用设备电动机启停操作；闸门开/闭操作；各种整定值、限制修改操作；报警信号复归。

四、结语

随着科技的发展，自动化技术被应用于越来越多的行业，成为发展的必然趋势，在柴油发电站实现电气自动化控制对于改善发电站的工作效率，节约油气资源、保证用电安全都具有非常重要的意义。

参考文献：

[1]李宏亮．附加柴油发电机在核电站的应用[J]．广东电力，２００２，１３（１）：２６＿２８．

[２]王冠，徐永福．柴油发电机起动电池检测系统[Ｎ]．通信世界，２００３旬６—１８．