大功率柴油发电机组电气系统研究
大型火力发电厂电气控制系统研究
大型火力发电厂电气控制系统研究摘要：在社会经济快速发展的背景下，大型火力发电厂建设数量以及建设规模持续提升，在大型火力发电厂日常管理工作中，电气控制系统的研究和管理成为了非常重要一项内容。
大型火力发电厂相关设备科学化、智能化水平近年来不断提升，设备功能以及组成结构也呈现出复杂化的发展趋势，这无疑对电气控制系统提出了一系列全新的要求。
在这一背景下，对大型火力发电厂电气控制系统的研究有着深刻的现实意义与价值。
基于此，本篇文章对大型火力发电厂电气控制系统进行研究，以供参考。
关键词：大型火力发电厂；电气控制系统；对策研究1.电气自动控制系统的概念电气自动化系统的最初目的是为特定的工作程序提供操作控制。
该系统由两个子系统组成：控制器和受控对象，并使用特定的控制设备来检测或控制设备。
在组成系统的两个子系统中，控制器是控制机器或控制过程的控制设备，控制对象是由控制器控制的机器或操作过程。
控制参数也是系统中的重要概念，并且是实现控制过程并遵守电气控制系统的输入和输出规则所需的数据参数[1]。
2.大中型火电厂独立电气控制系统(IECS)的基本组成和特点大中型火电厂的电气系统主要包括发电机－变压器组、升压站和厂用电三大部分。
其中升压站包括出线断路器、隔离开关、各电压等级的母线、各电压等级的进出线断路器和隔离开关及出线电能表等。
发电机－变压器组主要包括主变压器发电机变压器组和各发电机变压器组，以及发电机励磁系统。
厂用电部分主要包括高压厂用工作及备用变压器、6kV工作及备用电源管理、6kV高压电动机、低压厂用变压器、低压380V电源线及其他公共设备。
保护及控制设备主要有发电机－变压器组保护装置、故障录波设备、自动励磁装置AVR、厂用电控制装置和发电机的自动同期装置等，且以微机控制为主。
在中压系统中，则广泛采用智能前端设备以及网络化通信，主要执行测控、保护和通信等本任务，通常采用就地式安装，形成分散的架构。
而一些智能型、具备通信功能的装置可用于在低压系统中采集来自现场的开关离散信号和电流、电压、功率等连续模拟信号，并通过网络送出。
双脉冲柴油发电机组功率控制系统的研究开题报告
南京理工大学泰州科技学院
毕业设计(论文)开题报告
开题报告填写要求
1．开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委
员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。
此报告应在指导教师指
导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签
署意见及所在专业审查后生效；
2．开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设
计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印
在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见；
3．“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于15
篇科技论文的信息量，一般一本参考书最多相当于三篇科技论文的
信息量（不包括辞典、手册）；
4．有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 7408—94《数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法》规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。
如“2010年3月15日”或“2010-03-15”。
毕业设计（论文）开题报告。
大型火电厂电气自动化控制技术分析
大型火电厂电气自动化控制技术分析摘要：为了使电气自动化技术更好地运用到火力发电当中，可以将电气自动化技术进行创新。
电气自动化系统采用电气全通信控制模式，实现炉机统一，建立网络化结构，对保护手段进行创新，从而保证火力发电企业稳定的发展。
关键词：大型火电厂；电气自动化控制；应用1电气自动化的特征电气自动化涵盖机电专业、信息学学科、计算机学科等，相关知识从某种程度上能够为自动化技术发展奠定良好基础，属于一种综合性专业领域。
其核心理念即简化各种复杂操作过程，借助电子设备以及自动化电气系统完美配合实现远程控制目标。
相关自动化控制系统具体可以分成下列几种板块。
把所接收信号利用信号处理系统实施统一处理，并直接翻译为智能设备方便识别语言模式。
在对信号传输过程进行综合控制基础上，把自动化装置实际运行状态迅速反馈至主机系统，发挥出系统良好分析功能，用于进一步优化电气工程效率。
信号传输系统作为基础桥梁，能够顺利连接电气设备以及其他设备信号，实现远程控制目标。
调度系统负责对发电厂、变电站等电气终端系统相关信息数据进行全面采集。
控制系统负责对电气系统整体运行状况实施科学判断和分析。
电气控制终端系统在经过判断而分析后生成相应的计划命令，把电气设备具体操作以及运行参数调节相关命令传送至执行操作端，方便顺利实现测控操作。
3电气自动化在大型火电厂中的适用范围在大型火电厂中使用电气自动化技术，可以将火力发电的效率提升到新的层次。
目前此技术在火电厂的适用范围有以下３种：其一是监视控制火力发电的发电机、锅炉和电量。
为了解决ＤＣＳ系统在监控的时候出现电气控制能力差的问题，将ＦＥＣＳ系统与其进行融合使用。
通过两个系统一体化的综合性监控，取长补短实现更加全面的管控目的。
而且两种技术的融合使用，可以有效地减少通信电缆所要消耗的成本，还可以通过其与一次设备的连接来减少所占场地的浪费。
由此通过电气自动化控制技术的使用来实现一体化系统控制管理的目的。
10 kV柴油发电机并机系统及控制逻辑
0引 言
目前，数据中心项目的建设规模越来越大, 对整个供配电系统的可靠性、安全性带来更大挑 战。柴油发电机作为数据中心的后备电源，在市 电故障情况下使柴油发电机更安全、可靠、节能 的运行方式投入到整个供电系统中，为保证数据 中心正常运行提供更有效的保障*T。此时，设 置一套安全、可靠、高效的柴油发电机并机控制 系统是非常重要的。
关辅助触点状态:NO变成NC）,加上市电进线开
关柜里的PT失电（市电进线开关柜发出报警信 号，辅助触点状态：NO变成NC）,延时15 s（可 调）柴油发电机组起动。
（3） A16连接的A路10 kV母线为BUS-A3 , 由于地下室10/0.4 kV公用配变电所10 kV侧无 母联,柴油发电机起动信号取自低压侧市电进线 开关及母联开关。当BUS-A3配出的变压器侧的 低压进线开关断开（市电开关即发出报警信号, 开关辅助触点状态：NO变成NC）,加上低压母联 开关不闭合（开关发出报警信号,开关辅助触点 状态：NO变成NC），延时15 s（可调）柴油发电机
本文结合某数据中心项目，经过项目现场实 际测试，简述了 10 kV柴油发电机并机系统及控 制逻辑。
1现行标准在数据中心项目对柴油发电 机的规定
(1)国家标准GB 50174&2017《数据中心设 计规范》。后备柴油发电机组的性能等级不应低 于G3级,A级数据中心发电机组应连续和不限时 运行,发电机组的输出功率应满足数据中心最大
柴油发电机组的供电系统说明书
柴油发电机组的供电系统说明书一、引言柴油发电机组的供电系统是发电机组的核心部分，它负责将发电机发出的电能进行稳定可靠地供应给用户。
本说明书旨在详细介绍柴油发电机组的供电系统的结构、工作原理以及各个部件的功能和作用，旨在为用户提供清晰的操作指南和故障处理方法。
二、供电系统结构柴油发电机组的供电系统由以下主要部分组成：1. 发电机：发电机是将燃料燃烧产生的动力转化为电能的设备，它主要由发电机转子和发电机定子两部分组成。
发电机转子通过柴油机传动产生旋转力，从而产生交流电能，而发电机定子则负责将交流电能输出给用户。
2. 电源控制装置：电源控制装置包括自动控制模块、保护模块和监控模块等部分。
它们协同工作，实现对发电机组的启动、停止、保护和监控等功能。
电源控制装置具有智能化、自动化的特点，能够提高发电机组的运行效率和可靠性。
3. 蓄电池组：蓄电池组是供电系统的重要组成部分，主要用于发电机组的启动电源和保持电源。
它通过蓄积电能，提供发电机组启动时所需的电流，同时在发电机组运行过程中保持稳定的电压和电流输出。
4. 运行配电系统：运行配电系统包括发电机组的输出开关设备、开关柜和配电箱等，它们负责将发电机组产生的电能输送给用户，同时实现对电能的切换和分配。
5. 接地系统：接地系统是为了保证供电系统的安全稳定运行而设计的，它通过将发电机组和用户设备的金属外壳与大地进行连接，实现对电能的安全导向和故障电流的排放。
三、供电系统工作原理柴油发电机组的供电系统工作原理如下：1. 启动过程：当用户需要启动发电机组时，通过操作电源控制装置进行启动命令的发送。
电源控制装置接收到启动命令后，通过控制启动电机将柴油机启动，并向发电机提供所需的励磁电流，从而使发电机产生电力输出。
2. 发电输出：一旦柴油发动机启动成功，发电机即开始转动，并产生稳定的交流电能。
这部分电能将通过运行配电系统输送给用户，并满足用户的电力需求。
3. 运行监控：电源控制装置会对发电机组的运行状态进行实时监控，包括电压、电流、频率等参数的检测。
浅析柴油发电机组的电气设计
设 置原 则 在 柴油 发电机 组的选 择过程 中。 我们主要是 以负荷要求 为基 础来判断 是否设置柴油 发电机 组。 具体来说： 首先， 针对一级负荷中的重要负荷用 电 情况 下， 可采用柴油发 电机组作为补 充、 应急 电源； 其次 ， 针 对一级 负荷用
电过程 中， 由于地 理条件 、 经济、 技术 等要素的限制而难 以从 市电中获取第 二电源 的用 电情况 ， 也可适当选配柴 油发电机 组作为补充 ； 第三 ， 大中型商 用建 筑或者建筑 高度 超过 １ ０ ０ ｍ 情况下 ， 由于市 电中断将 会带来 巨大的财 产损 失 ， 并有较大 概率造成人 身伤害 ， 因此也同样有 必要采用柴 油发 电机 组 作 为 应 急 电源 ： 最后 。 针 对 部 分 难 以 从 市 电 中 获 取 电源 的 二 级 负 荷 用 电 也可适当配置柴油机发 电机组 二、 机组选择 （ 一） 容 量 选 择 （ １ ） 应 急负荷大小 、 单 台 电动机 最大启动容量 以及投入顺序 是确定装 机容量的主要影响因素。如应急负荷较大 ， 可采用 多机组 并列运行的方式 供电 ， 而 当用 电负荷谐波较 大的时候 ， 必须对该因素 对发 电机组 发电能力 可能带来的影响给予充分的重视 。 ・ （ ２ ） 具体的装机容量的计算方法包括： 稳定负荷计算装机 容量、 电机启 动过程 中负荷为基础计算装机容量 、 启动过程 中发 电机母线可承受 电压压 降计算装机容量 。 （ ３ ） 为 了保证 电机 的顺利启动 ， 自备发 电机组 的装机容量 必须和建 筑 内电动机 的功 率之 间保持 高度一致 ， 不然将会 导致 由于发 电机绕组升温 过 快或者母线承 载能力 不足而 导致 的保护开关动作 。 （ ４ ） 发 电机数量应和 实际需求保持一致， 一般情况 下， ８ ０ ０ Ｋ Ｗ 以下应选 用 单 机 供 电， 而高于 ８ ０ ０ Ｋ Ｗ 可根 据 实 际 情 况选 择 两 台或 以上 机 组 供 电。在 多 台机组联合发点 的过程 中， 应选择那些型号 、 规格基 本相同的设备 ， 为运 行并车的顺利进行提供有效支持 。高速柴油发电机组 以及无刷励 磁交流同 步发 电机配合 自动电压调整装置在实际的应用过程 中供 电效果更 为 良好 。 （ 二） 启动 方式 （ １ ） 带有 自启动装置 的机组 最为合适 ， 这 是因为作为备用设备 ， 应 保持 常备启 动状 态。尤其是在 高层建 筑中和 火灾 自动报警系统保护对 象， 一旦 出现停 电事 故， 机组能够快速 启动， 在３ Ｓ 内完成整个供 电运转工 作。机组 Ｏ 在 出现停 电事故后 的 ３ ｓ 内 自动启 动， 启动 时间正 常为 １ ０ ｓ ， 最长时 间不超 过１ ５ ｓ 。当一次启动失败之后， 将在 ３ ｓ 内自动进行第二次启动， 共有三次 自 启动功能， 总用时不超过 ３ ０ ｓ 。 发电机输 出主开关合 闸供 电。 市 电恢复后 ， 机 组延时 ２ －１ ５ ａｉ ｒ ｎ不 卸 载 运 行 ， ５ ｍｉ ｎ后 主 开 关 自 动 跳 闸 ， 空 载 冷 却 运 行 １ ０ ｍｉ ｎ后 自动停车。 （ ２ ） 为 了保 证在 实际应用 过程中， 柴 油发电机组的稳定性 ， 设备应 具有 不同延时错开启动 功能 。 当用 电重要性相 同的情况下 ， 应 首先启动 容量大 的负荷， 这样可最大限度的保障供电水平。 （ ３ ）自启动机组的操作电源、 机组预热系统、 燃料油、 润滑油 、 冷却水 以 及室内环境温度等均应保证机组随时启动。必须有独立水源 ， 在 市电供 电 停止之后， 能够正常提供供水。 、
柴油发电机组控制系统电源电路设计
设计研究柴油发电机组控制系统电源电路设计陈 涵(福建省福发股份有限公司,福建福州 350004)摘 要:介绍自动化柴油发电机组控制装置电源的特点,论述了适用于自动化柴油发电机组控制装置的脉宽调制(PWM)开关稳压电源的设计,并介绍采用充电泵式DC DC变换方式,将+5V 电源变换为 10V电源的电路。
关键词:柴油发电机组;开关电源;DC DC变换中图分类号:TM611 22 文献标识码:A 文章编号:1003 4250 (2001) 03 0001 051 前言柴油发电机组作为应急备用电源得到广泛应用,由于它应急备用的性质,决定了在无市电且发电机尚未发电情况下应正常工作的特殊要求。
这就要求电源电路必须在无外部交流电源情况下,向控制装置提供符合要求的工作电源。
本文就如何设计可靠、简单、高效、低成本的柴油发电机组控制系统电源(以下简称控制电源)进行探讨。
2 控制电源概况控制电源一般采用以下几种方式:(1)以柴油发电机组启动蓄电池为电源,经线性稳压电路稳压至所需工作电压(通常为5V)。
此方式电路简单、成本低,曾经得到广泛应用。
但由于降压幅度大,因此,稳压电路功耗大、体积庞大。
(2)另设独立的蓄电池组经稳压作为控制电源,此方式简单可靠。
但由于蓄电池寿命短等原因,给用户使用、维护带来诸多不便,实际应用不多。
(3)采用UPS经AD DC变换,作为控制电源。
此方式可靠性高,但成本高,而且U PS的蓄电池寿命较短(通常4~5年),因而也很少被采用。
(4)以柴油发电机组启动蓄电池为电源,经开关稳压电路降压至所需工作电压(通常为5V)。
此方式稳压电路工作处于开关状态,功耗低、体积小、适应电压范围大。
缺点是电路复杂,生产制造难度大。
近几年来随着集成电路技术的发展,单片开关稳压芯片的出现,外部电路趋于简单,其应用逐渐增多。
综上所述,采用开关稳压电路应是柴油发电机组控制系统电源电路的优选方案。
3 柴油发电机组控制系统电源特点及要求(1)输入电源电压变化大。
柴油发电机组的自动化技术分析
柴油发电机组的自动化技术分析摘要：随着社会的不断发展，我国的各个科技也在随着社会的发展而不断的发展，在越来越多的行业中也已经运用了自动化技术，成为各个企业发展的主要途径。
在柴油发电机组中实现自动化技术不仅可以有效的改善发电机组的工作效率，同时还能有效的降低油气资源的使用，这对于柴油发电机组来说，有着非常重要的意义和作用。
关键词：柴油发电机组；自动化；技术1柴油发电机组自动化控制现状1.1 系统结构屏内主要包括可编程控制器（PLC）、数据采集装置（单片机）、变送器、显示装置和控制器件。
为了实现自动化机组的模块化结构，使机组的控制与监测互不影响，采用了 PLC与单片机两套相互独立的模式。
PLC 是整个自动化机组的控制中心，发生供电故障时，能完成能机组的自启动，发电后与供电进行切换向负载供电；供电恢复后，自动退出运行并自动停机。
单片机主要采用STD 总线结构，实现对整套机组的各个参数监测与遥控，与上位计算机构成通信，将机组的运行参数与状态直观地显示，实施对整个系统的状态监测，同时还可实现对整个系统遥控。
1.2 系统功能1.2.1 机组自动启停供电故障确定后，PLC 通过程序控制应急机组自动启动、供电，启动成功后在 60s 内由应急机组向负载供电。
供电恢复后延时 60s自动切换机组 / 供电 ATS开关，由市电供电，再经以 60s 后当前机组自动停机。
1.2.2 对机组实时监测该部分功能主要由单片机与上位计算机完成。
电量变送器（如电压、电流、频率、功率变送器）与非电量变送器（如油压、温度变送器）将它们各自的信号变为 4—20mA 或 1—5V 的标准信号，通过多路选择开关经模拟输入板送入单片机进行实时监测；各种故障的开关量信号转换后经数字输入板也送入单片机。
单片机并将参数通过 R2S32/485 通讯接口送入中央控制室的上位计算机，上位计算机通过 VB 程序支持通信，将这些参数显示；同时也显示机组的运行状态与故障情况。
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大功率柴油发电机组电气系统研究
发表时间：2017-08-07T15:34:24.583Z 来源：《电力设备》2017年第11期作者：张军
[导读] 摘要：现今，我国火力发电机组已经进入大容量、高参数的时代。
通常在火电厂出现全厂停电的情况下，为了保证汽轮机组顺利停机以及重要系统能够正常运行的情况下不损坏主要设备，设置了保安电源。
（兰州电源车辆研究所有限公司甘肃兰州 730050）
摘要：现今，我国火力发电机组已经进入大容量、高参数的时代。
通常在火电厂出现全厂停电的情况下，为了保证汽轮机组顺利停机以及重要系统能够正常运行的情况下不损坏主要设备，设置了保安电源。
柴油发电机组是保证大型火电厂在发生突发性厂用电系统失电时能够安全停机和快速恢复供电的必备设备，它与机组的直流系统、UPS电源共同配合，完成保证失电时主机及附属设备不损坏、自动控制系统能有效工作的重要任务。
根据《火力发电厂设计技术规程》规定，“容量为200MW及以上的机组应设置交流保安电源。
交流保安电源宜采用快速起动的柴油机组。
”因此，柴油机组保安电源业已成为各火力发电厂的首选。
而保安电源应急机组的自动监控系统在应急启动、快速供电这一过程中扮演重要角色。
能否灵敏地检测到厂用电失电、能否紧急时刻快速准确地实时启动应急机组，是决定事故后果的关键因素。
基于此，文章针对当前我国电厂这一实际现状，介绍了大功率柴油发电机组电气性能参数，描述了机组的多台直流电动机启动单元、并网发电、电气保护和监控系统。
关键词：大功率；柴油发电机组；电气系统
1大功率柴油发电机组主要参数
柴油发电机组是以柴油机为原动机，拖动同步发电机发电的一种电源设备。
是一种起动迅速、操作维修方便、投资少、对环境的适应性能较强的发电装置。
本文所研究的大功率柴油发电机组主要参数如下：额定功率2800kW，额定电压10.5kV，额定频率50Hz，额定功率因数0.8；电压整定范围≥±5%；频率降≤3%；稳态频率带≤1.5%，瞬态频率偏差（突减）≤+10%，瞬态频率偏差（突加）≤-7%，恢复时间≤3s；稳态电压偏差≤±1%，瞬态电压偏差（突减）≤+20%，瞬态电压偏差（突加）≤-15%，恢复时间≤4s；并机有功分配差度≤±10%，并机无功分配差度≤±10%。
2发电机组的电动机启动
由于大功率柴油机的启动负载转距较大，采用了多台小型直流电动机并联运行的方案来启动柴油机，于是在启动机组的过程中就有一个如何保证多台电动机输出轴的小齿轮能够与柴油机的大齿轮啮合，然后同时出力来启动柴油机的问题。
对直流启动电动机的对外接口进行改造，将其输出轴的行程开关从原来电枢回路中独立出来，将多台电动机的行程开关触点串接后，再与控制电动机电枢回路的直流接触器的线圈串接，保证了全部电动机输出轴的小齿轮都与柴油机大齿盘全部啮合后，电动机的电枢回路再得电，避免了因个别启动电动机的齿轮未与柴油机启动齿盘啮合而造成其他电动机过载而烧毁，从而保护了启动电动机。
改造后的2台电动机同步启动原理图如图1所示。
图1改造后的2台电动机同步启动原理图
3机组的发电系统
在机组的发电系统中配置了一款针对发电机组开发的国产控制器，这款发电机组控制器除了完成机组的启动、停机、发电参数显示之外，还可以根据机组的燃油、冷却水温度和机油压力等状态人为地调节机组的功率输出数值，来满足客户的功率要求。
3.1柴油机的保护
机组控制器配置了扩展模块，可以接收柴油机的模拟量和开关量信号，并在控制器的显示屏上翻页显示。
根据柴油机的保护要求，在控制器上可以灵活设置柴油机的相关参数报警值，以达到保护柴油机的目的。
3.2并网发电
发电机使用永磁机作为副励磁机，给励磁系统提供功率电源。
采用ABBUNITROL1000-7型自动电压调节器，根据发电机电压、电流检测结果，自动调节磁势而改变气隙中的磁场，使发电机的输出电压保持恒定。
在柴油机上配置了WOODWARD公司的UG液压式执行器和2301D型电子调速控制器作为调速装置。
在调速过程中，升速/降速采用开关量的信号输入给2301D型电子调速控制器，经过其内部工作后，就转换为0～200mA的电流信号，然后输出给UG执行器，UG执行器通过扭矩电机和随动柱塞的共同作用，将给定的电路信号转换成输出轴的转角输出，从而调节柴油机喷油泵的供油量，达到调节柴油机转速和功率的目的。
按下机组控制器面板上的“并网”按钮，机组控制器以检测到的电网电压和频率为依据，分别向机组的调压和调速装置发出模拟量信号，调整机组的电压和频率，当二者的误差在控制器的设定范围内后，控制器自动地向连接机组与电网之间的断路器发出“合闸”命令，使机组与电网连接。
反之，如果在规定时间内控制器没有将机组与电网信号的误差调整到设定范围内，则机组停机，并发出“并网失败”报警信号。
3.3电气保护
机组配置了电气保护装置，在其显示界面上可以显示机组的电压、电流、频率、功率等电气参数，并按照设置的保护参数进行报警。
机组的相关电气计算如下：Pe=UeIecos
式中，额定功率Pe=2800kW；额定电压Ue=10.5kV；功率因数cos=0.8。
经过计算得出机组的额定电流：Ie=2800/
×10.5×0.8≈192.5A；另外，电压互感器变比为10500/100，电流互感器变比为400/5，电流互感器二次侧的额定电流：
Ie2=192.5/400×5≈2.4A电气保护器中的各保护参数设置如表1所示。
4机组监控系统的设计
通过安装在机组控制柜上的控制器的界面，可以查看机组相关参数，了解机组的工作状况，并可根据机组的状况或客户的用电量要求，人为地改变机组的功率输出值，以满足客户的不同要求。
但在多台机组同时运行的情况下，经常性地巡视机组、增加/减少功率值和启机/停机，给现场工作人员增加了大量的工作，造成了人力的浪费。
为此，开发了监控系统，通过组网，将所有机组的状态通过一台电脑集中显示，既直观明了，又减少了现场工作人员的数量，大大降低了不必要的工作量，极大地方便了现场工作人员。
监控系统除可进行远程监视和控制，以实现数据采集、设备控制、参数调节和各类报警之外，还具有数据存储、历史数据曲线显示/打印等功能，方便了技术人员对机组进行数据分析和检测。
参考文献:
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[5]邓赐邦,赵福建.核电应急柴油发电机组机外压缩空气系统设计及抗震计算研究[J].中国新技术新产品,2016,18:66-67.。