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    海興小課堂:柴油發電機組全自動控制系統的詳細介紹
    發布時間:2020/11/05 瀏覽:

    1.柴油發電機組自動化控制系統的特點
    (1)保持供電的連續性和可靠性。柴油發電機組自動化控制系統能準確而迅速地調節柴油發電機組的運行。當發電機組出現不正常狀況時,自動化控制系統能正常判斷和及時處理,發出相應的報警信號和緊急停機,避免損壞發電機組。同時,還能自動的起動備用發電機組,縮短電網斷電時間,保證供電的連續性。
    (2)提高電能質量指標和運行經濟性,并使各用電設備處于良好的工作狀態。用電設備對電能的頻率和電壓都有較高要求,允許的偏差范圍都是很小的。自動調壓器可使電壓保持恒定,操縱調速器來調節頻率。自動化柴油電站依靠自動調節裝置完成頻率和有用功率的調節。
    (3)加快控制和操作過程,提高系統的連續性和穩定性。實現柴油電站自動化后,能及時改變運行工作狀況以及適應系統要求,機組操作過程按預定的次序不間斷的進行,并可不斷監視器完成情況。以應急啟動發電機組為例,如果采用人工操作,最快也要5-7分鐘,采取自動控制的話,通常不到10秒就能啟動成功,恢復供電。
    (4)減少操作能源,改善勞動條件。機房運行時的環境條件相當惡劣,影響操作人員的健康。自動控制系統為無人值班創造了條件。
    2、柴油發電機組自動化控制系統的組成
    柴油發電機組自動化控制系統由程序控制、模擬控制和運行管理控制三部分組成。        
    (1)程序控制。它是按事先設計好的操作順序實現的控制??刂菩盘栔黄痣x散作用,參數是開關量??刂菩盘柕男问?,通常取自于幾個操作邏輯運算的結果。例如機組的起動和停機等,就屬于程序控制。
    (2)模擬控制。通過測量設備運行參數的實際值,與設定值相比較,根據其偏差,調節設備相應的物理量來實現控制和調節。這種控制信號是連續起作用的,參數通常是模擬量,他也可以通過定時采樣的方式轉換成時間的離散量,但不管其偏差有多大,都應緊跟設定值連續調節。例如頻率和電壓等的調節,就屬于模擬控制。
    (3)運行管理控制。按照人工設定的各種運行工作狀況的要求和負載的實際需要,按照順序調用各種自動裝置或相應程序,對柴油發電機組進行操作,達到安全控制和經濟運行的目的。這就稱為運行管理控制。
    3、柴油發電機組自動化控制系統的分類
    柴油發電機組自動化控制系統可分為下列四類:
    (1)第一類控制方式是繼電器與半導體器件邏輯控制,工作簡單且有實效。它的缺點是元器件多、電路復雜、體積大、可靠性較差。若需增加功能時,需要修改控制電路。
    (2)第二類控制方式使用程序控制器替換第一種方式中的半導體器件邏輯電路,使硬件標準化,使用專用語言使編程容易;用軟件更改控制電路,非常方便。由于采用大規模集成電路使元器件數減少和軟件具有自檢功能等原因,提高了可靠性。
    (3)第三類控制方式是用微型計算機取代人工的運行管理,形成了程序控制器、標準化的模擬控制器和微機的組合。把起停、并列、解列和負載分配等作為獨立單元與微機相連接,用軟件實施全過程的自動控制,操作就更為簡便。但需要采取后備措施,避免在微機發生故障時引起失控。
    (4)第四類控制方式是用微型計算機或可編程序控制器(PLC)來實現柴油發電機組電站的自動化控制。硬件組成變得簡單,但必須考慮可靠的后備措施。這種方式充分利用計算機技術,使普通機組改變為自動化機組。它既能實現控制,也能進行數據處理和科學計算,而其運算速度和精度完全沒,滿足控制要求。其突出優點是把三中控制程序存儲在存儲器中,接線只限于檢測元件、執行元件相連接,使硬件和接線簡化,因而它的可靠性高和適應性廣,方便調試和維護。因此,第四類控制方式是柴油發電機組自動化控制系統的發展方向。
    我國自動化發電機組開發和生產始于20世紀60年代,機組采用第一類和第二類控制方式配套生產的品種較多,主要應用領域是通信系統和船舶工業。隨著計算機技術的發展,尤其是以微處理器為基礎的可編程控制器(PLC)的應用和發展,使第四類自動化發電機組迅速出現??删幊绦蚩刂破鳎≒LC)是綜合計算機、控制、通信和CRT顯示等技術而發展起來的,可按需組合,以適應不同層次和規模需要的自動控制裝置。特別是它比微機更能適應工業的惡劣環境,所以,PLC已被廣泛地用于各種自動化控制領域。
    4、柴油發電機組自動化控制系統的主要功能
    根據我國GB/T127896—2006《自動化內燃機電站通用技術條件》標準規定,通用條件主要包括以下8個方面:
    (1)       自動維持準備運行狀態。
    (2)       自動啟動和加載
    (3)       自動并列與解列
    (4)       自動補給
    (5)       自動停機
    (6)       無人值守時間
    (7)       自動保護
    (8)       其他                                                                           5、柴油發電機組自動化控制系統的分級
    柴油發電機組自動化控制系統的設計人員或用戶,應從實際情況出發,根據具體要求確定柴油發電機組必須具有的自動化控制功能。我國對額定功率不大于3200KW的陸用自動化柴油發電機組制定了GB/T4712-1996《自動化柴油發電機組分級要求》標準,將柴油發電機組按其自動化程度分成三級;
    (1)一級自動化柴油發電機組的性能如下:
    1)單臺發電機組自動化,用于應急供電。運行期間保持電壓和頻率恒定。
    2)發電機組應自動維持應急備運行狀態(蓄電池自動充電;儲氣瓶自動充氣),柴油機啟動前自動進行預潤滑。
    3)當發電機組需要啟動、運行或停機時,能按自動控制指令實現自動啟動、運行或停機。
    4)發電機組在運行過程中,若出現過載、短路、超速、過頻、水溫過高、機油壓力過低等異常情況,均能進行自動保護。
    5)發電機組應配備表明正常運行的聲光信號系統,通過這些指示信號和報警信號表明機組的運行情況。
    6)發電機組在無人值守的情況下應能連續運行4h。
    (2)二級自動化柴油發電機組除滿足一級自動化機組各項要求外,還應具備下列功能:
    1)發電機組應具有燃油、機油和冷卻水自動補充的功能。
    2)發電機組在無人值守的情況下,能連續運行240h。
    (3)三級自動化柴油發電機組除滿足一、二級自動化機組的各項要求外,還必須具備下列功能:
    1)當發電機組自啟動失敗時,自啟動控制程序系統,應能自動的將啟動指令轉移到另一臺備用機組。
    2)發電機組應能按自動控制指令或遙控指令完成兩臺同型號規格的發電機組自動并列和解列。
    3)發電機組并列運行時,應能自動分配輸出的有功功率和無功功率。
    4)發電機組除了具有一、二級自動化機組的各項保護外,還應具有逆功率保護等功能。
    三臺三級自動化發電機組三臺可以組成一個自動化電站。其中兩臺做常用的供電機組,一臺備用,因此應增設與并聯運行有關的功能。自動化控制系統應根據負載和運行請況,三臺發電機組自動順序起停、并列、解列和進行負載分配。故障則分成兩級處理:一級為輕故障,應實現不間斷供電,即把備用發電機組投入并列運行后,再停掉有故障的發電機組。二級為重故障,緊急停掉有故障的發電機組的同時,立即投入備用發電機組,對要負載允許中斷供電。

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