柴油发电机电站监控及故障处理方法
摘要：柴油发电机电站的自动控制系统应保证供电的连续性，并符合下列要求：①如由一台发电机组供电，当该机组发生故障时，备用发电机组应能在45s内自动起动并合闸，向重要负载供电；②如由两台或以上发电机组并联供电，当其中一台机组出故障时，应有措施保证对重要负载的连续供电。
一、发电机组的故障处理
1．起励失败；
起励失败也称为电压不能建立。柴油发电机起动成功后在规定的时间内电压不能建立，作故障处理。检测值与电网电压、频率的1级故障检测值相协调，如果是上述定值，则起励失败的检测值是：电压玉≤97%，频率率≤98%，时间3s。处理的方式是报警和起动后续备用机组。
2．自动同步失败
发电机电压建立后系统发出自动同步指令，在规定的时间内发不出合闸指令，说明系统自动同步操作有故障。一般设定的允许操作时限是60s。处理的方式是报警、起动后续备用机组。
3．合闸失败
系统发出合闸指令后在规定的时间内ACB不能合闸，作合闸失败处理。一般设定允许操作时限是3s。处理的方式是报警起动后续备用机组。
以上三个故障通常组合成一个报警信号“起励、合闸失败”输出。
处于运行状态的发电机组，有可能发生下列故障：过电流、短路、过载、逆功率、过电压、欠电压、频率高、频率低和ACB异常脱扣等。
电压和频率故障表现在电网上，由电网检测处理。
过电流和过载的处理方式是根据负载的数值，起动备用机组、卸去部分次要负载和跳闸。过电流所采取的保护措施与ACE所附加的保护有的电站显得重复，似乎可以省去一个。从规范角度看，属于发电机的保护应是独立的，只要发电机运行，所有保护必须有效工作，不允许因某个系统退出而失败。因此如果监控装置的发电机保护功能在系统退出时也失效，独立的发电机保护是不能省去的。
4．ACB异常脱扣
ACB正常分闸是手动分闸或解列时的自动分闸，由于保护动作或其他原因引起的脱扣都属于异常脱扣，作故障处理。单机运行时异常脱扣引起的故障是电网失电，多机并联运行时异常脱扣引起运行机过载。处理的方式是报警、起动备用机组投入运行。
二、 柴油发电机的故障处理
必须处理的故障有滑油压力低（也称油压低）、冷却水温度高（也称水温高）和超速。个别系统也有滑油温度高和冷却水压力低的。
超速是严重故障，必须跳闸、停机。一般整定在额定值的1.15～1.20倍。
滑油压力和冷却水温度的检测，有的设计把故障分为两级，发生1级故障以不断电交换机组的方式处理；发生2级故障以短时断电交换机组的方式处理。
滑油一般是由机带油泵输送，机组起动运转后才能建立压力，机组在起动过程中必须对滑油压力信号作阻塞处理。柴油发电机滑油压力信号由自己的控制系统控制，信号由压力开关直接输入。
冷却水温度的升高需要一定的时间，机组起动时无需阻塞。
三、 监控系统故障处理程序
综上所述，电网和发电机组运行的故障表现形式有三种：1级故障、2级故障和失电。1级故障以不断电形式交换机组，2级故障以短时断电形式交换机组，失电是在断电的情况下交换机组。
1级故障的运行流程如图1所示。这里假设有三台机组，1号机组在运行，备用机组选择2号机组。发生1级故障需用时间 来确认（不同参数的故障确认时间不同）。确认后发出起动指令，2号机组被选择接受指令起动。在时间 t2内转速达到发火速（假设是33％）以上，说明起动成功（否则失败）。调速器作用是使转速上升接近额定转速。经过一段时间 t3，发电机起励，电压应上升至额定值左右，即超过95％（否则失败）。自动同步进入操作运行，即自动同步调速，检测到符合同步条件时发出合闸指令。同步操作的时限为t4，在这段时间内发不出合闸指令，作同步失败处理。合闸指令发出后ACB应合闸。如果经过 t5时间未合闸，作合闸失败处理。合闸后进入并联运行状态。有故障的1号机组进入卸载操作，把负载转移给接替的2号机组。当1号机组的负载卸到小于等于5％，1号ACB分闸，退出运行。2号机组供电，完成不断电交换机组。
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图1 1级故障处理的运行流程图 |
图中每一判别出现“否”时，一方面把起动指令转移给后续机组；另一方面发出报警。
2级故障的运行流程如图2所示，仍假设有三台机组，1号机组在运行，备用机组选择2号机组，2级故障有的需要时间确认，有的不需要。故障发生后发起动指令，起动成功建立电压后，发出分闸指令，有故障的1号机分闸，然后发出合闸指令使接替的2号机合闸，2号机组供电，完成短时断电交换机组。
失电故障的运行流程如图3所示。仍假设有三台机组，1号机组在运行，发生ACB异常脱扣，电网失电。两台机组同时起动，起动和建压过程与上述一样。图中表示，2号机组从起动到建压过程比3号机组快，先发出合闸指令，使2号ACB合闸，同时阻塞3号机合闸，2号机组供电，完成断电后的交换机组。
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图2 2级故障处理的运行流程图
图3 失电故障处理的运行流程图 |
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