第9章 事故保安电源 ...................................................................................................................................................... 2 9.1 金陵电厂柴油发电机组 .......................................................................................................................................... 4 9.1.1 柴油机的工作原理 .......................................................................................................................................... 4 9.1.2 柴油发电机组技术特性及参数 ...................................................................................................................... 4 9.1.3 柴油发电机组性能和特点 .............................................................................................................................. 5 9.1.4 柴油发电机组的保护 ...................................................................................................................................... 6 9.1.5 通风冷却方式 .................................................................................................................................................. 8 9.1.6 柴油机的燃油润滑油 ...................................................................................................................................... 9 9.1.7 容量标定 .......................................................................................................................................................... 9 9.2 柴油机组的工作原理 .............................................................................................................................................. 9 9.3 柴油发电机组运行和维护 .................................................................................................................................... 10 9.3.1 运行方式选择开关的使用 ............................................................................................................................ 10 9.3.2 备用状态下的的检查和维护 ........................................................................................................................ 10 9.3.3 运行中的检查和维护 .................................................................................................................................... 11 9.4 金陵电厂柴油发电机组技术规范 ........................................................................................................................ 11
第9章 事故保安电源
火电厂有可能发生全厂停电事故，因此必须设置事故保安电源，向事故保安负荷继续供电，保证机组和主要辅机的安全停机。一般采用快速自起动的柴油发电机组作为单元机组的交流事故保安电源，由柴油机和交流同步发电机组成，它不受电力系统运行状态的影响，可靠性高。
金陵电厂每台机组设置一台快速起动的1600kW柴油发电机组作为机组的应急保安电源。配套的附属设备应包括控制、保护设备、起动蓄电池、日用油箱等。日用油箱的容量满足8小时满负荷运行的需要油量。
每台机组设置一段保安PC，保安PC段共有3路进线电源，1路工作进线电源和1路备用进线电源由机组6kV A/B段经低压保安变取得，另1路是柴油发电机电源。正常运行时由每台机组6kV工作段供电。当发生事故失去电源后，柴油发电机组快速自起动，投入带保安段负荷。柴油发电机组可以远方或就地，手动或自动起动，能在10s以内达到全速并准备带负荷，负荷可按其重要性和投入时间分批投入，自收到起动信号到带满负荷的时间小于20s。图9-1给出了保安5源系接线图。
图9-1 保安5源系接线图
脱硫岛不单独设柴油发电机，其保安电源由主厂房相应机组保安段引接。
电源正常切换是利用柴油发电机组的出口断路器和交流事故保安段上的工作电源进线断路器相互联锁实现。在保安段失电时，经3-5秒延时，以便工作电源能自动切换。只有在工作电源切换至备用电源失败后，柴油发电机进线电源才在一定时限后自动投入，以保证保安段母线能恢复供电。若自起动连续三次失败，则发出停机信号，并闭锁自起动回路。柴油发电机组应能从控制室后备盘和柴油发电机附近的就地控制盘上手动启动。柴油机旁设置紧急停机按钮。柴油发电机装设同期并列装置。
在就地控制屏上装设电流表、电压表、功率因数表、有功功率表、有功电度表、频率表及其他必要的表计。柴油发电机主要装设下列保护：柴油发电机速断保护、柴油发电机过负荷保护、分支过流保护、单相接地保护、低频、负序电流保护、过电压、失磁等。保护动作信号可在就地控制屏上显示，故障总信号送到单元控制室。
保安负荷统计见表9-1。
表9-1 机组保安负荷统计表
单台容量安装台工作台运算系计算容量序号 负荷名称 (kW) 1 汽轮机交流电动油泵 90 2 汽轮机主油箱排油烟风机 1.1 3 汽轮机顶轴油泵 55 4 发电机交流密封油泵电动机 15 5 发电机氢油分离器排烟风机电动机 1.5 6 汽机旁路油泵电动机 7.5 7 给水泵汽轮机交流油泵 45 8 给水泵汽轮机盘车电动机 11 9 给水泵汽轮机油箱排烟风机电动机 0.75 10 回转式空气预热器传动装置主电动机 30 11 回转式空气预热器润滑油泵电机 1.5 12 送风机润滑油泵电机 2.2 13 一次风机润滑油泵电机 2.2 14 引风机润滑油泵电机 1.1 15 中速磨煤机润滑站低压油泵电机 11 16 中速磨煤机润滑站高压油泵电机 18.5 17 锅炉电梯 30 18 锅炉扫描冷却风机 15 19 脱硫系统 150 20 热控电源分配柜2 20 21 热控动力电源分配柜 25 22 锅炉吹灰动力柜 25 23 锅炉电动阀门配电柜 150 24 汽机电动阀门配电柜 150 25 UPS旁路进线电源 85 26 220V 1B充电机电源 175 27 110V 1C充电机电源 80 28 事故照明变压器 200 29 主厂房消防配电箱电源I 25 30 柴油发电机电源 30 31 消防控制柜电源 18 32 柴油机消防泵充电控制电源 3 33 火灾报警装置电源 10 数 数 2 1 2 1 3 2 2 1 2 1 2 2 4 2 2 2 4 2 4 2 4 2 4 2 4 2 4 2 6 5 6 5 1 1 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 2 1 2 1 1 1 1 1 数 (kVA) 0.8 72.00 0.8 0.88 0.8 88.00 0.8 12.00 0.8 1.20 0.8 12.00 0.8 72.00 0.8 17.60 0.8 1.20 0.8 48.00 0.8 2.40 0.8 3.52 0.8 3.52 0.8 1.76 0.8 44.00 0.8 74.00 0.5 15.00 0.8 12.00 0.8 120.00 1 20.00 1 25.00 0.8 20.00 0.8 120.00 0.8 120.00 0 0.00 1 175.00 1 80.00 1 200.00 0.8 20.00 0.8 24.00 0.5 9.00 5 1.50 1 10.00 序号 负荷名称 34 35 36 37 暖通控制系统电源 烟囱航空灯 备用变压器就地箱电源 热控凝结水精除盐控制系统 合计容量(kVA) 合计功率(kW)（功率因数取0.86） 选择柴油机额度功率(kW) 单台容量(kW) 5 10 30 5 安装台数 1 1 2 1 工作台数 1 1 2 1 运算系数 0.5 0.8 0.8 0.5 计算容量(kVA) 2.50 8.00 48.00 2.50 1486.58 1278.46 1600 9.1 金陵电厂柴油发电机组
金陵电厂每台机组配置一台柴油发电机组，其中柴油机为日本三菱公司制造，发电机为英国新时代公司制造，其结构形式为卧式单向旋转电机，敞开式空气冷却，大轴驱动冷却风扇。柴油发电机转子为凸极式，无刷永磁励磁，励磁调节装置有自动和手动两种调节方式。
柴油发电机接带负载后，其电压调节器根据柴油发电机的出口电压及电流量来控制调节器的输出直流电压的大小，改变励磁机转子的电压输出值，从而达到控制柴油发电机出口电压的目的。
9.1.1 柴油机的工作原理
柴油发电机的基本结构是由柴油机和发电机组成，柴油机作动力带动发电机发电。
1、柴油机的基本结构：它由气缸、活塞、气缸盖、进气门、排气门、活塞销、连杆、曲轴、轴承和飞轮等构件构成。柴油发电机的柴油机一般是单缸或多缸四行程的柴油机。
简要介绍单缸四行程柴油机的工作基本原理：柴油机起动是通过人力或其它动力转动柴油机曲轴使活塞在顶部密闭的气缸中作上下往复运动。活塞在运动中完成四个行程：进气行程、压缩行程、燃烧和作功（膨胀）行程及排气行程。当活塞由上向下运动时进气门打开，经空气滤清器过滤的新鲜空气进入气缸完成进气行程。活塞由下向上运动，进排气门都关闭，空气被压缩，温度和压力增高，完成压缩过程。活塞将要到达最顶点时，喷油器把经过滤的燃油以雾状喷入燃烧室中与高温高压的空气混合立即自行着火燃烧，形成的高压推动活塞向下作功，推动曲轴旋转，完成作功行程。作功行程完了后，活塞由下向上移动，排气门打开排气，完成排气行程。每个行程曲轴旋转半圈。经若干工作循环后，柴油机在飞轮的惯性下逐渐加速进入工作。 柴油机曲轴旋转便带动发电机转动发电，发电机有直流发电机和交流发电机。
2、直流发电机主要由发电机壳、磁极铁芯、磁场线圈、电枢和炭刷等组成。工作发电原理：当柴油机带动发电机电枢旋转时，由于发电机的磁极铁芯存在剩磁，所以电枢线圈便在磁场中切割磁力线，根据电磁感应原理，由磁感应产生电流并经炭刷输出电流。
3、交流发电机主要由磁性材料制造多个南北极交替排列的永磁铁（称为转子）和硅铸铁制造并绕有多组串联线圈的电枢线圈（称为定子）组成。工作发电原理：转子由柴油机带动轴向切割磁力线，定子中交替排列的磁极在线圈铁芯中形成交替的磁场，转子旋转一圈，磁通的方向和大小变换多次，由于磁场的 变换作用，在线圈中将产生大小和方向都变化的感应电流并由定子线圈输送出电流。
为了保护用电设备，并维持其正常工作，发电机发出的电流还需要调节器进行调节控制等等。
9.1.2 柴油发电机组技术特性及参数
容量: 主力1600kW（环境温度为40℃）（Pe）
