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發電機組如何實現自啟動

發布時間:2020-06-12點擊量:48

民用建築和工業建築的供電電源都與市政電源的供電係統密切相關,當供電局市政電源隻能提供一回路10kV工作電源時(一般的公共建築、民用建築、中小型工廠,供電局隻提供開閉所10kV電壓級一回電源線),不能提供第二回備用電源的情況下,就不能滿足一類建築一級負荷應由雙重電源供電。這時一類建築的一級負荷及其它重要負荷,由自備電源采用應急快速柴油發電機組供電,這是一種被廣泛采用的備用電源(當小負荷或負荷比較集中也可以選用EPS或其它電源作為備用電源。但負荷較大、負荷較分散,允許停電時間為15s以上,則采用快速啟動柴油發電機組,是一種非常優良的備用應急電源)。故一類建築的一級負荷及特別重要的負荷和二類建築的二級負荷,被廣大設計師們作為首選,首選自備應急快速啟動柴油發電機組作為備用電源。    應急柴油發電機組快速自啟動時間應按國家設計規範要求製定。    1)當市電中斷供電時,單台機組應能自動啟動,並應在30s內向負荷供電。   2)當市電恢複供電後,應可自動切換並延時停機。     消防用電負荷為一級時,應設自動啟動裝置,並應在30s內供電。    以上僅列出四個國家標準設計規範,對備電應急柴油發電機組的自啟動和供電時間的要求。設計規範要求,應急柴油發電機組在一類建築物以一級負荷供電(當市電不提供備用電源時)。工作電源停電後,應設計自動啟動柴油發電機組,並且在30s內供電。這裏可以這樣設定一個過程流程線:    首先設定:①消防控製室確認著火輸出“第一點啟動信號源”;②市電10kV工作電源確實事故停電後輸出“第二點信號源”;(包括10kV電壓互感器失電信號源);③專變低壓電源主開關“ZBQF”失電,“ZBQF”常閉輔助觸點閉合輸出“第三點信號源”;④輸出啟動信號源條件已滿足並已到位;⑤應急柴油發電機組自啟動;⑥應急柴油發電機組輸送電能,向一級負荷供電;⑦最後啟動信號反饋;⑧應急柴油發電機組進入正常運行。    現就停電;信號源;自啟動;啟動信號反饋四方麵進行簡單分析。   (1)工作電源停電(消防控製室確認著火的前提下)    首先應明確應該啟動或不啟動應急柴油發電機組的兩個概念:    1)工作電源10kV事故停電,短時間不能恢複供電,這時在火災時,應立即啟動備用應急柴油發電機組,這一點無可非議。    2)專用變壓器低壓側電源主開關“故障停電”:(工作10kV電源並未停電)如果在30s內,專用變壓器低壓側電源主開關能恢複合閘並重新供電,就不應該啟動柴油發電機組(事實上自啟動已經失效,不可能啟動)。3)10kV電源正常維護、檢修時停電:應不啟動柴油發電機組(但在消防控製室可用旁路強啟按鈕“SA1”啟動機組供在檢修中、或檢修後試車用電)。    4)正常“專變”停電檢修時,不啟動柴油發電機組(但可用發電機房“XHX”箱手動按鈕“SA2”啟動機組供檢修中、或檢修後試車用電)。   (2)柴油發電機啟動信號源的取決點    據了解,設計應急柴油發電機組自啟動信號,各設計圖中都有設計表示內容,但均有不同的表示方式及含義。    1)專用變壓器低壓側電源主開關失電後,常閉觸點接通應急柴油發電機組啟動回路,自啟動機組。這一自啟動信號的缺點是:    ①這一點信號源沒有考慮到規範規定指的是:“市電10kV工作電源”停電,且短時間不能恢複供電。    ②當著火時,市電10kV未停電,而專用變壓器故障停電,在30s內能恢複供電,也不能啟動柴油發電機組。但該設計就沒有考慮其它措施,機組就會自啟動其理由是:按應急柴油發電機組自啟動控製原理(見圖1),接線啟動條件不符合是不可能啟動的。    ③當專用變壓器停電檢修時,沒有其它保障措施,也將自啟動柴油發電機組。    ④《火災自動報警係統設計規範》GB50116-98 第5.3.3條:設置在消防控製室以外的消防聯動控製設備的動作狀態信號,均應在“消防控製室顯示”。而設計沒有考慮柴油發電機組的啟/停信號反饋顯示。    ⑤缺少完整啟動控製係統電路圖,會給施工單位帶來不必要的困難,也不利於日後物業日常維修、保養。    2)由專用變壓器低壓側母線接入電壓繼電器,取低電壓電壓繼電器信號源。這與應急電源原動機的啟動命令必須由正常電源主開關的輔助接點發出是不相吻合的。而這一啟動回路信號源有其缺點與上文相同。    (3)自啟動條件    標準GB50052-2009第4.0.2應急電源與正常電源之間,應采取防止並列運行的措施。    該條文說明中:應急電源與正常電源之間應采取防止並列運行,目的在於保證應急電源的專用性,應急電源的啟動命令必須由正常電源主開關的輔助接點發出。 2 發生火災時的注意事項    應急柴油發電機組啟動條件必須由三要素組成。   (1)消防控製室聯動控製    工作市電電源事故停電,消防控製室確認發生火災後,消防聯動控製輸入、輸出模塊動作,輸出接點“J”閉合,向應急柴油發電機組啟動回路發出“第一點信號源”(見圖2)。    由圖2可見,消防聯動控製輸入、輸出模塊動作,輸出接點“J”閉合,接通中間繼電器1kA,1kA常開接點閉合,向啟動回路輸出“第一點信號”。    據了解,在某些設計中當消防控製室在確認火災後,消防聯動控製輸入、輸出模塊動作後,繼電器“J”觸點閉合,接通1kA中間繼電器後,又將1kA中間繼電器的常開觸點“並”接在“J”觸點上作為自保或旁路用(見圖3)。    按規範要求:消防用電負荷為一級時,應設“自動啟動”裝置。    由圖2可見,柴油發電機組的“自動啟動”,無特殊要求的情況下,就應具備“自解除、自複位”的功能(不再要人工操作複位)。但1kA中間繼電器,當消防控製室解除火警後(即“J”觸點斷開後),1kA仍處於接通狀態,沒有“自複位”,而“圖1”就不存在這個問題,因而在選擇繼電器1kA時,就應注意技術參數上的配合。    (2)市政10kV進線主電源開關恰逢事故停電,短時間不可能恢複送電,主電源開關輔助觸點閉合。構成向應急柴油發電機組啟動回路發出“第二信號源”(見圖4)。   由圖4可見,由10kV進線主電源開關斷電後與10kV電壓互感器櫃電壓繼電器斷電後的輔助觸點閉合,是由上述兩點結合成一點向應急柴油發電機組啟動回路發出“第二信號源”。    (3)專用變壓器低壓櫃電源主開關“ZBQF”失電斷電,主開關“ZBQF”輔助常閉觸點“ZBQF”閉合,向應急柴油發電機組啟動回路發出“第三信號源”(見圖5)。①因專用變壓器的供電負荷為消防設備負荷用電的工作電源。而柴油發電機組所供的也是消防設備負荷用電的備用電源。所以取這一點就恰好應證了GB50052-2009第4.0.2應急電源與正常電源之間,應采取防止並列運行的措施。   在該條文說明中:應急電源與正常電源之間應采取防止並列運行,目的在於保證應急電源的專用性。所以,取這一點為柴油機組啟動回路發出“第三點信號源”。    ②設計中還充分地考慮了供電正常時蓄電池充電用電力電纜,由專變低壓櫃出線開關引至柴油發電機房向蓄電池浮充電設備供電電源線。   ③以上共三個信號源的發出均符合《供配電係統設計規範》GB50052-2009第4.0.2條的要求。    ④由於應急柴油發電機組啟動三個信號源,筆者根據相關設計規範的要求認為,柴油發電機組的自啟動,是處於多點控製狀態及在火災狀態下工作電源的事故停電或不停電的實際情況下來確認關係,且這種關係必不可少。三個“信號源”必須同時到達,才是滿足自啟動應急柴油發電機組必備條件。    ⑤如自啟動回路發生故障,自啟動失敗。當緊急狀態下,在消防控製室設有“SA1”強製啟動按鈕;在發電機房“XHX”箱設有“SA2”手動啟動按鈕,均可在緊急狀態下或檢修條件下,啟動備用應急柴油發電機組。    ⑥應急柴油發電機組直流電動機啟動回路的電氣控製設備采用直流接觸器,且單獨引入直流電源專供直流電動機用。不會幹擾控製回路,也不會受外來的幹擾。    ⑦控製電源:為了保證應急柴油發電機組啟動控製回路電源的獨立性、可靠性、統一性、穩定性等。其控製電源應由柴油發電機組直流電機電源蓄電池組單獨引來。因為蓄電池組隨時都處於待命狀態,一般為DC:24V(但應跟隨柴油機發電機組的直流電動機電壓值而定,這也符合消防控製電源的要求)。   (4)應急快速柴油發電機組啟動、停止信號的反饋地點    應急柴油發電機組啟/停信號反饋應該是由應急柴油發電機組主電源出線開關“FDQF”常開、常閉輔助觸點發出   應急柴油發電機組的啟動信號、停機信號;應急柴油發電機組信號控製箱“XHX”;設備材料表技術參數、信號控製箱“XHX”安裝地點以及柴油發電機組蓄電池,浮充電用電力電纜等,都有比較明確的表述,設備材料見右表。    綜上所述,應急柴油發電機組的啟動條件是通過筆者在實踐的工作中經過多次的反複與思考,最後確定的。

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