本文详细分析了珠海电厂保安电源系统的构成以及对柴油发电机启动逻辑存在的一些问题进行分析与改造。
一 概述
珠海电厂为国家"九五"计划重点项目之一,中方与港方合作企业,一期工程#1、#2机组为2×700WM进口燃煤机组。由日本三菱公司总承包的交钥匙工程,全部设备由国外引进。发电机是美国西屋电气公司制造的，额定容量为828.889MVA额定有功功率为746MW。
电气产品包括美国GE公司、西屋公司、瑞典ABB公司、和法国ALSTHOM公司产品。继电保护部分为美国雷神公司（RAYTHEON）设计,并包括保护配置、选型以及整定计算。2000年4月3日珠海发电厂第一台机组投入商业运行，第二台机组于2001年2月5日投入商业运行。本文根据珠海发电厂多年的运行经验对其柴油发电机自启动逻辑的设计与改造进行讨论。
二 珠海电厂保安电源系统构成
保安电源系统在电厂安全运行中有着十分重要的地位，主要由保安PC及柴油发电机组成；珠海电厂保安PC主要有以下重要负荷：220V直流充电器、110V直流充电器、UPS交流电源、柴油发电机蓄电池充电器、主控楼暖通空调、闭冷水高位水箱消防水电动阀 、汽机真空破坏阀、送\引风机2号控制油泵、引风机2号冷却风机、汽机盘车电机、小汽机盘车电机、汽机顶轴油泵、汽机盘车油泵、辅助锅炉燃油控制盘、汽机主油箱排烟风机、小汽机油箱排烟风机等。
可见，以上负荷主要是保证机组安全停运的重要负荷，其中也有机组运行中使用的重要负荷如：送\引风机2号控制油泵、引风机2号冷却风机。
柴油发电机是我厂保安系统的最主要设备，当发生事故导致厂用电失去时，柴油发电机将自动启动并带上保安PC的重要负荷，肩负着全厂失电时保证机组安全停运、提供事故检修照明和电源、甚至黑启动等重大使命。如其启动控制性能差或发生故障，会影响到柴油发电机运行的稳定性，从而给机组的运行带来安全隐患。
珠海电厂柴油发电机组是采用伯琼斯 4012 TAG2 柴油引擎，新加坡马拉松交流发电机配DALE6800控制屏，1500千伏安/1200千瓦/400伏/50赫兹/1500转。柴油发电机组的控制系统包括：外部逻辑控制系统—PLC、同步并网控制系统—SYC6714等、启动控制系统—DALE 6800、励磁控制系统—DVR2000C、热控调速系统五个部分。
图1是珠海发电厂一台机组保安系统的系统图。一台机组设有两段保安PC及一台柴油发电机，每段保安PC设有三路电源，以保安Ⅰ段PC1为例，电源开关A11和B12各来自400VPC，它们互为备用，来自柴油发电机的保安电源开关DG-1为以上两组开关的备用,同理，保安Ⅱ段PC2电源开关A12和B11互为备用, 来自柴油发电机的保安电源开关DG-2为以上两组开关的备用。
正常运行时,上面各开关均选择为远方控制方式,柴油发电机投入自动备用,保安系统的各电源开关和柴油发电机均由柴油机的PLC逻辑程序控制。
图1 珠海发电厂保安系统一次系统图
三 原有的柴油发电机启动逻辑分析
原有的柴油发电机启动逻辑如图2所示。此逻辑图是以电源开关A11运行，B12开关和保安开关作备用的，如运行中是以电源开关B12运行， A11开关和保安开关作备用，也类同。
由原有的柴油发电机启动逻辑可以看出，其启动逻辑有两路：第一路为低电压启动。当PLC收到从工作电源开关（例如A11）上级母线400VPC2A11来的低电压信号后，即发出跳A11开关的命令，同时对另一电源开关（B12）作出是否有故障的判断：有无低电压信号、有无开关异常信号，如有任一故障信号，则启动柴油发电机；如没有故障信号，则发出合B12开关的命令，1.6秒后，如PLC仍没有收到B12开关已合上的信号，则停止合闸命令，同时启动柴油发电机。
另一路启动逻辑为开关异常启动。开关异常信号有三种：有过流保护跳闸信号、开关失去操作电源、开关控制方式把手打到"LOCAL"。系统正常运行时，例如电源开关A11运行，B12备用，此时如两电源开关A11和B12任一开关有异常信号，则PLC马上发出跳A11和B12开关的命令，并闭锁保安开关DG-1，同时发出报警，柴油发电机启动空转。
此逻辑是设计者设计的逻辑上的安全措施。系统正常运行时，如两电源开关有一异常信号，一方面可能是有过流信号，此时不允许有开关运行(此同开关不允许带故障合闸的原则是一致的)；另一方面可能是该开关及其间隔控制回路异常或有检修工作，为了人身安全，要求本开关及周围设备停电，故PLC发出跳A11和B12开关的命令并闭锁保安开关DG-1，同时启动柴油发电机，一旦故障排除后可以立刻恢复保安PC的电源供应。
此逻辑是站在安全角度考虑的安全措施，一旦电源开关有异常，即令该开关下级系统停电，从逻辑上绝对的保证设备和人身安全。它有一定的优点，充分考虑了安全性，适合无人值班电厂。因为对于无人值班电厂，电源开关有异常后，可能会使该开关长时间带故障运行，或使备用电源开关带故障合闸，从而深度损坏设备，为保设备和人身安全，因而从逻辑上设置此安全措施。
但此逻辑也有不足，它会使故障范围扩大，甚至有时没有故障也会出现不必要的甩负荷或跳机，产生严重后果。比如二次保险烧断或人为的误操作将一电源开关控制方式把手打到"LOCAL"， PLC都将使电源开关A11和B12退出运行，并闭锁保安开关DG-1，同时启动柴油发电机。于是使得保安PC母线意外失电，而柴油发电机则启动空转。
由于保安母线上有许多重要负荷，比如送\引风机2号控制油泵等，母线失电会导致送\引风机2号控制油泵失电，此时若送\引风机1号油泵因各种原因没有投入备用的话，会导致送\引风机跳闸、机组甩负荷甚至解列。
对于有人值班电厂，一些不会损坏设备的异常信号，如二次保险烧断或人为的误操作将一电源开关控制方式把手打到"LOCAL"，此类信号与一次电气信号无关，不影响系统的安全运行，所以不应该切开电源，可由值班员检查，发现其原因，并及时消除，恢复正常运行，避免不必要的系统失电、甩负荷以及意外停机。
另外，如备用开关及其间隔有检修工作，为考虑人身安全，要求将下级母线停电，此时，此安全措施可在工作票中体现，值班员可根据负荷情况，将要求停电母线上的负荷转移到其它母线上。
图2 原有的启动逻辑图
四 柴油发电机启动逻辑图的更改
由此可见，原有的启动逻辑不完全适合我厂，存在着安全隐患，需进行改造。更改后的逻辑如图3所示。此逻辑图是以电源开关A11运行，B12开关和保安开关作备用的，如运行中是以电源开关B12运行， A11开关和保安开关作备用，也类同。
图3 更改后的启动逻辑图
更改后的逻辑中，柴油发电机的启动逻辑仍有两路：低电压的启动和开关异常启动。低电压的启动逻辑没有改动，仅开关异常启动逻辑有所改变。
在开关异常启动逻辑中，把三种开关异常信号区别开来，开关失去操作电源和开关控制方式把手打到"LOCAL"这两种异常信号不再作为柴油发电机的启动条件，仅在集控室CRT上报警，一旦发现有开关异常信号，值班人员应及时检查其原因，并尽快处理。
而过流保护动作跳两电源开关且闭锁保安开关DG-1则保留下来，保证当保安PC发生接地或短路故障时，备用电源将被闭锁，不会自投，而柴油发电机则启动空转，一旦故障排除可立刻恢复保安电源。更改后的逻辑克服了上述更改前逻辑存在的弊病，不会因为二次回路问题使保安系统失电，进而出现甩负荷甚至意外停机的现象。
五 结论
通过对柴油发电机启动逻辑的改造，很好的把保安电源开关的过流保护和开关控制异常区分开来，既保障了保安PC母线故障时系统安全隔离，也避免了因二次回路问题使保安系统失电，进而出现甩负荷甚至意外停机的隐患，经过改造后的很长时间运行验证，这样的改造保证了珠海电厂保安电源的安全稳定运行。
（本文选编自《电气技术》，原文标题为“珠海电厂保安柴油发电机启动逻辑分析与改造”，作者为唐子鹏。）