新聞主題	柴油發(fā)電機黑啟動與PLC控制系統(tǒng)

 

PLC的柴油發(fā)電機組智能控制系統(tǒng)，包括PLC控制模塊以及與PLC控制模塊通信連接的溫度采集模塊、壓力采集模塊、轉(zhuǎn)速采集模塊、輸入模塊、輸油管電磁閥、噴油器驅(qū)動模塊、并網(wǎng)斷路器以及散熱器驅(qū)動模塊；康明斯公司將電子控制技術(shù)應用到柴油發(fā)電機組控制技術(shù)中，使柴油機按要求運行，輸出穩(wěn)定的動力供給發(fā)電機，從而使發(fā)電機產(chǎn)生的電能達到穩(wěn)定，實現(xiàn)了柴油發(fā)電機組的智能控制，不僅減輕了人員的勞動強度也提高了勞動效率。

 

一、黑啟動應用的控制邏輯和一次系統(tǒng)圖

 

在黑啟動應用中，考慮到柴油發(fā)電機組承擔的負載主要為電廠的循環(huán)水泵、風機或者潤滑油泵等電機類負載，其啟動沖擊較大，同時啟動的概率大，即同時使用系數(shù)高，一般要求采用單臺發(fā)電機組進行供電或者采用足夠容量的一主一備的冗余方式配置，在優(yōu)化啟動順序和做好負載匹配前提下，也可以采用并機方式進行，以節(jié)省應急發(fā)電機組配置成本。下面以采用兼具一主一備冗余功能的兩臺發(fā)電機組并機方式為例進行介紹，如果是采用單臺發(fā)電機組，則取消并機或雙冗余功能即可。

寧夏某集團供熱站項目工程為黑啟動成套系統(tǒng)，該工程包括兩臺黑啟動容量為2000kW的交流10kV柴油發(fā)電機組、以及配套發(fā)電機組高壓配電系統(tǒng)。

黑啟動一次系統(tǒng)如圖1所示。當發(fā)電機組停運，控制方式選擇開關(guān)處于遠方位置并接到啟動信號，該啟動信號可為干接點信號或保安段母線電壓信號，根據(jù)母線電壓進行市電故障確認后，發(fā)電機組能自動啟動，并加速到額定轉(zhuǎn)速。當電壓上升至空載額定電壓值時，發(fā)出準備帶載信號，控制器根據(jù)保安母線電壓自動選擇同期合閘或無壓合閘，并向配電段柴油發(fā)電機組斷路器發(fā)出合閘命令。因為柴油發(fā)電機組是多臺并列運行，發(fā)電機組間需要通過CAN通信線進行連接，可確保多臺發(fā)電機組同時接收到市電故障信號。發(fā)電機組控制系統(tǒng)具備多臺發(fā)電機組并列運行負載分配功能，協(xié)調(diào)多臺發(fā)電機組的運行，且不會因為其中一臺發(fā)電機組故障影響到其他多臺發(fā)電機組的協(xié)調(diào)運行。

 

圖1 柴油發(fā)電機黑啟動一次系統(tǒng)圖

 

發(fā)電機組具有應急供電能力，對發(fā)電機組控制系統(tǒng)中故障報警信號和運行故障信號進行設(shè)置，如發(fā)電機組冷卻水溫度、機油壓力、頻率、電壓等參數(shù)進行設(shè)置，屏蔽一般故障停機和輕故障停機功能，確保發(fā)電機組接收到市電故障信號后控制系統(tǒng)能立即自動啟動發(fā)電機組。

在試驗模式下，發(fā)電機組可就地啟動，多臺發(fā)電機組并列運行完成后，通過檢測保安母線電壓與保安段進行同期并網(wǎng)，達到同期要求后合閘匯流斷路器，負載部分轉(zhuǎn)移至發(fā)電機組側(cè)，油機與市電共同帶載。試驗完成后，斷路器分閘，發(fā)電機組冷卻停機。

 

二、柴油發(fā)電機組的控制系統(tǒng)

 

應用于保安電源系統(tǒng)的柴油發(fā)電機組不但要求柴油發(fā)電機組具有自動化的功能，還要求與主電系統(tǒng)并列運行，故康明斯電力技術(shù)有限公司的（簡稱康明斯電力）柴油發(fā)電機組的控制系統(tǒng)采用PCC3.3智能并機控制屏。

1．保安電源供電主回路的PLC控制系統(tǒng)

主回路控制系統(tǒng)的配置，根據(jù)控制系統(tǒng)的要求，該系統(tǒng)采用康明斯公司的S7-200的PLC主模塊和擴展模塊。S7系列的PLC為單片式結(jié)構(gòu)。其功能強大，組合靈活，可與模塊式PLC媲美。S7系列PLC的基本單元有CPU、I／0接口電路、存儲器及標準電源；PLC內(nèi)部有一個16位的CPU和一個專用邏輯處理器，執(zhí)行響應速度快。

其主要性能指標：繼電器輸出類型，輸入點數(shù)32，輸出點數(shù)32，最大擴展塊I／0點數(shù)32。輸入繼電器：DC輸入，DC24V、7mA、光隔離。輸出繼電器：AC 250V、DC 30V、2A。存儲容量：可以存儲程序8K。配以相應的輸出繼電器，即可完成保安供電系統(tǒng)主回路的控制。

S7-200內(nèi)部由程序、中斷程序及若干子程序組成，完成系統(tǒng)的初始化，對有關(guān)電量進行采集和數(shù)據(jù)處理，實現(xiàn)自動合閘、自動分閘、數(shù)據(jù)通信和保護功能。

 

圖2 柴油發(fā)電機PLC控制系統(tǒng)

 

 

2．配置實例

（1）非冗余項目PLC配置

1）PLC模塊 CPU 241/160、DC 24V。

2）PLC擴展模塊16I/160、DC 24V（根據(jù)項目需要進行配置）。

3）注意擴展模塊最多可擴展7個。

（2）冗余熱備項目PLC 配置

1）PLC模塊6ES7 313CPU模塊2塊。

2）PLC附件6ES7 153模塊1塊。

3）冗余組合（包括2塊冗余模塊和1塊底座）一套。

4）PLC附件6ES7 953存儲卡64K一塊。

輸入擴展模塊和輸出擴展模塊根據(jù)項目需要配置。

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