某電廠柴油發電機組技術要求

設備的主要參數(暫定值)
2.2.1      設備名稱：柴油發電機組
2.2.2      型式：
機組：集裝箱型
發動機：固定型，封閉冷卻，高轉速，廢氣渦輪增壓型柴油機
發電機：三相同步發電機
    運行模式：變負荷限時運行
2.2.3     基本技術參數
容量：主力（常用）1800kW（環境溫度為40℃）（Pe）           
頻率：50Hz
電壓：400V（Ue）                                          功率因數： 0.8
發電機額定工況效率：≥96%                                中性點接地方式：高阻接地
電壓波動率：≤±0.4%                                                    頻率波動率：≤±0.5%
恢復時間特性：≤3秒                                                   排煙溫度：  ≤542℃
柴油發電機組應能保證在100小時內滿載持續運行。
發電機在其出口發生三相短路時持續10秒而不發生繞組，鐵芯等附屬部件有害變形。
柴油機在承受1.2倍的超速運行時不發生有害變形。
整套柴油發電機組保證平均無故障間隔期：10000小時
柴油發電機組在不更換柴油機主要零件的情況下能正常工作的保質期不少于150000小時，在招標方遵守投標方的使用說明書規定的條件下，投標方保證柴油發電機組在設備安裝隨主機投入商業運行2年內，如發生設備質量問題由投標方無償更換。
柴油發電機組在運行中穩態和暫態電壓頻率調整精度保證值符合第2.3.8節的要求。
開動時間為長時斷電機組。開機指令發出，機組從靜止狀態起動，15秒內加至滿載（感性）。負載類型為照明系統、泵、風機及UPS、DCS、熱工儀表等。
當發電機組運行時，產生的噪聲、振動、熱輻射、廢氣和電磁干擾等排放物均應符合現行環保法規。
柴油機、發電機、控制系統設備必須為進口產品。
2.3  性能要求
2.3.1  運行和起動要求
（1）柴油發電機組能在大于100小時內連續滿容量運行。柴油發電機組能通過運行方式選擇開關，選擇柴油發電機組所處狀態。運行方式選擇開關有下列四個位置即“自動”、“試驗”、“手動”、“零位”。柴油發電機組正常處于準起動狀態即“自動”狀態。自起動時間<10秒。
（2）柴油機要具備全自動起動功能，實現無人值守，并具有遠方、手動或自動啟動能力。柴油機要在10秒或小于10秒內達到全速并具備帶負荷條件，接到啟動信號到帶滿負荷的時間不能超過15秒。在60秒內實現一個自起動循環（即三次自起動）。并可接收遠方發來的緊急啟動柴發指令。在招標方所提供的現場條件下，機組一次自起動成功率不小于99%。柴油發電機組應具備無人值守情況下帶滿負荷至少連續運行24小時。
柴油發電機組自起動成功的定義是:柴油發電機組在額定轉速，發電機在額定電壓下穩定運行2～3秒，并具備首次加載條件。
（3）在順序的帶負荷過程中頻率和電壓分別不能低于正常值的95％和75％。在階躍性負荷瞬時變化的恢復過程中，柴油發電機組轉速的上升不能超過正常轉速與超速跳閘設定點轉速或115％正常轉速(取低者) 差值的75％，其后的自啟動次數不小于3次。
（4）電壓恢復到90％額定值，頻率恢復到98％額定值時間不超過順序時間間隔的40％或2秒以內(取低者)。
（5）在柴油發電機組帶扣除最大單個負荷時的最大負荷時，單個最大負荷的投入時所引起的電壓、頻率和恢復時間不能超出上述（3）（4）的限制值。
（6）所有的短時負荷的消失不會引起跳閘，當柴油發電機組根據指定的負荷順序帶最大負荷時；最大的單個負荷消失時轉速的上升不會超過下列要求中的較低者。
a）15％的額定轉速
b）超速跳閘設定轉速和額定轉速差值的75％。
（7）啟動和負荷順序的設計基礎是:
a）柴油發電機應空載啟動，當達到正常轉速和電壓時將被接入一段帶有高達90％機組額定混合負荷(電動機和阻性負荷)的母線(400V N/EPC)。
b）柴油發電機的容量設計要能滿足2.2.3所列出的設備功率并應有約10％的余量用于將來的負荷增長。
c）當機組帶額定負荷(扣除啟動電動機)時，柴油發電機應具有啟動與其所接的最大電動機的能力，其堵轉電流為6.5倍滿負荷電流，0.2堵轉功率系數。柴油發電機還應有啟動所連接的最大靜態負荷( 在機組帶扣除這一負荷的額定負荷時)的能力。
d）應提供所有必要的保護繼電器、同期檢定繼電器、儀表和控制裝置，如電流表、電壓表、同期表、自動準同期裝置、選擇開關、變送器(電流，電壓，功率，頻率，功率因數等，并轉換到4-20mA值)， 應為所有儀表，繼電器和表計提供帶試驗插頭的試驗開關和所有CT回路中需用的短路連接片，上述設備的選擇由承包商提出基本規范，具體在設聯會上確定。
2.3.2      設計要求
（1）柴油發電機應是400V、3相、0.8功率因數、50Hz、 1500r/min額定值。柴油發電機在額定值時為連續運行。
接地方式應與保安段PC/MCC一致，發電機組應配套提供接地電阻，接地電阻品牌與主廠房低壓系統一致，最終由招標方在設聯會上確定。
（2）柴油發電機組在所指出的運行要求下，具有足夠的能力在所有的負荷情況(高達和包括額定負荷)時運行，并且具有在每12小時中帶110％額定負荷運行1小時而不產生有害影響的能力，并在24小時內，允許出現上述過載運行兩次。發電機允許20秒的2倍過載運行。在負載容量不低于20%時，允許長期穩定運行。
（3）柴油發電機組應具有在環境溫度為40℃時帶滿負荷運行而不需要二次冷卻(至少1分鐘)的能力，并且不會對機組產生有害影響，機組的溫度為正常運行的水平。
（4）整體裝配好的柴油發電機組在90％到110％ 額定轉速時不會產生扭振。而且，任何低于90％額定轉速的臨界轉速不會產生有害的應力。機組還應該能承受115％額定轉速1分鐘且不對機組和附件有過大的應力和損害。
（5）柴油發電機組安裝在配套提供的集裝箱內，并在排氣管出口處裝設消聲器，裝設消聲器后，從距離集裝箱1m，高度為1 m處的噪聲水平不超過80dB（A）。
（6）每臺柴油發電機應提供一個日用儲油箱，油箱的容量能維持機組滿負荷運行8小時。油箱安裝于柴油發電機組集裝箱中的單獨油箱間內，油箱間須滿足有關消防安全的國家標準，并考慮與其他建構筑物的防火措施。油箱應設置快速切斷閥，油箱不應布置在柴油機的上方。
（7）集裝箱內應設置全自動消防系統，此系統應包括熱感探測器、煙感探測器、自動氣體滅火器、專用控制器等?；馂臅r百葉窗可自動關閉。
（8）柴油機排氣管的室內部分，應采用不燃燒材料保溫。
（9）柴油機曲軸箱宜采用正壓排氣或離心排氣，當采用負壓排氣時，連接通風管的導管應設置鋼絲網阻火器。
2.3.3      控制功能
2.3.3.1 系統描述
（1）柴油機
柴油機應是四沖程、冷態起動、壓縮點火、閉式液態冷卻、連續運行方式。柴油機應配備必要的附件，使軸承處于潤滑狀態且柴油機在規定的溫度下隨時準備帶額定負荷。所供設備的制動有效均壓和活塞速度應守恒。柴油機的規格應滿足同步發電機在額定負荷時維持±3％額定電壓和±2％額定頻率的運行要求。
（2）同步發電機
發電機應為水平布置無刷勵磁同步交流發電機、防滴密封式、 H級防潮絕緣、轉子、定子和端部屏蔽防腐處理、密封軸承、3相、400V、50Hz Y型接線。在環境溫度為40℃時機組連續運行平均溫升80K。應提供一套電壓調節器用作電壓精確調節、快速響應以滿足并聯重負荷起動可靠性要求。交流發電機中性點經高電阻接地。
（3）輔助設備
柴油機應配備下列輔助和附屬設備，但不限于此；
a）一塊用于安裝柴油機和發電機的平板基礎?；A應配有消除振動和其它安裝所必須的附屬設備。它的規格要適當，以免產生過多的沉降。
b）一個包括油泵、冷油器、濾網和過濾器、帶有閥門的曲柄軸箱(當柴油發電機組安裝基礎上時以便于曲柄軸箱排放)的潤滑油系統。
c）一個包括循環水泵、散熱器、離心風扇等、以及自動溫度調節器的閉式冷卻系統。
d）曲柄軸箱的通風裝置或呼吸器。
e）用于保護柴油機組超速的超速跳閘單元。
f）管道、閥門、電纜、控制箱和附件，用于柴油機冷卻系統、進氣、燃料和潤滑系統、蓄電池、啟動系統、電氣系統、儀表和控制系統以及其它所需設備的安裝和連接。
g）排氣消聲器和消除排氣噪聲必需的管道，它的規格不會在發電機帶任何負荷時產生一個過高的背壓。干式進氣過濾器和配有進氣管的消聲器，它的規格要適當以免產生過多的壓降。
h）一整套用于設備維護和檢修標準和專用的工具。
i）所有用于設備良好和可靠安全運行、保護的儀表和控制裝置。
j）配有輸送泵和油位開關的一個燃料日用油箱。油箱設連續油位監視和低油位報警功能。
k）一個包括柴油機驅動燃料油輔助油泵、燃料油噴射泵、壓力調節器和燃料油過濾器的油系統。
l）柴油機啟動系統包括啟動馬達、閥控鉛酸蓄電池組和蓄電池充電器。柴油發電機組的起動方式為電起動。電起動方式的電源，采用全密封閥控鉛酸蓄電池，采用美國海志或同等品牌蓄電池，蓄電池的容量滿足連續起動15次的用電量要求，壽命應在15年以上。蓄電池的浮充裝置具備小電源浮充和電池電壓低自動轉入快速充電的兩種自動充電功能。
m）液壓繼電器、同期裝置、速度／負荷調節和負荷檢測型控制器、起動速度調節器?？刂破鲬獮樽詣有褪?。
n）同期裝置(自動準同期裝置、同期檢定繼電器、同步指示儀、輸入和運行電壓表、輸入和運行電流表、速度控制開關等)用作將柴油發電機并入廠用電系統。
o）中性點接地電阻和箱子
2.3.3.2　儀表和控制(保護系統)
柴油發電機的儀表和控制包括下列設備
（1）一套三相電壓互感器，600V絕緣水平，0.5/3P級精度，星型及開口三角形接法，次級電壓：100/√3V，100/3V。PT及其一次側熔絲和二次側小空氣開關安裝在一個前開門的柜內。PT在柜內應連接好、接地和接好熔絲、小空氣開關。PT回路應提供斷線監視報警功能。
（2）應設置數字式電壓調節器。電壓調節器為無活動部件固態型式。調節器在空載到滿載的穩態下應維持輸出電壓在設定值的±1％以內。
（3）報警盤、報警器應有將報警信號送到單元機組集控室報警器和DCS的回路。
（4）電流互感器： 電流互感器的變比應與保安段母線柴油發電機進線回路電流互感器變比相一致，同時所有電流互感器二次側額定電流為1A。
發電機端每相2只（共6只）：保護級：5P20、40VA（暫定）
                             測量級：0.5級、40VA（暫定）
每個中性點引出端每相2只(共6只)：保護級：5P20、40VA（暫定）
保護級：5P20、40VA（暫定）
        發電機中性點接地端共1只：保護級：5P20、40VA（暫定）
（5）一套同期裝置（包括同期檢定繼電器、自動準同期裝置、同步表、電壓表、頻率表、速度控制開關、電壓控制開關、同期投入/退出鑰匙切換開關、手動/自動同期選擇開關、同期點選擇開關等)
（6）一套保護繼電器至少包括下列項目:
             過流保護(瞬時和反時限特性)
             逆功率保護
             接地保護
             差動保護
       速斷保護
       過負荷保護
       過電壓保護
       失磁保護
（7）一套測量儀表和控制開關用于選擇全自動或手動控制方式，柴油發電機組屬于無人值守電站，控制系統具有下列功能：
a）保安段母線、工作電源進線、備用電源進線、柴油發電機出口電壓自動連續監測（包括PT低電壓、PT斷線判別等信號報警輸出）。
b）自動程序起動， 遠方起動， 就地手動起動。
c）柴油發電機與保安段正常電源同期并網功能，保安段工作和備用電源同期檢測切換功能。
d）運行狀態的柴油發電機組自動檢測、監視、報警、保護。
e）主電源恢復后遠方控制、就地手動、同期切換，柴油機旁緊急手動停機。
f）蓄電池自動充電，招標方提供一路380VAC供電電源。
g）預潤滑、潤滑油預熱、冷卻水預熱，發電機空間加熱器自動投入功能。
h）柴油發電機控制屏上自動狀態按鈕啟動后，若不成功，集控室應可強行啟動/停止柴油發電機。
i）應具有當柴油發電機組與保安段正常工作電源并聯運行時，防止柴油發電機組向電網返送電的功能。
2.3.4      模擬試驗功能（空載試驗、帶載試驗、步進轉移負載試驗）
柴油發電機組在備用狀態時， 模擬保安段母線電壓低至25%Ue或失壓狀態， 能夠按設定時間快速自起動運行試驗，試驗中不切換負荷。但在試驗過程中保安段實際電壓降低至25%時能夠快速切換帶負荷。
柴油發電機在就地帶載試驗時，應將柴油發電機組同期并網到運行保安EMCC段，并能進行負荷分配，分配幅度可調。停柴油發電機前，可步進（幅度可調）轉移負載直至空載。
2.3.5      通風冷卻方式
柴油發電機組的通風方式以軸向通風方式為主，柴油機冷卻方式采用閉式循環水冷卻，一次水冷，二次采用散熱器風冷，不需外供水源。冷卻水的水質為防凍液。補水箱和冷卻水管中加防凍液。發電機的冷卻方式，為自然風冷，機組不需外供工業冷卻水。
排風方式采用兩側直排風。
2.3.6      柴油機的燃油、潤滑油
燃油牌號：  #0車用柴油 GB19147-2013車用柴油（Ⅳ）
潤滑油牌號：CD級 15W30或15W40
柴發使用地最低紀錄氣溫為-11.3℃，投標方應說明在使用#0車用柴油作為燃油下的機組防凍措施。
2.3.7      容量標定
柴油發電機組中發動機容量(kW)的標定：海拔1000米，環境溫度40℃，相對濕度60%。采用#0車用柴油，15W40 CD級以上潤滑油。
發動機功率折損：海拔大于1000米時，每超過305米，功率折損1.45%；工作溫度大于40℃時，每超過5.5℃，功率折損1.3%。
2.3.8      發電機勵磁系統
發電機配用PMG勵磁方式。勵磁系統為快速反應的永磁無刷勵磁系統，對于自動勵磁調整裝置，具備自動調壓和強行勵磁功能，滿足以下條件：
靜態電壓調整率：≤±0.5％
暫態電壓調整率：≤±2％
穩定時間：小于1.0秒
頂值電壓系數：＞1.5
勵磁調節裝置有自動和手動兩種調節方式。
勵磁系統應采用線電壓作為調節量。防止系統中出現單相接地的時候，因系統電壓偏移造成無法正確調節勵磁。
2.4  電氣接線要求
2.4.1      電氣一次接線參考圖見附圖。
2.4.2      二次接線
柴油發電機組的控制、起動、保護、測量、信號系統采用采用機組自身提供的直流48伏電壓。斷路器控制采用外部提供的直流110伏電壓?？刂?、起動、保護、測量、信號系統應設獨立的電源小空氣開關，各小開關應有編號和文字標簽。
a）控制
除自動控制的要求外，柴油發電機組還有就地控制屏控制和主機組單元控制室遠方強制啟動/停機控制方式。在就地控制盤上應設有就地/遠方切換開關。柴油發電機組并網控制和保安段電源切換控制應采用PLC控制，PLC的I/O點數各種規格分別應滿足設計要求并至少留有20%的余量。PLC采用工業級產品，雙機冗余熱備用方式，如主機發生故障或自檢失敗時可和熱備機進行無擾切換。在切換過程中不應出現程序跳變或數據丟失現象，切換時間小于40ms。PLC控制器應采用非易失內存（在電源消失情況下控制邏輯不消失）。PLC從德國西門子、美國AB、MODICON最新型號中選（分項報價，以最高價計入總價），最終由招標方統一選型。
柴油發電機PLC的控制（遠方合閘、遠方分閘）范圍包括：保安段進線斷路器、母聯斷路器、保安段柴發進線斷路器、柴發出口斷路器。其控制邏輯中應包括進線斷路器與母聯斷路器之間的同期切換。
電源的故障切換是利用柴油發電機組的進線斷路器和保安段上的工作進線/聯絡斷路器相互聯鎖和/或低電壓判斷實現。保安段每段共有2路進線電源：1路工作電源， 1路柴油機電源，兩段保安段間設有聯絡斷路器。當保安段每段MCC失電跳閘時， 經3－5秒延時（躲開繼電保護和備用電源自動投入時間），同時發出聯絡斷路器合閘信號及啟動柴油發電機信號；當聯絡斷路器合閘成功，則柴油機退出運行；當聯絡斷路器合閘失敗，且工作電源跳開，柴油發電機可帶載后，自動合柴油發電機電源開關。柴油發電機組投入后應按要求時間帶負荷滿載。當保安段工作電源恢復時，由集控室DCS發出允許指令，在柴油發電機組控制屏上手動或自動進行保安段的同期切換；切換至由工作電源進線供電。柴油發電機組可手動和自動減負載，在接到由集控室DCS發出的停機指令后自動停機并解列、退出運行。
當保安MCC段正常運行時，柴油發電機PLC接到集控室DCS發出的“并聯切換聯絡”命令，應先對待并電源另一段保安MCC進行檢測，若電源滿足合閘條件則經過同期判別后合上母聯，經短延時后跳開原運行電源。
在正常情況下，當兩段保安MCC段的工作電源同時失電時，保安MCC段由柴油機供電。若保安段重新恢復擬由廠用電供電時，由DCS向柴油發電機PLC發出“恢復供電命令”，經柴油發電機PLC同期判別合閘成功后，恢復工作進線向保安MCC供電，柴油發電機組自動減載、停機并解列、退出運行。
當所引接的電壓量可能因回路斷線造成誤啟動時，投標方應在PLC中提供電壓回路斷線閉鎖，并提供相應的報警信號輸出。故障切換中，柴發控制器進行邏輯判斷時，母線故障應該禁止進行電源的切換。當且僅當柴油發電機PLC檢測到保安段母線PT三相電壓失電（非PT斷線）時才起動事故切換邏輯。
在檢修或試驗時，柴油發電機應能閉鎖控制屏上自動和手動啟動功能，可安全進行設備維護和檢修。
工作進線和聯絡斷路器回路可任意選擇，在柴油發電機組控制屏上裝設選擇開關。
當油箱油位低到只能滿足柴油發電機滿載運行1小時運行時，應發出報警并啟動自帶的燃油補油泵進行補油。