某电厂柴油发电机组技术要求

设备的主要参数(暂定值)
2.2.1      设备名称：柴油发电机组
2.2.2      型式：
机组：集装箱型
发动机：固定型，封闭冷却，高转速，废气涡轮增压型柴油机
发电机：三相同步发电机
    运行模式：变负荷限时运行
2.2.3     基本技术参数
容量：主力（常用）1800kW（环境温度为40℃）（Pe）           
频率：50Hz
电压：400V（Ue）                                          功率因数： 0.8
发电机额定工况效率：≥96%                                中性点接地方式：高阻接地
电压波动率：≤±0.4%                                                    频率波动率：≤±0.5%
恢复时间特性：≤3秒                                                   排烟温度：  ≤542℃
柴油发电机组应能保证在100小时内满载持续运行。
发电机在其出口发生三相短路时持续10秒而不发生绕组，铁芯等附属部件有害变形。
柴油机在承受1.2倍的超速运行时不发生有害变形。
整套柴油发电机组保证平均无故障间隔期：10000小时
柴油发电机组在不更换柴油机主要零件的情况下能正常工作的保质期不少于150000小时，在招标方遵守投标方的使用说明书规定的条件下，投标方保证柴油发电机组在设备安装随主机投入商业运行2年内，如发生设备质量问题由投标方无偿更换。
柴油发电机组在运行中稳态和暂态电压频率调整精度保证值符合第2.3.8节的要求。
开动时间为长时断电机组。开机指令发出，机组从静止状态起动，15秒内加至满载（感性）。负载类型为照明系统、泵、风机及UPS、DCS、热工仪表等。
当发电机组运行时，产生的噪声、振动、热辐射、废气和电磁干扰等排放物均应符合现行环保法规。
柴油机、发电机、控制系统设备必须为进口产品。
2.3  性能要求
2.3.1  运行和起动要求
（1）柴油发电机组能在大于100小时内连续满容量运行。柴油发电机组能通过运行方式选择开关，选择柴油发电机组所处状态。运行方式选择开关有下列四个位置即“自动”、“试验”、“手动”、“零位”。柴油发电机组正常处于准起动状态即“自动”状态。自起动时间<10秒。
（2）柴油机要具备全自动起动功能，实现无人值守，并具有远方、手动或自动启动能力。柴油机要在10秒或小于10秒内达到全速并具备带负荷条件，接到启动信号到带满负荷的时间不能超过15秒。在60秒内实现一个自起动循环（即三次自起动）。并可接收远方发来的紧急启动柴发指令。在招标方所提供的现场条件下，机组一次自起动成功率不小于99%。柴油发电机组应具备无人值守情况下带满负荷至少连续运行24小时。
柴油发电机组自起动成功的定义是:柴油发电机组在额定转速，发电机在额定电压下稳定运行2～3秒，并具备首次加载条件。
（3）在顺序的带负荷过程中频率和电压分别不能低于正常值的95％和75％。在阶跃性负荷瞬时变化的恢复过程中，柴油发电机组转速的上升不能超过正常转速与超速跳闸设定点转速或115％正常转速(取低者) 差值的75％，其后的自启动次数不小于3次。
（4）电压恢复到90％额定值，频率恢复到98％额定值时间不超过顺序时间间隔的40％或2秒以内(取低者)。
（5）在柴油发电机组带扣除最大单个负荷时的最大负荷时，单个最大负荷的投入时所引起的电压、频率和恢复时间不能超出上述（3）（4）的限制值。
（6）所有的短时负荷的消失不会引起跳闸，当柴油发电机组根据指定的负荷顺序带最大负荷时；最大的单个负荷消失时转速的上升不会超过下列要求中的较低者。
a）15％的额定转速
b）超速跳闸设定转速和额定转速差值的75％。
（7）启动和负荷顺序的设计基础是:
a）柴油发电机应空载启动，当达到正常转速和电压时将被接入一段带有高达90％机组额定混合负荷(电动机和阻性负荷)的母线(400V N/EPC)。
b）柴油发电机的容量设计要能满足2.2.3所列出的设备功率并应有约10％的余量用于将来的负荷增长。
c）当机组带额定负荷(扣除启动电动机)时，柴油发电机应具有启动与其所接的最大电动机的能力，其堵转电流为6.5倍满负荷电流，0.2堵转功率系数。柴油发电机还应有启动所连接的最大静态负荷( 在机组带扣除这一负荷的额定负荷时)的能力。
d）应提供所有必要的保护继电器、同期检定继电器、仪表和控制装置，如电流表、电压表、同期表、自动准同期装置、选择开关、变送器(电流，电压，功率，频率，功率因数等，并转换到4-20mA值)， 应为所有仪表，继电器和表计提供带试验插头的试验开关和所有CT回路中需用的短路连接片，上述设备的选择由承包商提出基本规范，具体在设联会上确定。
2.3.2      设计要求
（1）柴油发电机应是400V、3相、0.8功率因数、50Hz、 1500r/min额定值。柴油发电机在额定值时为连续运行。
接地方式应与保安段PC/MCC一致，发电机组应配套提供接地电阻，接地电阻品牌与主厂房低压系统一致，最终由招标方在设联会上确定。
（2）柴油发电机组在所指出的运行要求下，具有足够的能力在所有的负荷情况(高达和包括额定负荷)时运行，并且具有在每12小时中带110％额定负荷运行1小时而不产生有害影响的能力，并在24小时内，允许出现上述过载运行两次。发电机允许20秒的2倍过载运行。在负载容量不低于20%时，允许长期稳定运行。
（3）柴油发电机组应具有在环境温度为40℃时带满负荷运行而不需要二次冷却(至少1分钟)的能力，并且不会对机组产生有害影响，机组的温度为正常运行的水平。
（4）整体装配好的柴油发电机组在90％到110％ 额定转速时不会产生扭振。而且，任何低于90％额定转速的临界转速不会产生有害的应力。机组还应该能承受115％额定转速1分钟且不对机组和附件有过大的应力和损害。
（5）柴油发电机组安装在配套提供的集装箱内，并在排气管出口处装设消声器，装设消声器后，从距离集装箱1m，高度为1 m处的噪声水平不超过80dB（A）。
（6）每台柴油发电机应提供一个日用储油箱，油箱的容量能维持机组满负荷运行8小时。油箱安装于柴油发电机组集装箱中的单独油箱间内，油箱间须满足有关消防安全的国家标准，并考虑与其他建构筑物的防火措施。油箱应设置快速切断阀，油箱不应布置在柴油机的上方。
（7）集装箱内应设置全自动消防系统，此系统应包括热感探测器、烟感探测器、自动气体灭火器、专用控制器等。火灾时百叶窗可自动关闭。
（8）柴油机排气管的室内部分，应采用不燃烧材料保温。
（9）柴油机曲轴箱宜采用正压排气或离心排气，当采用负压排气时，连接通风管的导管应设置钢丝网阻火器。
2.3.3      控制功能
2.3.3.1 系统描述
（1）柴油机
柴油机应是四冲程、冷态起动、压缩点火、闭式液态冷却、连续运行方式。柴油机应配备必要的附件，使轴承处于润滑状态且柴油机在规定的温度下随时准备带额定负荷。所供设备的制动有效均压和活塞速度应守恒。柴油机的规格应满足同步发电机在额定负荷时维持±3％额定电压和±2％额定频率的运行要求。
（2）同步发电机
发电机应为水平布置无刷励磁同步交流发电机、防滴密封式、 H级防潮绝缘、转子、定子和端部屏蔽防腐处理、密封轴承、3相、400V、50Hz Y型接线。在环境温度为40℃时机组连续运行平均温升80K。应提供一套电压调节器用作电压精确调节、快速响应以满足并联重负荷起动可靠性要求。交流发电机中性点经高电阻接地。
（3）辅助设备
柴油机应配备下列辅助和附属设备，但不限于此；
a）一块用于安装柴油机和发电机的平板基础。基础应配有消除振动和其它安装所必须的附属设备。它的规格要适当，以免产生过多的沉降。
b）一个包括油泵、冷油器、滤网和过滤器、带有阀门的曲柄轴箱(当柴油发电机组安装基础上时以便于曲柄轴箱排放)的润滑油系统。
c）一个包括循环水泵、散热器、离心风扇等、以及自动温度调节器的闭式冷却系统。
d）曲柄轴箱的通风装置或呼吸器。
e）用于保护柴油机组超速的超速跳闸单元。
f）管道、阀门、电缆、控制箱和附件，用于柴油机冷却系统、进气、燃料和润滑系统、蓄电池、启动系统、电气系统、仪表和控制系统以及其它所需设备的安装和连接。
g）排气消声器和消除排气噪声必需的管道，它的规格不会在发电机带任何负荷时产生一个过高的背压。干式进气过滤器和配有进气管的消声器，它的规格要适当以免产生过多的压降。
h）一整套用于设备维护和检修标准和专用的工具。
i）所有用于设备良好和可靠安全运行、保护的仪表和控制装置。
j）配有输送泵和油位开关的一个燃料日用油箱。油箱设连续油位监视和低油位报警功能。
k）一个包括柴油机驱动燃料油辅助油泵、燃料油喷射泵、压力调节器和燃料油过滤器的油系统。
l）柴油机启动系统包括启动马达、阀控铅酸蓄电池组和蓄电池充电器。柴油发电机组的起动方式为电起动。电起动方式的电源，采用全密封阀控铅酸蓄电池，采用美国海志或同等品牌蓄电池，蓄电池的容量满足连续起动15次的用电量要求，寿命应在15年以上。蓄电池的浮充装置具备小电源浮充和电池电压低自动转入快速充电的两种自动充电功能。
m）液压继电器、同期装置、速度／负荷调节和负荷检测型控制器、起动速度调节器。控制器应为自动型式。
n）同期装置(自动准同期装置、同期检定继电器、同步指示仪、输入和运行电压表、输入和运行电流表、速度控制开关等)用作将柴油发电机并入厂用电系统。
o）中性点接地电阻和箱子
2.3.3.2　仪表和控制(保护系统)
柴油发电机的仪表和控制包括下列设备
（1）一套三相电压互感器，600V绝缘水平，0.5/3P级精度，星型及开口三角形接法，次级电压：100/√3V，100/3V。PT及其一次侧熔丝和二次侧小空气开关安装在一个前开门的柜内。PT在柜内应连接好、接地和接好熔丝、小空气开关。PT回路应提供断线监视报警功能。
（2）应设置数字式电压调节器。电压调节器为无活动部件固态型式。调节器在空载到满载的稳态下应维持输出电压在设定值的±1％以内。
（3）报警盘、报警器应有将报警信号送到单元机组集控室报警器和DCS的回路。
（4）电流互感器： 电流互感器的变比应与保安段母线柴油发电机进线回路电流互感器变比相一致，同时所有电流互感器二次侧额定电流为1A。
发电机端每相2只（共6只）：保护级：5P20、40VA（暂定）
                             测量级：0.5级、40VA（暂定）
每个中性点引出端每相2只(共6只)：保护级：5P20、40VA（暂定）
保护级：5P20、40VA（暂定）
        发电机中性点接地端共1只：保护级：5P20、40VA（暂定）
（5）一套同期装置（包括同期检定继电器、自动准同期装置、同步表、电压表、频率表、速度控制开关、电压控制开关、同期投入/退出钥匙切换开关、手动/自动同期选择开关、同期点选择开关等)
（6）一套保护继电器至少包括下列项目:
             过流保护(瞬时和反时限特性)
             逆功率保护
             接地保护
             差动保护
       速断保护
       过负荷保护
       过电压保护
       失磁保护
（7）一套测量仪表和控制开关用于选择全自动或手动控制方式，柴油发电机组属于无人值守电站，控制系统具有下列功能：
a）保安段母线、工作电源进线、备用电源进线、柴油发电机出口电压自动连续监测（包括PT低电压、PT断线判别等信号报警输出）。
b）自动程序起动， 远方起动， 就地手动起动。
c）柴油发电机与保安段正常电源同期并网功能，保安段工作和备用电源同期检测切换功能。
d）运行状态的柴油发电机组自动检测、监视、报警、保护。
e）主电源恢复后远方控制、就地手动、同期切换，柴油机旁紧急手动停机。
f）蓄电池自动充电，招标方提供一路380VAC供电电源。
g）预润滑、润滑油预热、冷却水预热，发电机空间加热器自动投入功能。
h）柴油发电机控制屏上自动状态按钮启动后，若不成功，集控室应可强行启动/停止柴油发电机。
i）应具有当柴油发电机组与保安段正常工作电源并联运行时，防止柴油发电机组向电网返送电的功能。
2.3.4      模拟试验功能（空载试验、带载试验、步进转移负载试验）
柴油发电机组在备用状态时， 模拟保安段母线电压低至25%Ue或失压状态， 能够按设定时间快速自起动运行试验，试验中不切换负荷。但在试验过程中保安段实际电压降低至25%时能够快速切换带负荷。
柴油发电机在就地带载试验时，应将柴油发电机组同期并网到运行保安EMCC段，并能进行负荷分配，分配幅度可调。停柴油发电机前，可步进（幅度可调）转移负载直至空载。
2.3.5      通风冷却方式
柴油发电机组的通风方式以轴向通风方式为主，柴油机冷却方式采用闭式循环水冷却，一次水冷，二次采用散热器风冷，不需外供水源。冷却水的水质为防冻液。补水箱和冷却水管中加防冻液。发电机的冷却方式，为自然风冷，机组不需外供工业冷却水。
排风方式采用两侧直排风。
2.3.6      柴油机的燃油、润滑油
燃油牌号：  #0车用柴油 GB19147-2013车用柴油（Ⅳ）
润滑油牌号：CD级 15W30或15W40
柴发使用地最低纪录气温为-11.3℃，投标方应说明在使用#0车用柴油作为燃油下的机组防冻措施。
2.3.7      容量标定
柴油发电机组中发动机容量(kW)的标定：海拔1000米，环境温度40℃，相对湿度60%。采用#0车用柴油，15W40 CD级以上润滑油。
发动机功率折损：海拔大于1000米时，每超过305米，功率折损1.45%；工作温度大于40℃时，每超过5.5℃，功率折损1.3%。
2.3.8      发电机励磁系统
发电机配用PMG励磁方式。励磁系统为快速反应的永磁无刷励磁系统，对于自动励磁调整装置，具备自动调压和强行励磁功能，满足以下条件：
静态电压调整率：≤±0.5％
暂态电压调整率：≤±2％
稳定时间：小于1.0秒
顶值电压系数：＞1.5
励磁调节装置有自动和手动两种调节方式。
励磁系统应采用线电压作为调节量。防止系统中出现单相接地的时候，因系统电压偏移造成无法正确调节励磁。
2.4  电气接线要求
2.4.1      电气一次接线参考图见附图。
2.4.2      二次接线
柴油发电机组的控制、起动、保护、测量、信号系统采用采用机组自身提供的直流48伏电压。断路器控制采用外部提供的直流110伏电压。控制、起动、保护、测量、信号系统应设独立的电源小空气开关，各小开关应有编号和文字标签。
a）控制
除自动控制的要求外，柴油发电机组还有就地控制屏控制和主机组单元控制室远方强制启动/停机控制方式。在就地控制盘上应设有就地/远方切换开关。柴油发电机组并网控制和保安段电源切换控制应采用PLC控制，PLC的I/O点数各种规格分别应满足设计要求并至少留有20%的余量。PLC采用工业级产品，双机冗余热备用方式，如主机发生故障或自检失败时可和热备机进行无扰切换。在切换过程中不应出现程序跳变或数据丢失现象，切换时间小于40ms。PLC控制器应采用非易失内存（在电源消失情况下控制逻辑不消失）。PLC从德国西门子、美国AB、MODICON最新型号中选（分项报价，以最高价计入总价），最终由招标方统一选型。
柴油发电机PLC的控制（远方合闸、远方分闸）范围包括：保安段进线断路器、母联断路器、保安段柴发进线断路器、柴发出口断路器。其控制逻辑中应包括进线断路器与母联断路器之间的同期切换。
电源的故障切换是利用柴油发电机组的进线断路器和保安段上的工作进线/联络断路器相互联锁和/或低电压判断实现。保安段每段共有2路进线电源：1路工作电源， 1路柴油机电源，两段保安段间设有联络断路器。当保安段每段MCC失电跳闸时， 经3－5秒延时（躲开继电保护和备用电源自动投入时间），同时发出联络断路器合闸信号及启动柴油发电机信号；当联络断路器合闸成功，则柴油机退出运行；当联络断路器合闸失败，且工作电源跳开，柴油发电机可带载后，自动合柴油发电机电源开关。柴油发电机组投入后应按要求时间带负荷满载。当保安段工作电源恢复时，由集控室DCS发出允许指令，在柴油发电机组控制屏上手动或自动进行保安段的同期切换；切换至由工作电源进线供电。柴油发电机组可手动和自动减负载，在接到由集控室DCS发出的停机指令后自动停机并解列、退出运行。
当保安MCC段正常运行时，柴油发电机PLC接到集控室DCS发出的“并联切换联络”命令，应先对待并电源另一段保安MCC进行检测，若电源满足合闸条件则经过同期判别后合上母联，经短延时后跳开原运行电源。
在正常情况下，当两段保安MCC段的工作电源同时失电时，保安MCC段由柴油机供电。若保安段重新恢复拟由厂用电供电时，由DCS向柴油发电机PLC发出“恢复供电命令”，经柴油发电机PLC同期判别合闸成功后，恢复工作进线向保安MCC供电，柴油发电机组自动减载、停机并解列、退出运行。
当所引接的电压量可能因回路断线造成误启动时，投标方应在PLC中提供电压回路断线闭锁，并提供相应的报警信号输出。故障切换中，柴发控制器进行逻辑判断时，母线故障应该禁止进行电源的切换。当且仅当柴油发电机PLC检测到保安段母线PT三相电压失电（非PT断线）时才起动事故切换逻辑。
在检修或试验时，柴油发电机应能闭锁控制屏上自动和手动启动功能，可安全进行设备维护和检修。
工作进线和联络断路器回路可任意选择，在柴油发电机组控制屏上装设选择开关。
当油箱油位低到只能满足柴油发电机满载运行1小时运行时，应发出报警并启动自带的燃油补油泵进行补油。