摘要：工廠設(shè)計(jì)柴油發(fā)電機(jī)為黑啟動(dòng)電源，當(dāng)工廠由于某種原因失去電源，柴油發(fā)電機(jī)啟動(dòng)供電后，后續(xù)的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)才能啟動(dòng)正常供電。針對(duì)單一啟動(dòng)電源存在的不足，改進(jìn)了黑啟動(dòng)的流程，對(duì)燃?xì)獍l(fā)電機(jī)的燃料氣供應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)行改造，并在失電時(shí)提供備用燃?xì)獍l(fā)電機(jī)的啟動(dòng)信號(hào)。實(shí)現(xiàn)了黑啟動(dòng)過程的全程自動(dòng)控制，減少了人工操作的影響，縮短了啟動(dòng)時(shí)間。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；黑啟動(dòng)；優(yōu)化

加納天然氣處理廠是加納共和國(guó)建造的第一個(gè)天然氣處理廠。因加納國(guó)家電力供應(yīng)極其不穩(wěn),故工廠采用發(fā)電機(jī)組自發(fā)電生產(chǎn)。柴油發(fā)電機(jī)作為工廠的唯一黑啟動(dòng)電源，如果不能正常啟動(dòng)，則燃?xì)獍l(fā)電機(jī)由于得不到輔助電源，也無法啟動(dòng)，導(dǎo)致工廠電力短時(shí)間內(nèi)無法得到恢復(fù)。一旦燃?xì)獍l(fā)電機(jī)由于故障停機(jī)，而此時(shí)柴油發(fā)電機(jī)又無法啟動(dòng)，工廠就會(huì)失去電源，嚴(yán)重影響工廠正常生產(chǎn)。

1黑啟動(dòng)過程存在的問題分析

一是柴油發(fā)電機(jī)作為全廠電力恢復(fù)的唯一供電設(shè)備，其設(shè)備可靠性完全決定了系統(tǒng)的可靠性，一旦柴油發(fā)電機(jī)處于保養(yǎng)階段或故障階段，全廠將失去啟動(dòng)電源。

二是系統(tǒng)黑啟動(dòng)時(shí)只有柴油發(fā)電機(jī)進(jìn)行黑啟動(dòng)，燃?xì)獍l(fā)電機(jī)無法參與黑啟動(dòng)。現(xiàn)場(chǎng)有3臺(tái)燃?xì)獍l(fā)電機(jī)，燃?xì)獍l(fā)電機(jī)無法參與黑啟動(dòng)，得不到合理的利用。

三是在整個(gè)黑啟動(dòng)過程中，由于燃料氣供應(yīng)系統(tǒng)的中斷，導(dǎo)致燃料氣的供應(yīng)恢復(fù)及燃?xì)獍l(fā)電機(jī)的啟動(dòng)必須由手動(dòng)來完成，這樣不但自動(dòng)化控制程度不高，而且燃?xì)獍l(fā)電機(jī)在過程中啟動(dòng)較慢，導(dǎo)致電力恢復(fù)時(shí)間較長(zhǎng)。

2黑啟動(dòng)方式的改進(jìn)

針燃?xì)獍l(fā)電機(jī)黑啟動(dòng)條件，需要對(duì)燃?xì)獍l(fā)電機(jī)的燃料氣供應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)行改造，并在失電時(shí)提供備用燃?xì)獍l(fā)電機(jī)的啟動(dòng)信號(hào)，使其滿足黑啟動(dòng)要求。

2.1燃?xì)庹{(diào)壓撬控制盤供電線路改造燃?xì)庹{(diào)壓撬主要負(fù)責(zé)為燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組提供燃料氣。

工藝上由脫乙烷塔頂氣或原料氣經(jīng)過調(diào)壓撬減壓后輸送到燃?xì)獍l(fā)電機(jī)。燃?xì)庹{(diào)壓撬由PLC控制盤控制，其電源在C段母線上，其進(jìn)出口電磁閥在失電情況下會(huì)自動(dòng)關(guān)閉?？刂剖覂?nèi)有一臺(tái)ACUPS，系統(tǒng)功率9kw，此UPS負(fù)責(zé)SCADA系統(tǒng)和通訊系統(tǒng)的供電。該UPS液晶顯示窗顯示使用容量0.23kVA，負(fù)荷率2%。燃?xì)庹{(diào)壓控制系統(tǒng)為PLC控制，系統(tǒng)需求功率非常小。若將燃?xì)庹{(diào)壓撬電源接入該UPS，當(dāng)工廠停電后燃?xì)庹{(diào)壓系統(tǒng)保持供電，避免了電磁閥在在失電情況下會(huì)自動(dòng)關(guān)閉，保證了燃?xì)獍l(fā)電機(jī)燃料氣的供應(yīng)。將3臺(tái)燃?xì)庹{(diào)壓撬控制盤電源由C母線轉(zhuǎn)接入ACUPS系統(tǒng)后，UPS液晶顯示窗顯示使用容量0.26kVA，負(fù)荷率3%，不會(huì)影響UPS的正常工作。

2.2改進(jìn)燃?xì)獍l(fā)電機(jī)的控制邏輯

如果全網(wǎng)失電情況下，母線上的低電壓檢測(cè)繼電器將會(huì)得到失電信號(hào)，三個(gè)母線上的低電壓檢測(cè)繼電器如果同時(shí)檢測(cè)到電壓丟失，則發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)輸出啟動(dòng)信號(hào)去啟動(dòng)柴油發(fā)電機(jī)。所以可以用觸發(fā)柴油發(fā)電機(jī)運(yùn)行的信號(hào)來觸發(fā)備用燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組啟動(dòng)。當(dāng)燃?xì)獍l(fā)電機(jī)處于備用模式下，即發(fā)電機(jī)本地控制盤在自動(dòng)位置，室內(nèi)控制柜選擇開關(guān)在“standby”位置時(shí)，只要提供發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)一個(gè)外部控制信號(hào)，即備用發(fā)電機(jī)就會(huì)啟動(dòng)，并按照設(shè)定的程序進(jìn)行自動(dòng)合閘向電網(wǎng)供電。改進(jìn)后的燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組控制邏輯實(shí)現(xiàn)了備用發(fā)電機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)并網(wǎng)的全過程自動(dòng)化。

3 結(jié)語

改進(jìn)前只有1臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)可進(jìn)行黑啟動(dòng)，改進(jìn)后1臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)和3臺(tái)燃?xì)獍l(fā)電機(jī)均可進(jìn)行黑啟動(dòng)，4臺(tái)發(fā)電機(jī)均損壞的概率非常低，因此黑啟動(dòng)的可靠性大大提高。同時(shí)，由于改進(jìn)了發(fā)電機(jī)組的控制邏輯，使得燃?xì)獍l(fā)電機(jī)可自動(dòng)啟動(dòng)，因此在電力恢復(fù)時(shí)間上有著顯著的優(yōu)勢(shì)。改造前正常電力中斷時(shí)間最少需要260s，改造后的黑啟動(dòng)系統(tǒng)則可以在170s完成電力系統(tǒng)的恢復(fù)。電力中斷時(shí)間縮短了90s。通過合理的修改燃?xì)獍l(fā)電機(jī)啟動(dòng)運(yùn)行方式，為燃?xì)獍l(fā)電機(jī)在黑網(wǎng)情況下創(chuàng)造了啟動(dòng)條件，因燃?xì)獍l(fā)電機(jī)具有能夠快速啟動(dòng)、寬幅加載和靈敏響應(yīng)的特點(diǎn)，因此利用燃?xì)獍l(fā)電機(jī)做為黑啟動(dòng)電源有著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。

作者：李彩紅 張濤 姚伯富      單位：中原油田分公司天然氣處理廠