应急发电机组（通用10篇）
应急发电机组 篇1
现在民用住宅高层建筑越来越多, 其消防安全在民用建筑电气设计和消防设计都很规范, 高层建筑质量和相应的配套设施验收把关也比较严格。住宅建筑商一般选用柴油发电机组作为为电力供应中断时的消防应急的备用电源。在城市市电供应日趋稳定的今天, 高层建筑备的备用消防电源用投入使用的频率相对较少, 但其仍然具有重要作用, 作为我们日常的生产生活的后备电源提供了有力保障。了解和掌握柴油发电机组的性能和常见故障, 可以帮助我们在日常维护和管理中更具有针对性, 认识潜在的危害性, 避免在发生火灾、或其它事故的情况下能提供有力的应急保障电源, 对减少灾害和人民生命财产的损失尤其重要。现就民用高层建筑中的消防备用电源柴油发电机组的维护管理上阐述一下, 为大家学习和交流提供一点帮助。
1 柴油发电机组机组维护管理现状
现在高层建筑的消防备用电源柴油发电机组机组维护管都是由物业负责, 由于该设备使用的频率极低 (特别是在电源比较丰富的城市) , 都没有引起足够的重视, 国家相关部门也没有这方面统一的规定, 很多高层建筑在交付使用后, 维护管理脱节。而物业管理公司很少派专人去接受柴油发电机组机组维护保养的专业知识的培训, 其维护保养和管理多半是招聘的水电维护工进行柴油发电机组管理。缺乏应有维护保养和管理方面的知识, 其维护保养是粗放式的, 经过一段时间后出现故障和损坏, 由于使用频率小、维修费高、维修保养没有跟上, 很多的高层建筑的消防备用柴油发电机组也逐渐成为一个摆设, 其管理水平也参差不齐, 很多的柴油发电机在安装后都能正常投运, 随着时间的推移, 缺乏相应的专业维护保养技术人员, 在消防应急备用电源的投入中经常出现自动启动达不到在30S内应急启动成功的要求、不能正常启动或不能启动。逐渐成为摆设, 在管理上也没有一套有效的柴油发电机组维护、保养与管理制度。
2 完善柴油发电机组专业的机培训机构, 做到持证上岗
国家相关部门也应该根据高层民用高层建筑应急备用电源的管理办法, 并指定有资质的培训机构进行专业培训, 逐步完善培训机构。并规定物业管理公司对于高层建筑应急备用电源的维护保养管理人员的数量, 并制定专门的的管理实施办法。物业管理进入高层建筑管理也要取得相应的资质 (其中有专门机构培训合格的备用应急消防电源管理技术人员的数量) , 高层民用建筑的备用应急消防电源管理人员必须经过专门机构培训合格后才能持证上岗, 物业管理部门具有有专门的柴油发电机组专门维护人员, 才能跟据设备具体情况制定出相应的维护保养管理制度, 才能从根本上提高应急备用电源维护、保养管理水平。
3 建立应急柴油发电机预案管理制度
建立建全备用柴油发电机应急电源的预案, 突发事件后应急备用电源的应急保障能力, 就是应在城市电网突然停电的情况下, 保证高层住宅楼的备用柴油发电机自动起动装置, 能够在30秒内供电, 保证一级负荷电源的正常供应。使高层建筑在发生火灾、或其它事故的情况下能提供应急保障电源供电能力, 才能减少灾害带来的损失, 并建立与此相配套的维护保养制度。根据具体情况制定每季度的应急柴油发电机组试机制度, 及时发现备用柴油发电机组, 发现机组存在的问题和不足, 及时维护保养。才能做到“安全第一、预防为主, 综合治理”的方针。
4 应急柴油发电机的维护保养应注意的方面
柴油发电机是一种独立备用的发电设备, 主要是在市电突然停电时提供的应急保障电源。事实上市电日趋稳定, 电力部门线路系统也在不断改进完善, 即使供电部门在线络停电检修或施工的情况下, 都会合理调度相应的备用线路投入运行, 保障用户对供电的需求。现供电部门客户端停电的概率相对较少。因此柴油发电机组常期处于待机备用状态, 实际投入使用的机会比较少, 平时维护、保养和检查、为主, 缺乏专业的柴油电发机组维护、保养技师, 没有完善的检测、维护维修手段。但这种应急备用电源是必预防为主的消防保障电源。不可缺少。如何做到发电机在平时使用较少的情况下, 应急时能及时供电, 运行安全可靠, 停电结束后又能立即停机。对机组定期进行维护保养是提高机组最大的运行安全性和使用寿命手段是必要的。机组本文介绍一些简单的方法, 达到学习和借鉴目的。
(1) 启动电瓶的维护保养:由于备用柴油发电机电源投入使用较少, 柴油发电机是否能正常启动, 电池的维护保养是关键。如电如忽视了对电池组的维护保养, 会导致蓄电池电量不足, 造成发电机不能正常起动, 就不能保证在30S内自动启用备用电源, 造成其它事故。如遇到高楼层火灾时, 二次供水加压无电源启动时不动作, 造成水压不足和无水导致火灾损失扩大。常见的情况是:有电压、但电流不足不能带动连轴, 不能启动。同时电池组出现电流不足导致无法停机。就要求配备电压等相级相匹配的浮充充电器设备, 保证充电设备正常充、停。经常检查启动电池组液面及时正确及时补液, 保证正常的液面高度。保持电池组清洁。发现启动电池组故障或其它原因不能正常起、停备用电源时, 应及时更换电池组。
(2) 起动电磁阀的维护保养:定期检查起动电磁阀表面是否有油污, 其触点是否烧蚀, 使电磁阀保持良好的工作状态。可通过听起动时的声音来进行判断, 正常情况下, 当按下起动按钮, 3s之后, 即可起动。在这3s内可听到“咔嗒、咔嗒”声。如果听不到第二个声响, 则说明电磁阀已损坏, 则发电机就不能起动。将电磁阀更换后就可以起动。
(3) 注意对柴油和机油的检查:因为机组长期处于静止备用状态, 机组本身各种材料会与机油、冷却水、柴油、空气等发生复杂的化学、物理变化, 最终造成高压油泵的柱塞锈蚀, 机组供油不良, 当然就不能正常起动运转。从而将机组“放”坏。为此应注意油的问题。因此备用应急发电机组应定期进行维护维护检查和起动试机, 保证机组的良好状态,
(4) 发电机的维护保养:交流发电机的内外部都应定期清洁, 而清洁的频率则要视机组所在地的环境。当需要清洁时, 可按下列步骤进行:将所有电源断开, 把外表所有的灰尘、污物、油渍、水或任何液体擦掉, 通风网也要清洁干净, 因为这些东西进入线圈, 就会使线圈过热或破坏绝缘。灰尘和污物最好用吸尘器吸掉, 不要用吹气或高压喷水来清洁。柴油发电机组一般放置在住宅楼的底层, 容易回潮而引起绝缘电阻降低, 就要求定期进行起动试验, 并运行一定时间 (时间长度根据回潮程度不同) 将发电机进行烘干, 烘干办法及详细的维护保养参阅随机“发电机使用及维护说明书”。
(5) 在平时的日常中其它以下项目的检查:由于篇幅的关系我这里就不作详细的阐述了, 可参考相关资料学习。其检查项目有: (1) 润滑系统检查; (2) 冷却系统检查; (3) 进风口系统检查; (4) 燃油系统检查; (5) 排气系统系统检检查; (6) 发电机部分检查; (7) 自动控制装置系统检查; (8) 控制屏部分检查, (9) 控制屏的维护保养; (10) 柴油发电机组和发配电室清洁管理等项目的检查。针对具体的机组, 用户还应参阅机组有关维护保养资料给予正确实施。
5 结束语
于各个民用高层建筑根据地域的不同和城市供配设计上的不同, 存在配备柴油发电机的厂家、型号和大小千差万别, 因此在维护保养上不可能制定统一标准, 还有根据具体的情况, 不同的用途制定出不同的维护、保养、管理制度, 选用应急柴油发电机组时, 除应满足规范要求外, 还应根据实际情况来设置, 才能达到令人满意的效果。
参考文献
[1]高层民用建筑设计防火规范[S].GB 50045—95, 2005.
[2]民用建筑电气设计规范[S].JGJ/T16—92 3.1条规定.
应急发电机组 篇2
按照矿山企业安全生产要求，每个生产企业必须有双回路电源，我矿除了一路网电供电以外，还配备了一台300KW柴油发电机组，在网电意外停电的情况下，启动备用发电机组，满足我矿提升绞车及排水系统正常运转。
1、备用发电机组由电工班负责日常管理及启动。
2、每天夜班必须有至少一名电工值班，出现意外停电情况，必须立即启动备用电源。
3、启动柴油发电机组时，严格按《百发柴油发电机组用户手册》的规定操作。
4、柴油发电机组启动运转正常后，按顺序断开网电隔离闸刀，再将发电机组电路切入配电柜。
5、及时联系敖包变电所，问清停电原因、停送电时间等，并做好相关记录。
6、柴油发电机组应当每月进行一次启动试验，检查运转情况，查看燃油、机油、防冻液的标尺，发现不足及时补充。
7、经常检查机组的各部螺丝紧固情况，蓄电池连线、油管接头等，发现问题及时处理。
8、搞好室内外卫生，保证机房地面清洁，物品摆放整齐。
应急发电机组 篇3
摘要:风力发电场的建设中建立施工安全重大危险源预警机制,完善风电场建设施工应急救援体系是健全和提高风电场建设施工安全管理水平,实施安全生产与应急管理的重要内容。作者有幸参与到我国风电建设队伍当中,文章结合工程实际情况,对风电场的危险源辨识与应急管理进行一些初步的探讨。
关键词:风力发电场;危险源;辨识;应急管理
中图分类号:TM614文献标识码:A文章编号:1006-8937(2009)18-0111-02
1引 言
随着我国现代化进程的不断加快,对能源的需求不断增长。风能作为一种清洁、环保、可再生的新型能源受到了前所未有的青睐。根据发改委对外公布的《可再生能源发展“十一五”》规划,到2010年,我国风力发电总装机容量要达到1000万千瓦,预计到2020年要达到3000万千瓦,风电发展的黄金时期已经到来,全国在有自然条件的省份,如新疆、甘肃、内蒙及沿海的江苏等省份,“千万级风电能源基地”建设已经开始。在风力发电场的建设中建立施工安全重大危险源预警机制,完善风电场建设施工应急救援体系是贯彻落实国家《安全生产法》和国务院《建设工程安全生产管理条例》,健全和提高风电场建设施工安全管理水平,实施安全生产与应急管理的重要内容。作者有幸参与到我国风电建设队伍当中,文章结合工程实际情况,对风电场的危险源辨识与应急管理进行一些初步的探讨。
2风电场情况简介
风力发电场是将自然界的风能转化为电能的场所,风力发电场通常建设在有丰富风力资源的场地上,在我国主要分布在新疆、甘肃、内蒙及山东、江苏等地区。风电场通常具有地理位置偏、自然条件差、占地面积大、技术领域宽等特点。通常风电场由风机工程、集电线路、升压站、送电线路、对端变电站扩建几大部分组成。一座5万千瓦的风力发电场,占地面积约10～20km2,通常由数量约40 座风力发电机组组成,需要建设20-30公里的集电线路,占地50亩左右的升压站,和长达几十公里的送电线路及负责线路接入的对端变电站扩建工程组成。在这漫长的施工作业面上,多只队伍同时开展工作,点多面广,安全问题矛盾凸现。对于工程的安全管理组织来讲,一个施工项目是一个重大危险源,只有对各分项工程的的危险源进行辨识,在危险源辨识的基础上建立事故紧急救援体系,进行有效的应急管理,才能真正的达到“安全第一,预防为主”和“防患于未然”的目的。
3风电场的危险源辨识
风力发电场的建设周期通常为8～10个月,在这期间,由于风电场建设施工作业面长,劳动力密集的特点,通常将建设过程分为基础施工、设备安装、网络组织及电气调试三个阶段,每个阶段有不同的施工特点,针对不同阶段的施工特点,进行分阶段的危险源辨识,有针对性的准备应急预案,从而进行更加科学、有效的安全管理。
3.1基础施工阶段
在基础施工阶段,各单元项目主要以基础面施工为主,在风机工程、集送电线路、升压站、对端扩建均开始基础开挖、钢筋绑扎,砼浇筑的工作。本阶段的特点是虽然作业面大,但是工作性质比较一致,特点突出,易于进行同质化管理。在本阶段,主要危险源为各型基础开挖过程中的土石方坍塌;钢筋绑扎中的金属切割、焊接及各种施工电器设备的安全保护;基础砼施工中模板与支撑、物料提升、脚手架失稳造成倒塌意外;以及施工工程车辆运行、维修、装配中造成的意外伤害。
3.2设备安装阶段
在设备的安装阶段,由于个作业面的工作差异性开始显露出来。在风机工程作业面上,风机塔筒、机舱、轮毂、叶片、箱变开始吊装,大型吊装机械的起重危害,搬运过程中的高空坠落、包括大吨位吊车的拆装、现场移动意外成为主要的危险源;在升压站及对端扩建现场,支构架开始组立,辅助设施开始建设,在高空作业中因防护措施不到位、人员未配系安全绳造成的人员踏空、滑到、失稳等意外,人员受到垂直作业面交叉作业中坠落物体的打击,还有施工中模板与支撑、物料提升、脚手架失稳造成坍塌意外是本阶段的主要危险源;在集送电线路上,铁塔开始组立,杆塔组立过程中的起重、登高、物料堆放引起的意外伤害和杆塔组件的金属切割、打孔及各种施工电器的安全保护成为主要的危险源。
3.3网络组织及电气调试阶段
在本阶段,各单元工程开始组网连接,设立清晰的施工分界点,合理的安排分界点施工工序及人员是防止因为施工分界点不明晰而造成意外责任伤害的主要手段。在集送电线路工程上,放线过程中的走向、工艺不良、拖放导线造成机械伤害,人员高空作业时安全带、安全帽的使用,安全防护设施的不到位引起高空坠物伤害成为主要危险源。升压站的辅助设施开始装修,辅助设备安装中的电气、起重危险也不能轻视。各单元工程电气调试中的触电伤害,高压设备意外伤害也是主要的危险源。
3.4其他危险源
风电场的建设通常在风能较为丰富的地区,这种地区通常是极端天气易发地区,所以在风电场建设中针对不同的季节特点所能出现的极端天气也要做好积极地应对。做好防风、防沙、防暴雨、防雷、防冻及野外的防火工作都至关重要。
3风电场建设中的安全应急管理
应急管理指社会、自然、工程技术等方面突发事件的事前预防,事发应对和善后管理过程中,通过建立必要的应对机制,采取一系列的应对措施,保证人、机、物安全的活动。在风电场的建设中,由于风电场通常地理位置偏僻,人口密度小,发生极端恶劣天气的几率高,大型工程设备多等特点,主要针对极端天气和工程方面的突发事件进行管理,保证人、机、物的安全状态。在我们对风电场特点和不同阶段危险源分析的基础上,针对不同季节、不同的工作阶段,制定相应的应急预案,在应急管理中突出风电建设特点,充分体现“预防为主,常备不懈”的应急思想,保证施工的安全进行。
3.1预防
在应急管理中预防主要指通过安全管理和安全技术等手段,防止事故的发生或通过预先采取的预防措施,达到降低或减缓事故影响或后果的严重程度。在风电场的建设过程中,对各单元施工单位人员的安全教育是预防事故发生的主要手段之一,将安全教育贯穿到整个电厂的建设周期上来,针对不同的施工阶段,针对不同的施工队伍,结合各阶段对危险源的识别和季节特点,采用宣传资料,宣传片,安全问答,集中授课等多种形式对电厂建设人员进行学习教育,增强施工人员的施工中及恶劣气候条件下的自我保护能力。完善安全工器具的配备,对安全工器具配备不到位的单位进行处罚,对于配备安全工器具不使用或不能正确使用的人员进行教育、警告及处罚。由于风电场作业面大,作业点多的特点,在所有作业点均须设置遮拦、警示牌和明显标志。加强野外施工点的安全巡视,在野外施工面上尽可能减少夜间施工,如必须夜间施工的作业面必需进行备案,要保证充足照明并由安全员进行全程监控。
3.2准备
应急准备是应急管理过程中的一个极为关键的过程,他是针对可能发生的事故,为迅速有效的开展应急行动而预先所做的各种准备。在安委会的基础上成立事故应急领导小组,建立事故应急指挥体制,针对不同工作阶段的危险源特点制定事故应急预案。在风电场的建设工地,由于工地地广人稀,作业战线长的特点,应急准备中的通信和交通保障成为能否真正实现事故应急预案的关键点。在现场,应建立多套通信系统同时运行的模式,通常采用GSM、CDMA、固话、专用无线电台四套通信系统同时使用,互为备用的模式,设立专用的应急响应固定电话,公布电话号码;安全员配备GSM/CDMA双模手机与对讲机,各工队负责人采用手机,对讲机互为备用模式,建立较为可靠的通信保障。在交通保障方面,采用专用保障车辆和工地所有施工统一指挥的互备模式。专用保障车辆配备专用司机,不得因其他原因擅自调动;将所有工程车辆首先覆盖在上述的通信系统之下,以便于在应急情况下的调度和应付可能出现的交通接力。有了通信和交通的保证,并对预先制定事故应急预案进行演练,在演习基础上完善预案,做好应急准备的各项工作。
3.3响应和恢复
应急响应是在事故发生后立即采取应急与救援行动,实施已经过演练的事故应急预案。并在事故发生后的马上将事故的影响区域恢复到安全的状态,并逐步恢复到正常状态。在风电场的建设中,由于工作面点多线长,通常在事故发生后首先对现场进行封闭,充分研究事故原因并制定相应对策后再开封现场,充分保证安全的情况下恢复施工。
4结 语
在我国大步迈向现代化的今天,大规模的工程建设在各条战线上如火如荼地展开,与此同时,工程安全问题也被国家高度重视,国务院确定2009年为“安全生产年”,并将安全生产月的主题定为“关爱生命,安全发展”。文章叙述结合了作者本人在风电场建设中安全管理中的一点积累,希望能为千万同行提供点滴参考,共同为“以人为本,安全第一”的安全大厦添砖加瓦。
参考文献:
[1] 中国安全科技中心.中国安全生产大百科全书[M].北京:电
子工业出版社,2006.
[2] 赖庆隆.浅论电力建设施工安全重大危险源辨识与防治
应急发电机组 篇4
关键词：励磁,ALSTOM,低励
1 励磁控制系统简介
我厂应急柴油发电机组采用ALSTOM励磁控制系统,其具有操作简单,性能可靠等特点。该系统包括一个自动电压调节通道和一个手动励磁电流调节通道,在运行时两者互相跟踪,保证通道切换时的平稳性。励磁控制系统主要包括电源卡、手动设置卡、自动设置卡、手动调节卡、自动调节卡以及低励限制卡。
2 励磁系统调试
2.1 电源卡A76
电源卡需要检查在额定交流电压输入时其输出的直流电压是否满足要求,同时要需要通过调整输入交流电压大小确定其输出直流电压的对应关系。通过试验得出:A76卡在交流电压输入45V左右开始有直流电压输出,当交流电压输入到达117V时,A76卡的输出达到最大值,即正负15V。
2.2 手动设置卡测试
手动设置卡的主要作用向手动调节卡输出励磁电流参考值,所以试验时主要测量其输出量Uref,即其试验报告中的M1点。励磁电流参考值Uref的变化范围为0V~3.3V(分别对应于0%Ifn和110%Ifn),所以在调试时需要通过手动按面板上的增减磁按钮改变Uref以确定该输出的实际输出范围,通过测试我们得到的变化范围为0V~3.298V。该板卡的另一项功能是在柴油机空载情况下起励后需输出一个预设值Uref=1.44V,使发电机空载时机端为6.3k V,通过测试,我们得到的预设值为1.452V。
2.3 自动设置卡测试
自动设置卡的功能与手动设置卡类似,即向自动调节卡输出一个电压参考值,其输出Uref的输出范围为4.5V~5.5V(分别对应90%Un和110%Un),该范围也是通过按面板上的增减磁按钮看其变化范围,通过测试,我们得到的实际变化范围为4.50V~5.50V。与手动设置卡类似,自动设置卡的另一项功能是在发电机起励或者由手动通道切换到自动通道时向自动调节卡输出一个预设值5V(对应于100%Un),通过测试我们得到的结果为5.0V。
2.4 手动调节卡测试
手动调节卡的功能是通过比较励磁电流采样值经转换成电压后的值与手动设置卡输出的考值Uref进行比较,根据其输出值Vc来调整整流桥可控硅的开度达到调节励磁电流大小的目的。励磁电流采样值IF的变化范围为0V~-3V(分别对应励磁电流为0A和Ifn=6.32A),经过测试我们得到的实际变化范围为-0.16V~-3.045V。
调节手动设置卡的励磁电流参考值至一个特定值,例如1.5V,根据估算,此时如果励磁电流采样值为3.2A时,其对应的IF也大约为1.5V,此时手动调节卡的输出Vc的值应变化的较慢,即调节卡的调节力度较小,若此时减小励磁电流值至2A,则调节卡的输出应快速向正值变化,当调节励磁电流至大于3.2A的某一个值时,调节卡的输出应快速向负值变化。通过试验,调节卡的输出大约变化范围为-12.85~+14.45V,当正常运行时该变化范围大约为-1~+1之间。
2.5 自动调节卡测试
自动调节卡的功能是根据自动设置卡给出的电压参考值与机端电压采样值间的差值大小调节励磁电流大小从而改变机端电压大小。自动调节卡的测试项目包括VT和IF。VT即机端电压的采样值应为5V(即对应于6.3k V),通过测试我们得到的实际值为4.96V,励磁电流采样值应为3V(对应于Ifn=6.32A),实际得到的IF为2.98V。
1)自动调节卡的过励限制功能测试
过励限制是当发电机励磁电流大于1.1倍额定励磁电流时,该功能触发,以降低A36输出控制电压Vc1,从而降低励磁电流值。在没有机端电压采集的情况下(即继电保护测试仪没有输出)可以测得Vc1的输出大约为12.85V,此时用直流发生器模拟励磁机的励磁电流,逐渐增大励磁电流至6.3A左右,Vc1的输出保持稳定,但会逐渐下降至大约8.2V左右,继续增大至7A,Vc1开始持续下降并最终稳定在-12.85,同时A36卡上的LIM灯亮,说明自动调节卡上的过励限制动作,即验证了自动电压调节卡的过励限制功能以及其动作值的正确性。
2)自动调节卡的强励功能测试
在没有机端电压采样的情况下,Vc1的输出大约为12.85V,此时用继电保护测试仪向调节卡输入约50V左右的电压,然后调节励磁电流输入至2.53A左右,此时可以看出Vc1的输出将稳定在9.2左右,说明此时需要增加励磁电流。模拟励磁电流至7.0A后,如上述一样将发生过励限制动作,Vc1将快速降低至-12.85。此时在继保仪上模拟电压突降,即将继电保护测试仪输出突然减少至30V左右,可以看出Vc1的输出瞬间增加到12.85,持续时间大约为5s,在强励过程中可以看到过励限制灯LIM将熄灭。
2.6 低励限制卡测试
低励限制卡的功能是在发电机进相运行深度过大时将发电机的运行点拉回至低励限制曲线的右方。低励限制的的测试功能包括功率值采样及低励限制曲线的确定。
1)功率采样验证
功率值采样需测试三个点,即发电机发出纯有功、发电机发出纯无功及发电机吸收纯无功。当发电机吸收纯无功时,根据发电机的额定视在功率为7875k VA,其电流应为:
所以在试验时用继保仪向限制卡输入三相57.74V正序电压,保持B相相角为-120°,使继保仪的电流输入为B相交流电流4.5∠-30°,此时电流相角超前电压相角90°,发电机吸收纯无功。低励限制卡上的IDW电压应为-5.0V,试验时测得的实际电压为-5.003V。同理,当发电机发出纯无功时保持电压的幅值及相角不变,仅需改变电流相角至4.5∠-210°,此时电流相角落后于电压相角90°,发电机发出纯无功,测量点IDW的理论值应为+5.0V,实际试验的电压为+5.0V。当发电机发出纯有功时,改变电流相角至4.5∠-120°,此时电压与电流同相位,发电机发出纯有功,测量点︳IW︳的理论值为+5V,试验时的实际测量值为+5.00V。
2)低励限制曲线的试验
在该发电机的低励限制保护中,其限制曲线为一条直线,我们通过发电机P-Q曲线上的两个点确定该直线,其坐标分别为(0,-6.057)和(3.17,-5.497)。
第一个点的验证只需模拟发电机发出纯无功,直至限制卡上的LIM亮起就说明该值为实际的动作值。用继保仪输出三相交流57.74V正序电压,使Ub=57.74∠-120°,使Ib=0∠-30°,在保持电压和电流相角均不变的情况下逐渐增大Ib的幅值,即模拟此时发电机的运行点在Q轴上由零点逐渐向负值运动,直至限制卡上的LIM灯亮起。在实际试验时我们得到的Ib动作值为3.47A,所以此时发电机的功率如下:
可以看出,实际的动作值与理论动作值基本一致。
在第二个动作点时发电机为输出有功,吸收无功,所以电流相角应超前电压相角。在做试验时需保持Ub=57.74∠-120°,Ib=0∠-60°,然后逐渐增大Ib的电流即可模拟发电机的视在功率S的运行轨迹为一条直线,当限制卡的LIM灯亮起时即表明S的运动轨迹与低励限制线相交。通过试验,我们得到的动作电流为3.64A,所以此时发电机的功率如下:
与理论动作值基本一致。
3 结束语
发电车间触电事故应急处置方案 篇5
1总则
1.1编制目的
高效、有序地处理本企业触电伤亡突发事件，避免或最大程度地减轻触电人身伤亡造成的损失，保障员工生命和企业财产安全，维护社会稳定。1.2编制依据
《电力企业现场处置方案编制导则》 1.3适用范围
适用于发电车间触电伤亡突发事件的现场应急处置和应急救援工作。2事件特征
2.1危险性分析和事件类型
2.1.1危险性分析
2.1.1.1使用电动工器具时，电动工器具外壳漏电。2.1.1.2电气设备外壳漏电。
2.1.1.3电灯开关、插座破损，带电部分外露。2.1.1.4员工劳动保护使用不恰当。2.1.1.5带电作业。
2.1.1.6临时用电使用的设施、设备不符合要求。
2.1.1.7在电气设备的检修和维护过程中，缺少电气危险警告标志。2.1.1.8检修、检查或操作过程中忽视安全措施。2.1.2事件类型
触电伤亡事故分为触电伤害和触电死亡两种。2.3事件可能发生的地点和装置
2.3.1控制室。2.3.2电气配电柜。2.3.3手持电动工具。2.3.4办公室。
2.3.5电器设备检查、检修、维护的作业场所 2.3.6雷雨天气进行电气设备的检修和维护工作 2.4可能造成的危害
发生触电后，可引起人员轻伤、重伤，甚至人身死亡事故。2.5事前可能出现的征兆
2.5.1设备地线脱落，没有及时恢复。2.5.2手持电动工具不接漏电保护器。2.5.3临时用电设施不符合要求。
2.5.4插排、插座、开关破损还继续使用。2.5.5无人监护情况下从事电气作业。2.5.6电气设备检修不办理工作票。
2.5.7作业人员不遵守安全操作规程，使用不合格的劳动防护用品。2.5.8作业人员精神状态不佳。
2.5.9电气设备检修未严格执行监护制度。
2.5.10作业人员在未切断电源或作好安全措施的电气设备上工作。2.5.11电气设备检修时擅自扩大工作范围。2.5.12作业现场私自乱接临时电源。
2.5.13安全距离不足违章蛮干，有可能误撞带电设备。2.5.14作业时走错间隔或私自移开遮栏。2.5.15停电设备检修未验电便进行工作。3组织机构及职责
3.1成立应急救援指挥部
总指挥：厂长
副总指挥：生产厂长、总工程师、安全厂长 成员：各生产车间负责人及相关科室 应急日常管理办公室设在厂调度。3.2指挥部人员职责
3.2.1总指挥的职责：全面指挥触电伤亡突发事件的应急救援工作。
3.2.2事发部门负责人职责：组织、协调本部门人员参加应急处置和救援工作。3.2.3值长职责：汇报有关领导，组织现场人员进行先期处置。
3.2.4现场工作人员职责：发现异常情况，及时汇报，做好触电伤亡人员的先期急救处置工作。
3.2.5安监人员职责：监督安全措施落实和人员到位情况。4应急处置
4.1现场应急处置程序
4.1.1触电伤亡突发事件发生后，事故现场的作业人员，应及时将现场情况报告部门负责人及向应急日常管理办公室（厂调度）报告。部门负责人及应急日常管理办公室（厂调度）应及时报告应急救援指挥部的正、副总指挥。事故现场的其他作业人员也可直接报告应急救援指挥部的正、副总指挥，同时将情况报告厂调度及部门负责人。
4.1.2该方案由应急救援总指挥宣布启动。总指挥或副总指挥接到报告后，根据具体情况，确定是否启动本预案。
4.1.3应急处置组成员接到通知后，立即赶赴现场进行应急处理。4.1.4触电伤亡事件进一步扩大时启动《人身事故应急预案》。4.2现场应急处置措施
4.2.1首先要是触电者迅速脱离电源，越快越好。
4.2.2把触电者接触的那一部分带电设备的开关、刀闸或其他断路设备断开；或设法将触电者与带电设备脱离。
4.2.3触电者未脱离电源前，救护者手不得触及伤员。
4.2.4如触电者处于高位处，触脱电源后会直高处坠落，要采取相应措施。
4.2.5触电者触及低压带电设备，救护人员应设法迅速切断电源，如拉开电源开关或刀闸，拔除电源插头等；或使用绝缘工具、干燥的木棒、木板、绳索等不导电的东西解脱触电者；也可抓住触电者干燥而不贴身的衣服，也可戴绝缘手套或将手用干燥衣物等包起绝缘后解脱触电者；救护人员也可站在绝缘垫上或干木板上，绝缘自己进行救护。
4.2.6触电者触及高压带电设备，救护人员应迅速切断电源，或用适合该电源等级的绝缘工具解脱触电者。救护人员在抢救过程中应注意保持自身与周围带电部分的安全距离。
4.2.7如果出点发生在架线杆塔上，如系低压带电线路，若可能立即切断线路电源，或者由救护人员迅速蹬杆，束好自己的安全带后，用带绝缘胶柄的钢丝钳、干燥的不导电物体或绝缘物体将触电者脱离电源；如系高压带电线路，又不可能迅速切断电源开关的，可采用抛挂足够截面的适当长度的金属短路线方法，使电源开关跳闸。
4.2.8如果触电者触及断落在地上的带电的高压导线，且三维确证线路无电，救护人员在未做好安全防护措施（如穿绝缘靴或临时双脚并紧跳跃地接近触电者）前，不能接近断线点至8～10m范围内，防止跨步电压伤人。触电者脱离带电体后亦应迅速带至8～10m以外后立即开始触电急救。只有在确认线路已经无电，才可以在触电者离开触电导线后，立即就地进行急救。
4.2.9救护触电伤员却断电源时，有时会是照明失电，因此应考虑事故照明、应急灯等临时照明。新的照明要符合使用场所防火、防爆的要求但不能因此延误切除电源和进行急救。4.2.10伤员脱离电源后的处理：
4.2.10.1触电伤员如神志清醒者，应使其就地平躺，严密观察，暂时不要站立或走动。4.2.10.2触电伤员如神志不清者，应就地仰面躺平，且确保气道畅通，并用5秒时间，呼叫伤员或轻拍其肩部，以判定伤员是否意识丧失，禁止摇动伤员头部呼叫伤员。4.2.10.3需要抢救的伤员应立即就地坚持抢救，直至医疗人员接替救治。4.2.11呼吸、心跳情况的判定 4.2.11.1受害人员如意识丧失，应在10s内，用看、听、试的方法判定伤员呼吸心跳情况。4.2.11.2看——看伤员的胸部、腹部有无起伏动作。
4.2.11.3听——用耳贴近伤员的口鼻处，听有无呼气声音。
4.2.11.4试——试测口鼻有无呼气的气流，再用两手指轻试一侧(左或右)喉结旁凹陷处的颈动脉有无搏动。
4.2.11.5若看、听、试结果，既无呼吸又无颈动脉搏动，可判定呼吸心跳停止。4.2.12判断有无意识的方法
4.2.12.1轻轻拍打伤员肩膀，高声喊叫“喂，能听见吗？”。4.2.12.2如认识，可直接喊其姓名。
4.2.12.3无反应时，立即用手指甲掐压人中穴、合谷穴约5秒。
4.2.13呼吸和心跳均停止时，应立即按心肺复苏法支持生命的三项基本措施，正确进行就地抢救
4.2.13.1通畅气道。
4.2.13.2口对口(鼻)人工呼吸。4.2.13.3胸外接压(人工循环)。4.2.14抢救过程中的再判定
4.2.14.1按压吹气1分钟后(相当于单人抢救时做了4个15∶2压吹循环)，应用看、听、试方法在5～7秒时间内完成对伤员呼吸和心跳是否恢复的再判定。
4.2.14.2若判定颈动脉已有搏动但无呼吸，则暂停胸外按压，而再进行2次口对口 人工呼吸，接着每5秒吹气一次(即每分钟12次)。如脉搏和呼吸均未恢复，则继续坚持心肺复苏法抢救。
4.2.14.3在抢救过程中，要每隔数分钟再判定一次，每次判定时间均不得超过5～7秒。在医务人员未接替抢救前，现场抢救人员不得放弃现场抢救。5注意事项
5.1在未脱离电源时，切不可用手去拉触电者。
5.2事故发生时要以抢救伤员为先，可不经许可即行断开有关设备的电源。5.3要求心肺复苏要坚持不断的进行（包括送医院的途中）不随便放弃。5.4联系医疗单位救治时必须以就近为原则。
5.5如伤者在不易救援的地方，要有可靠的防护措施之后才能接近进行救援，避免救援者发生事故。
5.6现场保卫组应保护好事故现场，设臵警示标志，防止无关人员进入破坏事故现场，以便有关部门人员进行事故调查。
5.7救护人不可直接用手或其它金属及潮湿的构件作为救护工具，而必须使用适当的绝缘工具。
5.8救护人要用一只手操作，以防自己触电。5.9防止触电者脱离电源后可能的摔伤。特别是当触电者在高处的情况下，应考虑防摔措施。5.10即使触电者在平地，电要注意触电者倒下的方向，注意防摔。
应急发电机组 篇6
在核电站工作中, 设置的应急柴油发电机组可以快速完成启动, 对核电站的设备、工作等起到保护的作用。应急柴油发电机组在核电站工作中发挥着重要的作用, 为核反应堆有稳定、可靠、安全、足够的电源, 在正常电源出现故障时, 可以保证核反应堆安全地关闭, 不释放放射性的物质。针对应用柴油发电机组自身的特点, 在核电站使用中的要求等方面的内容进行分析, 认识应急柴油发电机组在核电站中应用的改进方向, 为核电站的工作提供安全稳定的电源保障。
1 核电站对应急发电机组的技术、质量要求
在核电站核反应堆运行过程中, 利用核裂变产生的能量, 将其堆芯成为一个具有强烈作用的放射源, 当这个反应堆停止时, 就将自动释放大量的热量, 产生堆芯余热。此时形成的堆芯余热, 会随着时间不断减少, 但是如果没有对堆芯余热进行及时有效的冷却, 堆芯的温度将会持续的升高, 直到将堆芯熔化, 自动将核反应堆设计中的多重实体屏蔽, 将大量具有放射性的物质释放到环境中, 造成严重的后果[1]。针对以上核电厂的工作需求, 应急柴油发电机组成为厂外电源全部失效后堆芯余热释放的最后动力源。
基于核电站应急柴油发电机组的重要性, 对机组设备的技术质量提出了较高的要求。机组设备的核安全等级一般为1E级, 质保等级为Q1。机组的持续输出功率一般在5000k W~8000k W之间, 一般要求机组可连续7天运行。在机组设计和设备选择上, 遵循安全可靠的原则。每台核电机组对应两列或更多柴油发电机组作为应急电源, 每列机组均具备安全停堆应急电源的功能。除每台核电机组设置了两列应急柴油发电机组外, 还设置了全厂附加柴油机组以及后备柴油发电机组, 以应对不同应急情况的发生。机组的启动装置有两套, 一般为两套互相独立的压缩空气启动系统, 每套压缩空气启动系统均能单独完成5次应急启动。每台柴油机一般配备两套调速器, 在其中一套调速器出现故障时另一套调速器可自动投入。转速控制和超速保护方面, 使用三选二逻辑, 且调速器和控制柜分别配备独立的三选二信号源, 进一步降低错误信号触发停机的可能性。总之, 在机组设计方面采用了大量的冗余设计, 可有效降低故障发生概率, 确保机组安全可靠运行。
在应急启动方面, 要求机组在收到应急启动信号后10S内完成启动, 建立额定频率和电压。
除了以上这些要求外, 核电厂应急柴油发电机组还需要具有一定的事故承受能力, 在运行的过程中, 可以承受一定程度上的故障。
2 核电站应急柴油发电机组自动控制系统的特点
核电站应急柴油发电机组的自动控制系统除了一般要求外, 具有其自身的特点, 主要包括以下两个方面:
(1) 高可靠性
高可靠性主要体现在:可实现自动化操作和无人值守;启动装置冗余配置;关键信号冗余设计;恶劣条件下 (例如地震) 保持功能性。
启动可靠性直接影响机组整体可靠性, 根据IEEE387标准要求, 核电站应急柴油发电机组100次启动试验中启动成功次数不得低于99次。
另外, 在自动控制系统应用的可编程软件方面, 要求安全级设备/部件的可编程软件必须通过严苛的鉴定 (IEC60880) 。
(2) 应急运行时的低敏感性
核电站应急柴油发电机组具备试验和应急两个模式的控制系统。在试验模式下, 所有故障报警信号均投入运作。在应急模式下, 收到应急启动信号后即进入应急启动和运行模式, 除了超速保护和短路保护两个停机信号会起作用外, 其他信号在遇到故障时只报警不停机 (例如水温高、油压低、排气温度高等) , 必要时以牺牲柴油机寿命或性能为代价, 确保机组在应急状态下能够连续运行。也就是说, 核电站应急模式下的柴油机组对除恶劣故障外的信号均不敏感。
3 核电厂应急柴油发电机组自动控制系统的工作状态
随着科学技术的发展, 应急柴油发电机组自动控制系统在核电厂工作得到应用, 应急柴油发电机组自动控制系统, 在核电厂工作中的运行状态主要有:
(1) 供电
应急柴油发电机组的供电时, 在机组正常运行下, 检测到应急柴油发电机组的频率或者电压超过设定的限制时, 需要让发电机组处于空载的状态, 如果在空载的状态下, 检测到的发电机组的频率或者电压, 还是超过设定的限制, 此时就可以认为柴油机发生故障, 需要停机报错。在核电站工作中, 应急柴油发电机组的其重要的安全保障, 所以在正常电源良好的状态下, 也需要加强柴油机组的检测和保护[2]。
(2) 启动
在应急柴油机启动的过程中, 需要对柴油机的电压、电流等参数进行检测, 并对应急柴油机的启动状态进行判断, 在10s内可以建立额定电压和额定频率, 是当前核电站应急柴油发电机组成功启动的判断标准。在安全级供电丧失时, DCS会发送20s长延时启动信号至柴油机启动回路, 有的核电站柴油机在1次启动不成功后会自动闭锁回路, 有的核电站柴油机组会在20s内不断尝试启动, 约可尝试3次启动, 3次仍无法启动则不再尝试启动, 宣布此列柴油机失效;所以对应急柴油发电机组的电量参数等进行测量和判断是应急柴油发电机组自动控制系统核心工作。
(3) 操作
在应急柴油发电机组自动控制系统中, 设置有试验、参数显示、错误显示等按钮, 在应急柴油机没有进入应急工作时, 可以对应急柴油发电机组的正常运行进行试验, 按下试验按钮, 应急柴油发电机组就会立即启动, 对柴油发电机组的正常工作进行自动的检测, 在柴油发电机组启动后, 柴油发电机组的相关参数就会显示出来, 此时按下参数显示按钮, 可以清楚的对柴油发电机组的各项参数进行查看, 将错误显示按钮按下, 可以对柴油发电机组在近期的工作状态、故障状况等进行显示[3]。如果在柴油发电机组启动后, 长时间没有按下相关的按钮, 柴油发电机组就会自动的切换显示状态, 依次显示发电机组的相关参数。
4 核电厂应急柴油发电机组自动控制系统的工作
在核电厂工作中, 应急柴油发电机组具有一定的功能和特殊性, 是核电厂的故障发电机, 所以在应急柴油发电机组中有非常多的控制和保护设置。应急柴油发电机组自动控制系统的工作有两种模式, 一种是应急模式, 一种是试验模式。应急模式是对核电厂工作电源和辅助电源发生故障时的核反应堆进行保护, 保护、安全压力、应急母线压力等信号的产生, 触动柴油发电机组启动, 进入工作状态, 对反应堆进行连续的冷却, 并保证工作质量, 不发生错误的启动, 这个过程中对应急柴油发电机组的安全性、稳定性、可靠性要求非常高, 除了严重故障, 其他任何工作状态都不能发生跳闸。试验模式是对应急柴油发电机组的运行状态、灵敏性等进行检测。
核电厂正常电源和辅助电源发生故障之后, 应急柴油发电机组进入应急工作状态, 自动控制系统开始工作。在应急状态下, 对柴油发电自己的自动控制系统工作的要求非常高, 对继电保护的可靠性也有较高的要求。
应急柴油发电机组工作状态的判断, 并不是是否发生了故障, 而是将应急柴油发电机组产生的电能质量作为判断的标准, 其产生的电能质量是否满足要求。因为在应急柴油发电机组启动的过程中频率较低, 输出电压也相对的较低, 因此不会发生错误启动。在应急工作状态下, 柴油发电机组会进行跳闸保护, 也就是在核电厂工作的过程中, 发生紧急事故时, 柴油发电机组会通过相关的动作, 将其运行的稳定性和可靠性提升[4]。在检测完相关的参数以后, 柴油发电机组进入应急工作状态, 并对自身的工作状态进行保护。核电厂应急柴油发电机组自动控制系统的应急启动程序流程图如下:
5 核电站应急柴油发电机组自动控制系统的几个改进方向
5.1 自动控制系统控制柜由传统的继电保护装置向可编程控制器 (PLC) 控制系统转变
目前国内核电站应急柴油发电机组控制柜部分采用传统的继电保护装置, 部分采用PLC控制系统;传统的继电保护装置采用继电器和接触器构成自动控制系统, 由于其所需元器件数量很多, 控制电路复杂, 导致工作可靠性较差, 故障率较高, 且后期维护非常不便;控制系统采用PLC时, 柴油发电机组的工作由软件控制, 可大大简化控制电路, 控制系统的可靠性较高;1E级控制系统采用可编程控制器时要求通过IEC 60880标准的鉴定, 其软件的高可靠性也可以得到确保。
5.2 由提高单一系统或设备的可靠性向提高系统整体可靠性方向发展
应急柴油发电机组自动控制系统由信号搜集装置、信号传输线路、信号处理装置以及执行机构组成。目前, 在国内核电站应急柴油发电机组的建设和运行中, 关注的重点是在信号处理装置上, 在信号处理装置上的设备制造、安装、调试管理都非常严格, 然而对于传感器安装调试、线路敷设、执行机构验证等方面做得还不够。事实上, 上述自动控制系统的组成部分无论哪一部分出问题都会导致自动控制失效, 从而降低系统的整体可靠性。例如:某核电站应急柴油发电机组控制系统经常出现闪报警或误报警, 后经调查发现, 直接原因是由于信号线路施工不规范导致线路受到干扰;某核电站调试和运行期间某温控开关故障, 直接导致应急柴油机组不可用;某核电站因励磁线路接线错误导致机组输出电压始终无法达到额定值;等等。在柴油机组控制系统调试问题统计中, 尤其在应用了PLC的柴油机组控制系统上, 控制系统其他方面的故障大大超出信号处理装置本身的故障。所以, 为提高核电站应急柴油发电机组自动控制系统的整体可靠性, 需要提高控制系统各组成部分的技术和管理要求。
5.3 柴油机调速器向电子调速器和机械调速器互为备用发展
为确保核电站应急柴油发电机组的可靠运行, 机组基本配备了两套调速器互为备用。目前国内有部分核电站应急柴油发电机组调速器采用了双电子调速器互为备用模式, 尽管电子调速器具有灵敏度高、响应快的特点, 但其可靠性不如机械调速器, 国内某核电站曾经因电子调速器存储器写满而产生故障的问题、某固定功率段频率抖动问题等等, 且由于电子调速器故障成因复杂, 故障排查困难, 进一步影响了机组的可用时间。而机械调速器可靠性较高, 将机械调速器作为电子调速器的备用, 可有效避免使用两套电子调速器时的共模故障问题, 以进一步提高机组运行的可靠性。
5.4 自动控制系统中增加冷却水自动补充功能
在国内核电站应急柴油发电机组调试和试运行期间曾发生过多次冷却水系统渗漏水问题, 例如某核电站在调试试验期间冷却水弯管裂纹漏水、风冷器故障漏水、正常运行时安全阀打开导致漏水、橡胶件老化导致冷却水渗漏水问题等等, 由此可见冷却水系统某部位因故障而漏水问题比较普遍, 问题发生的原因也多种多样, 而目前国内核电站应急柴油发电机组不具备冷却水自动补充的功能, 仅在维护时可实现手动补水, 而机组运行时由于冷却水温度较高, 手动补水的危险性也较大, 为机组安全可靠运行带来隐患。为提高机组的可靠性, 确保在情况下机组也可以连续7天运行, 具备冷却水自动补充很有必要。
6 结束语
应急柴油发电机组在核电站工作中的应用, 可以说是核反应堆安全的保障, 在正常电源失常的状态下, 可以发挥其作用。在核电站工作中应急柴油发电机组的安全性、稳定性、可靠性等非常高的要求, 随着核电站的发展, 和科学技术的进步, 应急柴油发电机组在核电站中的应用, 在性能、结构等方面将不断的完善和改进, 提高自身的稳定性, 同时将自身的功能完善, 适用核电站的发展需求。
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应急发电机组 篇7
为了降低医疗风险, 保证服务质量, 医院一般都备有应急发电机组。我院使用的应急发电机组原先采用继电控制系统控制, 综合性能较低。为了提高系统的可靠性、灵敏性和稳定性, 我院 (威海市立医院) 决定采用可编程逻辑控制器 (Programmable Logic Controller, PLC) 替代原来的继电器控制发电机组, 报道如下。
1 应急发电机组控制系统
我院使用的自动化应急发电机组是20~2000 k W柴油发动机组, 柴油机为135系列, 原先采用继电控制系统控制。主要用途是在电网失电时, 控制柴油机自行启动和运行, 应急发电, 向急诊室、手术室等重要科室供电[1,2,3]。
应急发电机组控制系统工作过程:主电网停电, 自动发电系统启动5 s, 停止5 s;再启动5 s, 停止5 s, 连续循环启动3次, 其中只要1次启动成功, 系统就会满速运转;系统具有启动失败报警功能, 如果3次启动都不成功, 系统则会进行声光报警。
控制系统具有自我保护功能, 当柴油机水温、润滑油温和压力超过设定值时, 保护系统会发出报警直至柴油机自动停机。当主电网恢复供电时, 系统将会自动停机并恢复到预启动状态, 为下一次重新启动做好准备。
但继电控制系统的可靠性、灵敏性和稳定性不足, 故我院采用PLC控制系统对自动化应急发电机组控制系统进行改造。
2 PLC控制系统的设计思路
应急发电机组采用蓄电池启动, 柴油机点火运行即升至额定转速, 带动发电机进行发电。本着节俭原则, 通过对原控制系统工作原理进行分析, 找出系统原来的检测元件、执行机构、信号指示装置等留用, 通过分析各元件之间的逻辑关系, 利用PLC对原控制系统进行改造。选用价格便宜、性能稳定的西门子S7-200系列PLC, 利用西门子Step7编程软件编写应急发电机组的自动启动、停止、自动合闸与分闸、故障报警等程序。
3 PLC控制系统的硬件设计
PLC控制系统主要由3部分组成: (1) 输入部分, 主要包括传感部件, 即现场检测部件和各种控制按钮; (2) 控制主体部分, 即功能部件PLC; (3) 输出部分, 即各种执行机构和指示信号[4,5,6]。
3.1 PLC的选用及I/O地址的分配
PLC具有很强的抗干扰能力, 软件程序容易修改, 硬件线路连接简单, 工作环境要求不高, 具有很高的定时精度, 便于构成友好的人机界面。通过分析应急发电机组的控制要求, 系统需要13个输入点, 主要是各种传感器转换开关量;10个输出点, 也主要是开关量。选用的是西门子S7-200系列PLC-CPU226, 具体输入输出地址分配, 见表1。
3.2 硬件电路设计
根据应急发电机组的控制要求及运行特点, 基于S7-200系列PLC及其控制硬件构建的自动控制系统电路图, 见图1。
C1为应急发电机组电压检测接触器, 发电机产生电压, 则C1有电, 所对应的常开触点闭合, 输入点I1.1获得信号;C2为用于检测主电网是否有电的线圈, 主电网失电, 则C2失电, 所对应的常开触点断开, PLC输入点I1.0为0, 则KM1线圈得电, KM1常开触点闭合, 开始启动应急发电机组;C3是应急发电机组启动接触器;P1是油压力传感器, 若运转中应急发电机滑油低压, PLC输入点I0.4为1, 系统将执行安全保护程序, 同时油压失压指示灯亮, 发出报警信号;P2是水压力传感器, 若运转中应急发电机冷却水低压, KM8线圈得电, PLC输入点I0.5为高电平1, 系统将执行安全保护程序;T1是冷却水温度传感器, 若运转中应急发电机冷却水高温, PLC输入点I0.7为高电平1, 系统将执行安全保护程序, 同时Q1.0有输出, 水温过高指示灯亮;T2是油温度传感器, 若运转中应急发电机滑油高温, KM7线圈得电, PLC输入点I0.6为高电平1, 油温过高指示灯亮, 发出报警信号, 系统将执行安全保护程序;KM1~KM8都是中间继电器。
4 PLC控制系统的软件设计
应急发电机组PLC控制系统的程序主要有启动控制程序、安全保护控制程序和停机控制程序。
4.1 启动控制程序
程序启动控制有3种方式:手动、自动和模拟运行, 任一方式都允许3次重复启动。应急发电机组启动控制流程图, 见图2。
(1) 自动模式启动控制流程。当系统接收到主电网失电信号, 即C2线圈失电时, 就会发出启动信号, I1.0为1, KM1线圈得电, KM1线圈触点闭合, 启动应急发电机组并发出交流电。根据控制要求, 在5 s内发电机输出380 V交流电, 启动接触器C3获电, 主开关合闸向应急电网供电;同时监控报警系统投入工作, 即5 s内启动不成功则停止启动信号5 s, 然后再次启动。间隔时间为10 s (共允许重复3次) , 30 s内如果还启动不成功则终止启动, 发出启动失败报警信号。
(2) 手动模式启动控制流程。操作者通过接通手动按钮发出启动信号, 发电机成功发出380 V交流电后手动合闸供电, 其他控制过程和自动模式相同。
(3) 模拟运行方式启动控制流程。与手动、自动基本相同, 只是不合闸对外供电, 应急发电机组运行2 min后自动停止。
4.2 安全保护控制程序
为了保证系统稳定安全运行, 系统软件设有安全保护程序, 具体功能是采集相应监测传感器送到输入点的报警信号 (油压失压、水压低、油温高、水温高等) , 经过程序运行, 发出报警信号并进行停机保护。对于不会立即出现危险的故障, 发出声光报警信号, 用来提示操作人员;对于可能会出现危险的故障, 除了发出声光报警信号, 还会立即自动启动停机保护。故障排除之后, 需要操作停车复位开关才能重新启动系统运行[7,8]。应急发电机组安全保护控制程序图, 见图3。
4.3 停机控制程序
应急发电机组在启动失败、主电网恢复供电等6种情况下应及时停机。自动启动指令发出, 5 s后发电机仍未正常工作, 此时应停机5 s, 继而进行下一次启动;如果系统连续启动3次, 仍未启动成功, 应彻底停机。当电网恢复正常供电, 系统应进行2 s延时, 以确定供电状态恢复是否正常, 而后KM5线圈得电, 进行分闸控制, 发电机系统延时空载运行1 min后正常停机。其他情况如模拟运行试验启动成功后, 发电机运行2 min后停机;当冷却水温过高、柴油机滑油低压时, 系统运行延时1 s后停机;手动操作停止开关能立即停机。应急发电机组停机控制程序图, 见图4。
5 结语
将应急发电机组的原继电器控制系统改造为PLC控制系统, 有效地提高了系统的灵敏性、可靠性、稳定性, 同时实现了自动运行和手动控制运行的按需切换, 系统运行情况良好, 实现了设计目的。
摘要：本文阐述了采用PLC控制系统对医院应急发电机组控制系统进行改造的过程, 介绍了采用PCL控制的医院应急发电机组控制系统的硬件及软件设计过程, 改造后的医院应急发电机组控制系统的稳定性、灵敏性和可靠性都有了明显提高。
关键词：应急发电机组,PLC控制系统,停机保护
参考文献
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应急发电机组 篇8
应急柴油发电机是核电厂不可缺少的一个重要设备, 对核电站的安全运行起着重要的作用。阳江核电站工程一共建设了6台CPR1000机组。每台机组配置了2台柴油发电机组, 其中包括1台后备应急柴油发电机组, 全厂共12台柴油发电机, 另外还有1台SBO柴油发电机组。主要型号的柴油发电机组的技术参数如下。
二、福岛事故后应急柴油发电机组在核电站中的应用
众所周知, 在福岛核事故中, 应急电源系统的丧失是导致事故发生和扩大的重要原因, 所以完善国内核电在事故中应急供电系统是必然之选, 同时也是加强纵深防御体系来满足目前国内外新形势下的核安全的需要。目前国内在建CPR1000核电厂应急电源系统主要包括应急柴油发电机组和附加后备柴油发电机组两个部分。其设置原则分别是:每台核电机组配置两台容量约为6000KW左右的应急柴油发电机组;而附加后备柴油发电机组则为每个核电厂址设置一台。除应急电源外, 核电机组还配设有一台后备柴油发电机组 (简称SBO柴油发电机组) , 在正常或设计基准事故工况下, SBO柴油发电机组系统处于备用状态, 不执行安全功能。
三、应急柴油发电机组在阳江核电项目中的采购模式
阳江1~6号机组采用A包供货模式。由主要设备供应商组成设联合体进行成套设计和供货。阳江项目中主要的应急柴油机联合体组织模式如下:
联合体:MTU (牵头方) +AREVA+山西安特优
MTU:联合体牵头方, 负责机务系统设计, 前两台机组柴油机和辅助系统设备的设计和供货;
AREVA:电、仪部分的分包商, 负责电气和仪控系统的设计和供货;
山西安特优:在MTU的技术支持下, 进行柴油机的生产和组装, 部分国产化零部件的采购或加工供货。
四、目前采购模式的经验反馈
阳江项目一共6台机组, 目前1、2号机组的柴油发电机辅助系统已经调试完成, 现已进入装料前消缺阶段。从目前的反馈来看, 1号机组的两台应急柴油发电机组各有200多遗留项 (不含设计部分) , 据统计显示是所有采购包中遗留项最多的。这些问题存在的原因与采购模式有一定的关联, 具体分析如下。
1. 设计方面的问题。
设计问题主要体现在设计能力与设计质量上。MTU对柴油机本体具备较强的设计能力, 但对柴油发电机组的辅助系统的设计和成套能力较弱, 故其将工作分包给多个供货商。AREVA承担了电仪系统设备的成套和供货, 仪控柜、保护柜、发电机、配电盘等也均由其他厂家设计, MTU和AREVA只承担了设计管理的职能, 供货产品质量上受设计分包商的制约, 无法从设备设计方面进行有效的管控。比较典型的是管道和仪控系统设计的问题较多, 但MTU和AREVA处理相关问题的能力较弱, 分包商又不积级配合, 导致调试阶段发生较多的问题。
2. 进度方面的问题。
进度问题主要受项目管理能力, 设备质量, 现场服务等方面的影响较大。项目管理能力:MTU和AREVA项目整体管理能力均偏弱。由于是联合体形式, 项目组织机构较松散, 对分包商管控力度不足, 发生问题时过于依赖分包商, 对关键问题判断不足, 致使设备供货出现延误, 无法满足项目的整体要求。设备质量:因AREVA在阳江项目中依托上海电机厂实施国产化失败, 多次因柴油机质量问题对项目关键进度造成冲击, 设备NCR较多, 处理NCR耗时较长, 最后被迫转为进口。现场服务:现场服务主要体现在执行效率偏低, 响应缓慢。MTU和AREVA派出来的设代人员处理现场问题能力不足, 依赖于其公司后台的技术处理或决策。且由于前后台沟通不畅, 最终导致项目进度的延误。
五、对应急柴油发电机组采购模式的改进建议
针对阳江核电项目应急柴油发电机组供货存在的问题和在项目执行过程中的经验反馈, 总结经验对后续新建项目柴油发电机组的采购供货给出一些改进建议。
1. 供应商的选择。
目前国内、外柴油发电机供应商较多, 但具备大型柴油发电机供应, 尤其是应用于核电行业的、具备核级柴油发电机资质的供应商却较少。国内主要有陕西柴油机重工、山西北方安特优, 上海沪东重机等;国外主要有MTU (德国) 、MAN (法国) , Caterpillar (美国) 等。陕西柴油机重工, 利用MAN的专利技术制造柴油机, 但其本身缺乏相关的设计能力, 在柴油机制造过程中产生的问题, 需要获得MAN的技术支持才能解决问题。这种技术支持因对问题发生背景等不了解, 现场与MAN本部沟通时间长, 解决问题迟缓;上海沪东重机也使用MAN的专利技术, 虽然已于2010年获取核应急柴油机成套设计资格证, 但目前还从未成功供应过一台柴油机给任何核电项目;山西北方安特优与MTU联合体, 虽国产化率相对较低, 但因MTU人员在现场参与制造全过程, 前后台沟通相对较容易, 解决问题较快;国内的柴油机本体制造商在大型柴油机设计方面能力偏弱, 在制造产生问题时处理能力相对较差。应国产化需要, 部分外国柴油机制造商与国内实力较强的柴油机制造企业通过合作, 组成联合体的形式进行供货, 在这种情况下, 处理柴油机制造中遇到的各类问题能力相对较强, 对柴油机的质量和项目进度有充分的保证。AREVA在柴油发电机供货中主要负责发电机、电气和仪控系统供货, 采购上海电气生产的发电机, 使用西门子专利技术。但从在建项目情况反馈来看, 发电机制造中的问题相对较少, 但解决问题受制于西门子, 反应速度相对迟缓;Caterpillar为美国本土的AP1000项目做过柴油机成套设计, 具体柴油机本体和发电机设计和供货能力。其因未实现本土化, 供货价格可能会很高, 但后期可进一步实现转让成套设计技术和与国内联合生产;综合上述各种情况, 在新建项目中应急柴油发电机组供货商的选择上, 结合每个电站的实际需求, 可根据每个供货商的优缺点进行互补性合作模式的选择。
2. 加强成套设计供货的能力。
由于应急柴油机在核安全、抗震、机电仪一体化等多方面要求的复杂性, 与之对应的设计管理绝不是某一个专业或者一两个人所能够单独完成好的, 而是综合的、专业的技术管理, 需要E、P两个板块的分工合作。在项目建设中选择有一定柴油发电机基础知识背景的技术人员, 参与成套化设计、采购和主要设备的监造工作。同时选择柴油机本体设计和生产能力相对较强的单位合作, 减少对工作的分包数量和层级, 增强全面控制能力。
3. 质量管理方面的措施。
柴油机系统集成复杂, 柴油机本体零部件达2万多个, 而这些部件的生产来自几十至上百家不同的供应商, 分包管理较难, 根据质保等级和问题出现率, 可追溯至四级甚至五级分包商。如质量管理体系不完整, 执行不严, 很容易出现质量问题。就目前的经验来看, 柴油机供应商自身技术强, 则零部件分包商或分包层次相对少, 质量管理易控制, 出现问题后解决起来也容易些。国内外柴油机制造商对产品的监督检查方式上的差异也是导致质量存在差异的原因, 在质量管理方面德国企业更具优势, 德国大型柴油机制造商对零部件采取100%检查, 只要在检查的该批次中有一定量的不合格, 则认为该批次不可接收。国内企业大多采用抽样检查, 同一批次的零件抽样率符合相关检验合格标准, 即认为该批次的产品可接受。另外因企业文化和工作严谨度也使部分国内企业质量管理不到位, 从而影响产品品质。根据在对国内部分企业的质量保证检查的经历来看, 部分企业质量管理理念尚存在一定的问题。所以在选择供货商时注重选择质量管理体系相对完善, 且执行有力的供货商, 或协助供货商完善质管理体系并监督其严格执行。在制造前对供货商的质量计划和产品设计文件进行审查, 在制造中对质量管理体系的执行情况进行跟踪、监管, 保证执行过程的有效性。
4. 项目管理方面的改进。
设备成套管理上, ARE-VA的成套管理经验丰富, 具有一定的实力。但联合体形式, 组织机构相对松散, 其内部也因利益问题和责任界限不清, 遇到问题时易互相推诿、逃避或推脱责任。在新建项目上, 业主可联合设计院和采购部门组建临时采购团队, 涵盖机电仪等相关专业技术和管理人员。在项目管理上发挥业主的自主掌控能力, 有效减少供应商层层分包的现象, 实现对供货商有效地管控。
六、结论
从阳江核电项目应急柴油发电机组的采购经验反馈来看, 受技术和制造等因素的影响, 国内企业还没有实现单独设计制造柴油发电机组的能力, 目前均采用与国外企业联合设计及制造为主的联合体模式进行供货, 这样的模型虽然实现技术和制造上双方的互补, 但同时如果组织内部管理不善, 会造成责任划分不清、相互问题推诿等问题, 最终造成项目进度的延误、成本的增加。所以在合理选择供货商及供货模式的同时, 也要关注项目自身技术和采购的延伸管理。当然要想从根本上解决问题, 专业化的集成设计及制造团队的建立是必不可少的。
摘要：本文对中广核集团阳江核电项目中, 应急柴油发电机组采用的采购模型的经验反馈进行了介绍, 并对经验反馈进行了分析和提出改进建议。
应急发电机组 篇9
石化企业工厂用电负荷按照用电设备在生产过程中的重要性及其对供电可靠性、连续性的要求, 同时生产装置用电负荷按照国家标准和行业要求整体上实行分级管理。划分出关键设备和负荷等级后就可以按照国家标准《重要电力用户供电电源及自备应急电源配置技术规范》的要求, 对厂用自备发电机组进行配置。当大面积停电事件影响石油化工企业时, 或者发生突发事故造成停电时要及时与上级供电单位联系确认停电性质启动应急预案, 并立即投入自备应急电源为特别重要负荷供电, 保证高温高压装置得到有效控制避免各类危险事故的发生, 所以自备应急发电机组的合理运用和安全操作在石化企业显的尤为重要。
1 发电机组的投运
1.1 在投运应急柴油发电机组之前, 操作人
员应仔细检查, 确认柴油发电机组及其保护装置在良好状态, 具备带负载运行的条件
检查通风装置是否良好并注意外部有无异物, 检查排烟装置是否良好, 固定是否可靠, 有无泄漏。检查发动机燃油系统, 冷却系统、润滑系统的各连接点有无泄漏, 各阀门开闭是否正确, 规定燃油箱高油位不超过85%, 低油位不低于20%, 正常备用油位80%, 水箱水位正常位满水位, 检查水箱液位时探水棒能触碰到水位, 静态时机油油位在游标H-L之间, 控制系统显示屏有无报警, 启动电压是否正常;细节如下:
(1) 检查蓄电池各接触点良好无松动, 正负极接线正确无误。
(2) 检查发电机主电缆接线紧固, 色标相序与实际运行相位相符。
(3) 新投及大修后的发电机必须按照《电气预防性试验规程》要求对其做规定项目的试验, 且要试验项目合格以后方可投用。
(4) 发电机组外壳应不少于两点接地, 且接地可靠。
(5) 发电机系统一次图、原理图、电缆走向图、各种设备出厂合格证、试验报告、详细的技术参数、设备维护说明书、设备运行说明书等相应的图纸资料齐全, 各种检修、试验项目合格。
(6) 发电机系统主体无缺陷, 油漆完整, 无”三渗”现象, 即渗燃料油、渗机油、渗水。
(7) 检查发电机中性点接地线、接地柜是否正常, 各电气连接点无松动、接地柜刀闸在合闸位, 且接地柜接地电阻小于4欧。
1.2 发电机组的停运
(1) 发电机正常停运后, 机组冷却后对机组进行详细检查, 检查机组有无“三漏”现象, 液位是否在规定范围内;
(2) 检查蓄电池, 对蓄电池进行自动浮充充电, 确保下次启动时蓄电池容量正常。
(3) 检查发电机组各电气连接点有无发热松动现象。
(4) 及时开启发电机定子绕组、励磁绕组及水套的加热电源、确保发电机组下次启动时不受潮。
(5) 按要求将发电机的启动开关打到自动或手动位置。
(6) 在做上述检查时要保证发电机的急停按钮在合位, 并拆下蓄电池的电源线, 检查完毕后再行恢复, 以上操作需至少两人进行操作。
1.3 柴油发电机启动前的准备及操作步骤
(1) 柴油发电机在未做好启动前检查准备工作以前不准启动, 运行方式选择开关应在“OFF”;
(2) 检查蓄电池充电电源、控制、信号系统电源、冷却水温控制、空气系统、燃油系统、润滑油系统投入正常, 机内清洁无杂物, 排气口无杂物。
(3) 不同电压等级的发电机在使用摇表测量绝缘时, 其值不低于规定值。
(4) 接上蓄电池充电电源, 检查充电源红灯亮且蓄电池电压为 (24V) , 蓄电池组的容量应满足机组连续起动6次的用电量。
(5) 检查冷却水温度加热器电源投入。
(6) 检查室内燃油储油箱油位正常 (80%) , 打开柴油发电机进油、回油阀门。输油方式采用手动方式。
(7) 燃油系统启动前要排空气, 否则将影响发动机不能正常启动。
(8) 仪表盘内外清洁, 无杂物, 电气回路正常且控制盘上无报警。
(9) 查所有开关位置正确满足启动要求, 查柴油发电机就地仪表盘上“紧急停机”按钮位置正确, 查柴油发电机出口开关在断开位置。
(10) 手动启动柴油机时, 运行方式选择开关切至“手动”方式, 合上柴油发电机启动开关, 当转速、电压达到额定值时, 柴油发电机出口开关合闸。
(11) 柴油发电机启动后, 应立即到现场检查发电机各部有无异常声音、异常振动、水、油、螺栓和螺帽的松动、电路的断线、管路接头松动等情况, 同时检查柴油发电机排烟颜色是否正常, 并确认以下各值:转速、润滑油压力、润滑油温度、冷却水温度、电压、周波、电流等。
(12) 柴油机组严禁长时间怠速运行 (不超过5-10分钟) 。如果不带负荷, 应停机备用。
(13) 机组运行中排气管内排气温度较高。因此严禁人员接近排气管, 以防灼伤, 并保证排气管周围无污油或其它易燃物, 以防发生火灾。
(14) 机组停运后, 冷却液温度很高, 此时严禁打开散热器盖子, 并禁止向未冷却的冷却系统内加注冷却液, 否则会造成柴油机的严重损坏及人身伤害事故。
(15) 机组出现故障后, 严禁在排除故障和复位前再次启动。机组在“手动”或“自动”方式下, 故障未排除严禁按故障复位按钮。
1.4 柴油发电机组在正常备用状态下的检查内容有
(1) 检查柴油发电机组无泄漏现象, 检查润滑油油位正常, 检查冷却水水位, 检查贮油箱及日用燃油箱油位, 检查“就地位置选择开关在“自动”位置, 保安段工作电源开关在合位, 指示灯亮, “紧急停止”按钮位置正确, 控制仪表盘上无报警指示, 检查蓄电池充电指示灯亮电压是否正常。
(2) 柴油发电机的定期试验:
为保证柴油发电机组始终在完好备用状态, 应定期由专业操作人员进行柴油发电机组就地启动试验, 时长3min。
1.5 柴油发电机组的异常运行及事故处理
发现发电机组运行中有异常现象[如“三漏”、皮带跑偏、震动异常、排烟异常等]时, 应立即汇报当值调度和有关领导, 设法尽快消除故障。发电机组有下列情况之一时, 应立即将发电机组退出运行。
(1) 发电机组震动声响明显增大, 很不均匀, 并伴有异响;
(2) 严重漏油或喷油、漏水;
(3) 发电机有放电现象;
(4) 发电机主电缆严重发热、冒烟;
(5) 当发电机附近的设备着火、爆炸或发生其它异常情况, 对发电机构成严重威胁时, 值守人员应立即将发电机停运;
(6) 当发电机系统设备由于短路引起并机柜 (进线柜) 跳闸时, 应立即停运发电机组, 排除故障后可重新运行;
(7) 柴油发电机由机油泄漏、燃油泄漏、蓄电池短路引起的着火处理。
发电机由以上原因引起着火时, 在着火初期应想尽办法尽快使发电机组停止运行, 断开加热系统电源, 打电话报警, 并迅速使用灭火装置灭火。
2 结论
便携户外应急发电装置的设计 篇10
关键词：发电机,TSUKASA,升压模块,稳压模块,逆变器
0 引言
现如今大量电子设备得到应用, 极大地方便了人们的工作、生活和通信。这些设备大都使用电池作为电源, 持续时间为几天甚至短至一天, 需要及时充电。长期在野外作业时, 对电力有急切的需求。便携式微型发电装置, 占用空间小, 便于携带, 使用方法简单, 能廉价地满足电子设备用电及电池充电的需求, 可以多电压输出, 方便快捷地为各类电子设备提供电源。
近年来, 便携式发电机的发展很快, 但多数是以柴油发电机为原型发展的, 且柴油发电机使用时需携带柴油等燃料, 一旦燃料用尽将无法使用, 局限性很大, 携带时仍旧麻烦、笨重。
本文针对户外作业等场合需要应急电源问题, 提出一种手摇应急发电装置。使用一种微型发电机, 配以升压模块电路和稳压模块电路, 给锂电池充电或给用电电器供电, 并通过配置一个逆变器提供交流220V电压输出。
1 总体设计方案
该应急发电装置的总体方案如图1所示, 包括微型手摇直流发电机、升压电路、降压稳压电路、充电控制电路、锂电池组和逆变器等部分。微型手摇直流发电机输出的电压不稳定, 不能直接给负载使用, 配置升压电路和降压稳压电路, 可以向负载输电。当发电功率大于负载功率时, 还可对锂电池组充电。当发电功率不足时, 锂电池组和手摇直流发电机共同向负载供电。充电控制电路负责锂电池组的充电管理。逆变器的功能是将锂电池组的直流12V电压逆变为交流220V电压, 适配其它类型小功率电子设备。
2 硬件电路设计
2.1 手摇直流发电机的选择
考虑到多数便携式用电器的电池充电功率不超5W[1], 手摇直流发电机选用的型号为TSUKASA公司的TG-85E-CH。该型号发电机具有体积小、噪音小、寿命长、抗干扰强、节能环保等优点, 其主要技术参数为:电压6~24V;电流100mA;转速24~98r/min;额定扭矩0.638N·m;过载扭矩0.981N·m;额定功率8W;减速比1∶77;质量500g;正反回转。
2.2 升压电路设计
为简化设计, 选用XL6009DC-DC升压模块配以少量的电子元件实现, 相应的升压电路如图2。
XL6009是一个宽范围输入、电流模式、直流转换器, 能够产生或正或负的输出电压;可以配置为升压、反激式、SEPIC或反相转换器。采用单列5脚封装, 引脚描述见表1。输入电压为5~32V, 可以用单个反馈引脚的正或负输出电压编程;工作电流为4A;频率为320~482kHz, 固定的400kHz开关频率, 内置频率补偿, 工作温度为-40~125℃。电流模式控制提供出色的瞬态响应, SW引脚内置过电压保护, 有着出色的线路和负载调节和关断能力;内置N沟道MOSFET和固定频率振荡器;内置过流、过冲、过温的高可靠性功能模块, 内置MOSFET效率高达94%;内置频率补偿;内置软启动、热关断及电流限制功能。该模块集成度高、效率高、成本低。
将其配置成升压稳压模块, 输入电压接在芯片1脚和4脚, 并在两端并连一个电解电容消除噪声。
升压模块特点: (1) 采用常规拓扑BOOST全集成恒压输出方案, 外围器件少, 系统成本低; (2) 内置电位器可调输入输出关系, 高于设定输出电压时, 输出等于输入[2]。
2.3 降压电路设计
XL4001是一个150kHz固定频率脉宽调制 (降压型) DC/DC转换器, 具有2A负载驱动能力并且效率高、低纹波和极好的线性, 负载调节能力好。可调输出使用简单。芯片引脚描述见表2。脉宽调制控制电路可以线性调节占空比0~100%, 具有使能功能, 内置过流和短路保护功能;具有恒压CV、恒流CC、过压保护OVP功能。恒压CC模式是通过电阻Rcs测量二极管电流并实现电流模式控制。在正常工作情况, 二极管电流由0.155V的PWM控制器内部参考电压除以Rcs电阻值所决定。即I=0.155/Rcs, 因为Rcs两端的电压在正常工作条件下将一直保持在0.155V。恒压CV模式是通过电阻R3和R4测量输出电压并实现电压模式控制, 一般CV设置为用户所需要的电池的充满电状态下的电位。一旦电池的电位超过设定的电位, 芯片停止输出。
该降压电路采用图3的连接方式, 那么输出电压为:U3=1.235 (1+R3/R4) 。
降压模块特点: (1) 用于便携充电的全集成方案, 系统成本低, 可靠性高; (2) IC内部CC、CV都是通过控制PWM实现的, 因此输出电压、输出电流、输出过压保护的精度更高, 响应速度很快; (3) XL4001为40V高压双极工艺制造, 更加耐用, 可应用于多种环境[3]。
2.4 恒压充电电路设计
模块原理图见图4, 将其配置为对单串锂电池进行恒流/恒压充电的充电电路。采用CN3068芯片电路, 其引脚描述见表3。充电电流通过Rir调节, 当输入电压掉电时, 芯片自动进入电池的电流消耗小于3μA的低功耗睡眠模式。红色LED为通电指示灯, 绿色LED为使用指示灯。
充电模块特点: (1) 可以用USB口或交流适配器对单节锂电池充电; (2) 输入电压范围4.35~6.00V; (3) 片内功率晶体管, 不需要外部阻流二极管和电流检测电阻; (4) 恒压充电电压4.2V, 也可通过一个外部电阻Rx调节; (5) 涓流充电模式, 充电状态和充电结束状态双指示输出; (6) 可设置的持续恒流充电电流可达500mA, 采用恒流/恒压/恒温模式充电, 既可以使充电电流最大化, 又可以防止芯片过热, 电源电压掉电时自动进入低功耗睡眠模式; (7) 充电结束检测自动再充电[4]。
2.5 电池选择
考虑到电池重量及电量存储量, 选用的是4节锂电池并联, 这样可以使电池输出电压控制在3.7V, 并且得到相对较大的电流。适配CN3068充电电路使用恒压充电模式。其中锂电池具有易携带、比能量高、循环寿命长、充电功率范围宽和倍率放电性能好等优点[5]。而蓄电池比能量低, 循环寿命较短, 自放电, 过充电时有大量的气体产生, 因此选用锂电池[6]。
3 结论
该应急发电装置, 以TSUKASA发电机为载体, 将便捷的人力转换为电力。所产生的不稳定的电流电压, 再通过XL6009升压模块和CN3068稳压模块等, 将其转换为稳定的、安全的、可以直接供给用电器的稳定的5V电压。继而再通过一个逆变器设备, 可以输出220V交流电。
经试验证明, 该应急发电装置具有良好的稳定性, 运行可靠, 节约能量, 可以满足基本的需要。但是还需要再加以完善, 220V输出所需力量过大且所带用电器功率很小, 同时设备功能过于基本, 会完善一些功能, 例如电量显示, 使用单片机芯片控制设备等。
参考文献
[1]曹惟庆.机械设计[M].2版.北京:机械工业出版社, 1999:106-120.
[2]吴兴洲.基于XL6009开关升压稳压电源的设计[J].设计应用, 2014 (5) :135.
[3]陈国杰.BUCK恒流电源的输出纹波分析与优化设计[J].核电子学与探测技术, 2015, 35 (5) :422-438.
[4]如韵电子.500mA USB接口兼容的锂电池充电集成电路[EB/OL].[2016-03-20].http://www.docin.com/p-422915850.html.
[5]屈伟平.锂电池的发展概述[J].城市车辆, 2009 (5) :52-54.