柴油发电机组自动起动/停车程序控制实例

摘要：我国建造的地下工程应急电源多采用135系列的柴油发电机组，与其配套的自动起、停控制装置为ZK-135型。这种控制器的工作原理如图1所示。下面以ZK-135型应急发电机组自动控制装置为例，说明柴油发电机组自动起停车控制过程。

135型柴油发电机是电动起动方式，由蓄电池供电给“起动电动机”，后者通过离合器带动柴油发电机旋转，起动成功后，起动电动机通过离合器自动与柴油发电机转轴脱离，并断电停转。起动的关键是控制油门和起动电动机，使柴油发电机运转并加速。

 1．ZK-135控制装置的功能

当主电网失电后，经0～60s（可调）延时确认，该装置立即投入工作，进行自动起动控制。若一次起动成功，从起动开始经10s左右，就可以使发电机建立正常电压，并向应急电网供电。若一次起动不成功，可以在30s内自动控制起动三次，以保证起动成功的最大可能性。若三次起动均失败，装置停止工作，发出声光报警。正常运行中，油压、水温不符合要求时，亦给出报警信号。

当主电网恢复供电以后，自动装置立即使应急发电机停车，一切恢复原始状态，以备下次工作。

2.135系列应急发电柴油发电机自起动及停机的程序

（1）电网失电后经延时确认，开始自起动操作。

（2）将油门杆拉到“低速”位置。

（3）经6s延时，起动电动机得电，定时运行4s，起动柴油发电机。

（4）柴油发电机起动发火后，将油门杆拉到“全速”位置，柴油发电机加速直到额定转速建立电压，应急发电机向电网供电。

（5）起动成功后，设置柴油发电机滑油低压、冷却水高温监视。

（6）一次起动不成功，可以连续三次起动。若三次均失败，发出声光报警。

（7）主电网复电后或柴油发电机三次起动均失败，应急发电机自动停机，将油门杆自行拉到“停机”位置，控制电路复位，以备再次执行应急任务。

3．主要元件及环节（参见图1）

（1）延时继电器。

KT1：用于控制主电网失压到本装置投入工作的延时，可在0～60s内任意整定。一般整定为2s。

KT3：三次起动总计时，并通过K5接通报警电路。其延时约32～35s，大于连续三次起动时间之和。

KT4：控制两次起动间的时间间隔（6s）。

KT5：控制每次起动时，起动电动机运转的持续时间（4s）。

（2）执行电动机M（直流）。用来控制油门杆的位置，它通过蜗轮蜗杆带动一组凸轮SA，控制A、B、C、D四组触头的开闭。

（3）速度继电器KS：

当 n<250r/250r/min时，触头20-21闭合；

当 n>60000r/min时，触头20-14闭合；

当250r/minin<n<600r/n＜600r/min时，动触头悬空。

（4）温空继电器和压力继电器。

温度继电器KTE：当冷却水温正常时，常开触头断开，冷却水温高（可以整定）时闭合。

压力继电器KP：当滑油压力低时，常闭触头闭合，油压高时断开。

（5）起动环节。起动环节由继电器KT4、KT5和K6组成。KT4和KT5作用已如前述，K6是一个中间继电器，用来控制起动电动机的接触器KM。这个起动环节环节的工作规律如下所示：

 4．工作过程简述（见图1）

原始状态：柴油发电机油门杆控制电机M处于“停机”位置，凸轮开关A闭合，B、C、D均断开，KS常闭触头闭合，其余各继电器均如图示状态。准备工作时，将开关QS合上。

若主电网失电，各主发电机的主开关QF的辅助触头均闭合，K1得电，经KT1延时，开始自起动操作。

（1）一次起动成功的过程：

①KT1延时后，KT2得电，开始计时（550s)，准备三次起动失败后控制报警和系统复位。KT3得电，计三次起动所需时间（32s左右）。K7得电，它的三个常开触头分别使：M获得励磁；20-21号电路被暂时短接；K2得电。K2得电后，使执行电动机M正转，将油门拉杆拉到“低速”位置。同时，凸轮开关SA使A断开，B、C、D均闭合，所以M仍有励磁。但K2因A断开而失电，K2触头复位，M的电枢短接制动，准确停于“低速”位置。

②与此同时，KT4有电，延时6s（在延时内油门已处于“低速”），K6得电。接通KM，由接触器KM的触头接通起动电动机（图中未画这一部分），开始起动。

③与K6得电的同时，KT5也得电，延时4s使KT4失电。起动环节复位，起动电动机断电。

④柴油发电机在起动电动机起动下发火运行，转速上升，当达到250r/min时；速度继电器KS常闭触头断开，使21号电路失电，其所控各继电器均复位。

⑤当转速上升到600～700r/min时，KS常开触头闭合，K4得电。K4有两个触头：常开触头K4闭合，使K2得电，再次接通M正转，直到把油门杆拉到“全速”位置。这时凸轮开关B、断开，C、D闭合，使K2释放，M 短接制动。油门处于“全速”，柴油发电机逐渐加速到全速运行并向应急电网供电。K4另一个转换触头接通9-17号电路，使报警继电器K5处于准备工作状态，若出现滑油压力低或冷却水温高时，由KP或KTE动作，使K5得电，接通声光报警电路。

（2）三次起动的控制：若一次起动未成功，则速度继电器KS仍处于原位。当起动时间超过4s，柴油发电机还没发火，则KT4的常闭触头断开，使起动环节复位。一旦复位，KT4又得电，经6s后，第二次起动又开始，所以每次起动时间间隔为6s，起动电动机运转时间为4s，三次起动总时间为30s。若第三次又失败，则KT3延时（32s左右）结束，切断起动环节同时接通K5发出起动失败报警。

（3）应急柴油发电机组的停机及控制系统复位：

①三次起动失败后，系统复位的过程：当起动过程进行50s后，KT2延时结束，KT2的常闭触头断开22、23号电路，KT3断电，警报信号停止，同付，因KT2恒有电，故使起动环节断电而且形成阻塞，必须手动断开电源开关QS，系统才能复位。KT2的常开触头闭合，使K3有电。K3的转换触头接通M反转的电路，将油门杆拉回“停机”位置。此时，凸轮触头C、D断开，K3失电，M停转。

继电器K8的作用：K8的常开触头与凸轮开关的触头D并联，当油门杆拉回到“停机”位置时，因C、D被断开，使K3复位，K8也失电，由于与K8线圈并联电容C2的作用，将使K8的释放稍有延时，以便在凸轮触头D断开时，仍短时地提供M的磁场，使M可以获得较好的制动效果。

②在应急柴油发电帆组运行中，若主电网恢复供电，应急发电机自动退出工作的过程是：当主电网复电时，K1失电、复位，其常闭触头使K3得电，以后的过程同上所述。M反转，将油门杆拉到“停机”位置，柴油发电机因失去供油，自动停机。K1的常开触点断开20号电路，使整个装置复位。

（4）运行监视：当起动成功后，由KS使K4得电，接通9-17号电路，接入滑油压力和冷却水温的监视，两者任一个出现超限不正常时，均将使K5得电，发出声光报警。