火电厂柴油发电机组的选型和配置
为了避免因停电而导致人身安全和设备安全事故的发生，按照现行国家标准《大中型火力发电厂设计规范》（gb 50660-2011）第16.3.17条款的规定，200mw级及以上的火电发电机组必须严格执行设置交流保安电源的强制性条文规定要求。第16.3.18条款规定了设置交流保安电源的条件：考虑到某些地区的实际电厂工程中，除厂用电之外，另有一路来自老厂或本期保留下的施工电源，存在2台300mw级发电机组合并设置1套交流保安电源的情况，因此标准要求200mw级～300mw级的发电机组应按发电机组设置交流保安电源，没有硬性要求按照发电机组单元数量一对一设置交流保安电源。对于发电机组容量在600mw级及以上时，考虑到发电机组的重要性，以及对交流保安电源的可靠性及交流保安电源容量的要求，应按发电机组单元数量一对一设置交流保安电源。由于柴油发电机组现阶段仍是火力发电厂最独立、最直接、最可靠、最快速的电源，现阶段应采用快速启动的柴油发电机组。包括保安柴油发电机组在内的交流保安电源的电压和中性点接地方式，宜与主厂房低压厂用电系统一致。
在保安电源柴油发电机组型式的选择中，推荐采用废气涡轮增压型四冲程柴油发动机，《gb/t 2820.5-2009往复式内燃机驱动的交流发电机组 第5部分：发电机组》标准中，负载接受能力定义为鉴于不可能量化发电机组响应动态负载的所有影响因素，应以允许的频率降为基础，给出施加负载的推荐指导值。涡轮增压型平均有效压力pme较高，通常需要分级加载，作为标定功率下平均有效压力pme函数的最大可能突加功率的指导值，因此用户应规定由发电机组制造商考虑的任何特性负载类型或任何负载接受特性，一般以3个功率级来表示，该3个功率级与发电厂的实际使用情况是相吻合的，一般都能满足发电厂加载要求。保安柴油发电机组的加载能力分为三批，发电厂中保安负载的投入也可以通过加载顺序程序优化，分批投入，所以没有必要在柴油发电机容量选择过程中选用允许一次投入100％负载的昂贵的低速非增压型柴油机。类似电厂保安电源备用的柴油发电机组普遍采用高速增压型柴油机，具有体积小，输出功率大（单位体积或排量的输出功率大）、效率高及价格低等优点。在柴油机输出功率的复核环节中，应该进行首次加载能力校验，即校验第一批投入的有功负载不应超过柴油机制造厂提供的pme平均有效压力对应gb/t 2820.5-2009往复式内燃机驱动的交流发电机组第5部分：发电机组中图6，查曲线得到的额定功率的百分比（1-第1功率级）。在容量选择中，发电机带负载启动一台最大容量的电动机时，其短时过载能力（150％se，15s）可按等值热量i2t换算到小于15s的实际启动时间下的过载倍数进行校验。最大电动机启动时母线上的电压水平校验。根据理论分析和试验中实测，空载启动时的母线电压要低于带负载启动时的母线电压。这是由于预加的旋转负载具有电源特性，在启动时也供给了启动电流的缘故。因此，最大电动机启动时的严重条件是空载启动，所以校验的计算式以空载启动条件表达。启动前，假定发电机的空载电压为额定电压，发电机的内电抗采用暂态电抗x＇d，即略去短暂的次暂态过程，按此条件计算出来的母线电压是最严重的，是启动过程中的最低值。由于发电机快速自动电压调整装置的作用，启动过程中母线电压在上升，所以在规定母线电压最低允许值时，可以比厂用母线上的启动电压水平低一些（有别于标准规定最大电动机启动时，厂用母线上的启动电压为不低于80％，这是由于厂用母线上的启动电压在电动机启动过程中基本不变的，没有发电机快速自动电压调整装置的快速调整作用带来的快速恢复额定电压功能），取额定电压的75％。
带静音外罩的柴油发电机组
一、保安电源柴油发电机组的保护配置
柴油发电机真正作为保安电源投入时，一般是单独运行的，只有当作带负载试验时与厂用电系统并列运行，将负载转移给柴油机，柴油发电机定子绕组及引出线相间短路故障的保护置，应能同时适应发电机单独运行和与厂用电系统并列运行的两种运行方式。
柴油发电机应装设下列保护：
1）相间短路故障的电流速断保护
用于保护1000kw及以下发电机绕组内部及引出线上的相间短路故障的电流速断保护，作为主保护。另外，还需装设反时限过电流保护，作为电流速断保护或纵联差动保护的后备保护。对于单独运行的发电机，为了能使过电流保护能反应发电机的内部故障，过电流保护装置宜装设在发电机中性点的分相引出线上，若发电机中性点无分相引出线，则过电流保护装置只好装于发电机出口处，但宜在发电机出口处加装低电压保护，因为发电机内部故障可以反映出口电压降低或三相电压不平衡；对于与厂用电系统并列运行的发电机，宜在发电机出口处加装低电压闭锁过电流保护。
当发电机供电给2个分段时，每个分支回路应分别装设反时限过电流保护，带时限动作于分支断路器跳闸。对1000kw以上或1000kw及以下电流速断保护灵敏度不够的发电机，应装设纵联差动保护作为主保护。速断、过电流和差动保护均动作于发电机出口断路器跳闸并灭磁。
2）单相接地保护
当发电机中性点为直接接地系统时，为保护单相接地短路故障，可将相间短路保护改为取三相电流的形式，保护动作于跳闸；当发电机中性点为不接地或经高电阻接地时，应装设接地故障检测装置。
火电厂保安电源柴油发电机供电系统图.
二、保安电源柴油发电机的控制、信号、测量及自动装置
柴油发电机应装设自动启动和手动启动装置，并满足以下要求：
标准一开始是将柴油发电机自动启动命令的触发信号定义为备用电源自投失败后，即备用电源自投装置（简称备自投装置，bzt）应在厂用电“失压”1s内向柴油发电机发出自启动命令。失压意味着工作电源跳闸、备用电源自投失败（投入后也跳闸），厂用电失压1s系指备用电源自投跳闸后的1s。根据近年来工程实践以及部分地区电网运行规程的相关要求，最新标准将柴油机的启动时间提前了，由原来标准规定的bzt自投失败后这一时间点提前到了触发bzt自投动作的这一时间点，修改柴油发电机组的启动控制条件为：“保安段工作电源消失后，bzt装置在自动投入备用电源的同时，发出柴油发电机自动启动命令”，相当于以增加柴油发电机的启动次数的代价，换来了在备用电源自投失败后，柴油发电机的可带载延时的缩短，减少了故障后保安负载的停电时间。若自启动连续3次失败（柴油机连续3次启动失败，意味着启动回路或柴油机本体有故障，再次启动会耗费启动能源，所以按3次考虑），应发出停机信号，并闭锁自启动回路，由于标准要求启动电源或气源的容量应能满足6次启动的要求，因此在启动失败后，值班人员及时到机房检查发电机组并排除启动失败故障原因，还有3次启动机会。如果备用电源投入不成功，应自动投入柴油发电机电源即柴油发电机合闸带载运行，备用电源自投成功，则柴油发电机将停机，重新进入备用待机状态。
柴油发电机的手动启动装置通常是在例行试验时应用，此时值班人员需要检查有关设备，所以在柴油发电机附近的就地控制屏上进行手动启动操作比较合理，一些国外引进的工程也大多设计在就地手动启动操作，柴油机旁应设置紧急停机按钮。
柴油发电机的测量应满足以下要求：
1）就地控制屏上应装设可显示电流、电压、功率因数、有功功率和频率及启动电源直流电压的仪表或装置。
2）发电机组投运后在远方除了需要知道柴油发电机组的运行状态外，还需要知道详细运行参数，如果只采集电流这一个参数，在负载量很小时，电流几乎没有，依靠电流大小来判断断路器是否合闸成功会发生误判，因此单元控制室计算机监控系统应采集柴油发电机电流、电压、频率、有功功率，显示的方式除了可以是传统的指针表计外，也可以是现代的综合数显表计或者通过通信协议智能化采集。为了在全厂停电时，使单元控制室的运行人员能及时了解柴油发电机自动启动后带负载情况，单元控制室内应设置柴油发电机及其分支断路器的位置状态及事故信号。
三、柴油发电机组的电气联锁要求
如果保安柴油发电机组与近似无穷大容量的厂用电进行并列运行，一旦发生短路故障，厂用电源和保安柴油发电机组在短路点产生的短路电流会叠加，断路器需要承受的短路分断能力相当大，以前国产高分断能力低压电器的技术指标无法满足要求，批量供应十分不成熟，因此以前是柴油发电机禁止在就地装设同期并列装置与厂用电源并列的。随着科技进步，国产高分断能力断路器技术指标与进口品牌相差无几甚至还有超过，同时考虑到柴油发电机带负载试验的需要，柴油发电机宜在就地装设同期并列装置，正常工况下，包括柴油发电机的带载试验时，保安段的厂用工作电源与柴油发电机之间可采用并联切换（同期并列装置工作，调整柴油发电机的电压、频率以及相位等同期参数达到与厂用电同期要求之后，控制柴油发电机断路器先合闸，与厂用电源短时或长时并列并转换负载后，厂用工作电源可以选择分闸或者不分闸的不断电切换方式），事故状态下，保安段的厂用工作电源与柴油发电机之间应采用串联断电切换。
三、火电厂保安电源柴油发电机组的选择
（1）柴油发电机组的型式选择应满足以下要求：
1）柴油发电机组应采用快速自启动的应急型，失电后第一次自启动恢复供电的时间可取15s～20s；发电机组应具有时刻准备自启动投入工作并能最多连续自启动3次成功投入的性能；
2）柴油机宜采用高速（考虑到经济性，电厂保安电源选用高速柴油发电机
