一种柴油发电机远程监测系统的创新应用

龙洋 杨俊

摘要：一种水电站柴油发电机远程监测系统，其智能监测，集中程度高，能够监测发电机运行过程中的各项数据，对数据进行集中分析和存储，实现了发电机智能化、可视化功能，既替代了单一重复劳动力工作，又提升了电站事故处理效率，同时保障了发电机的工作可靠性，推进了智慧企业建设。

关键词：柴油发电机;监测系统;智能化

一、柴油发电机在水电站的应用及现状

水电站厂用电系统与柴油发电机相互配合， 确保了厂房内外重要设备在厂用电消失的情况下能正常供电，400V柴油发电机组目前主要为机组冲砂底孔、机组的工作闸门、泄洪闸启闭机等重要负荷供电， 避免可能造成极端情况下水漫大坝及机组不能开启等严重事故，柴油发电机组能有效提高了水电站备用电源的可靠性，所以柴油发电机在水电站是十分重要的，但是目前水电站柴油发电机目前集中化、数据化、智能化监测程度不高，一般采用普通单一变量监测，手动记录数据，人工分析，存在较大误差。通过单一技术手段对柴油发电机实施监测，此种监测方法集中化程度不高，历史数据无法查询，人工分析存在单一性、片面性。

二、柴油发电机远程监测系统的设计方案

一种水电站发电机远程监测系统，包括发电机，发电机连有外置油箱，外置油箱连有储油罐，所述储油罐设有第一监测组件，所述外置油箱设有第二监测组件，所述第一监测组件和第二监测组件连有PLC控制器。

1、第一监测组件包括设于储油罐上的第一液位传感器以及设于储油罐供油端的带有控制系统的供油泵，供油泵的供油端与外置油箱连通，所述供油泵的控制系统和第一液位传感器均与PLC控制器连接。

2、第二监测组件包括设于外置油箱上的第二液位传感器以及与第二液位传感器连接的液位开关，所述第二液位传感器与PLC控制器连接，PLC控制器与液位开关连接。

PLC控制器连有油位报警器，为了进一步直观提醒远程检测人员外置油箱油位的异常情况，所述PLC控制器连有油位报警器。当PLC控制器监测到外置油箱的油位高于预设上限值或低于预设下限值时，PLC控制器对油位报警器传输信号，使其启动报警。

3、由于发电机在运行过程中，气缸内的燃油处于燃烧不充分的状态时，容易形成积碳堵塞进风口，产生大量的含有一氧化碳的废气，同时消耗大量环境中的氧气，造成附近人员一氧化碳中毒，为了杜绝上述情况的发生，所述发电机设于发电室内，发电室内部设有多个一氧化碳传感器，发电室外部设有一氧化碳报警器，多个所述一氧化碳传感器均与PLC控制器连接，PLC控制器与一氧化碳报警器连接。通过设置发电室，将发电机进行隔离，并且方便控制发电机周围气体环境的均匀性，方便对一氧化碳进行检测，通过在发电室内设置多个一氧化碳传感器，并使多个一氧化碳传感器均与PLC控制器连接，对发电室内不同位置、不同高度的一氧化碳含量进行监测，并将监测得到的数据实时传输至PLC控制器进行存储和分析，通过在发电室外设置一氧化碳报警器，并使其与PLC控制器连接，当PLC控制器监测到发电室内的一氧化碳含量超过预设值时，传输信号至一氧化碳报警器，控制其启动报警，通知监测人员的同时，通知发电室周围人员撤离。

4、为了处理发电室内的一氧化碳和运行环境温度过高，所述发电室设有排风机，排风机与PLC控制器连接。通过设置排风机，并使其与PLC控制器连接。

5、为了对发电室内的温度进行监测，防止发电机在温度过高的环境内工作，所述发电室内设有多个温度传感器，多个温度传感器均与PLC控制器连接。

6、为了对发电机的振动和摆度状态进行监测，所述发电机底部设有多个电涡流传感器，多个电涡流传感器均与PLC控制器连接。电涡流传感器能够准确测量被测体与探头端面之间静态和动态的相对位移变化，通过在发电机底部各个方位设置多个电涡流传感器，对发电机运行过程中的振动情况以及各个方向上的摆度进行监测，并将监测值传输至PLC控制器，与PLC控制器的预设范围值进行对比。

7、为了使发电机启动，所述发电机连有蓄电池，用于提供发电机的启动电压，如发生蓄电池的电解液液位异常，或蓄电池电压异常等情况，将导致发电机无法正常启动，因此，蓄电池上设有第三液位传感器和电压测量装置，所述第三液位传感器和电压测量装置均与PLC控制器连接。

8、为了对发电机的工作状态进行监测，所述发电机定子上设有电压变送器、电流变送器以及功率变送器，所述发电机转子端部设有转速传感器，所述电压变送器、电流变送器、功率变送器以及转速传感器均与PLC控制器连接。

三、柴油发电机远程监测系统的设计效果及意义

1、水电站发电机远程监测系统，其通过将发电机与外置油箱分开设置，提升发电过程中的安全性，由于实际运行过程中对外置油箱的油位有严格要求，通过设置第二监测组件对外置油箱的油位等参数进行实时监测，防止外置油箱中油位过高可能造成的燃油从外置油箱的通气孔等孔隙喷出引起着火或爆炸，以及油位过低对发电机启动的不良影响，提升设备的稳定性和安全性。通过设置储油罐对外置油箱进行供油和补油，并通过设置第一监测组件对储油罐内的油量进行监测，防止发生储油罐空油的情况，造成外置油箱补油不及时，导致其内油位过低，致使发电机无法启动的情况。

2、通过设置PLC控制器，并使第一监测组件和第二监测组件均与PLC控制器连接，从而将监测到的数据实时传输至PLC控制器，PLC控制器将数据进行存储和集中分析，分析误差相较人工显著降低，使监测人员能够远程、快速、实时、准确、直观地监测发电机的运行情况，并且能够对历史数据进行查询，杜绝人工分析存在的单一性和片面性。

3、通过设置第一液位传感器，对储油罐的油位进行实时监测，并将监测到的储油罐的油位实时传输至PLC控制器进行存储和分析，使远程监测人员能够对储油罐的油位进行实时且直观地监测;通过设置带有控制系统的供油泵，实现外置油箱的及时补油。通过设置第二液位传感器，对外置油箱内的油位进行实时监测，当外置油箱内的油位低于预设下限值时，PLC控制器启动供油泵对外置油箱进行供油;通过设置液位开关，当PLC控制器监测分析到外置油箱内的油位低于预设下限值时，控制液位开关关闭，停止外置油箱对发电机进行低油位供油，防止发电机无法正常启动，当PLC控制器监测分析到外置油箱内的油位高于预设下限值时，控制液位开关开启，对发电机进行正常油位的供油，使发电机正常运行。通过设置第三液位传感器，对蓄电池的电解液液位进行监测，通过设置电压测量装置，对蓄电池的实时电压进行监测。

4、通过设置发电室，将发电机进行隔离，并且方便控制发电机周围气体环境的均匀性，方便对一氧化碳进行检测，通过在发电室内设置多个一氧化碳传感器，对发电室内不同位置、不同高度的一氧化碳含量进行监测，通过设置排风机，当PLC控制器监测到发电室内的一氧化碳含量超过预设值时，启动排风机进行排气，从而降低发电室内的一氧化碳含量。通过在发电机底部各个方位设置多个电涡流传感器，对发电机运行过程中的振动情况以及各个方向上的摆度进行监测。

5、通過设置电压变送器、电流变送器以及功率变送器，分别对发电机的工作电压、工作电流以及工作功率进行监测，通过设置转速传感器，对发电机转子转速进行监测，并将监测数据传输至PLC控制器，在PLC控制器设置工作电压、工作电流、功率以及转速的上限值，方便监测人员比对，当发生过电压、过流、过速等情况时进行报警，同时把报警信号送至监控系统以通知运行人员。

通过上述各个部分的设置和配合，实现了发电机智能化、可视化功能，既替代了单一重复劳动力工作，又提升了电站事故处理效率，同时保障了发电机的工作可靠性，推进了智慧企业建设。

参考文献

[1]柴油发电机组常见故障分析及处理措施[J].庄智水.水电站机电技术.2019（04）.

[2]关于柴油发电机安全运行的研究[J].李想.科技与创新.2014（03）.

[3]柴油发电机组的自动化控制与监测[J].胡林昌.科技风.2014（09）.

作者简介：

龙洋（1993.03.16——），性别：男，民族：汉，籍贯：重庆市长寿区，学历：大学本科，职称：助理工程师，研究方向：智慧电站。

杨俊，性别：男，名族：汉，籍贯：四川省西昌市。