兩臺工業(yè)柴油發(fā)電機(jī)組全自動智能并聯(lián)柜方案

 

根據(jù)負(fù)載情況設(shè)計(jì)兩臺800KW和1200KW康明斯工業(yè)柴油發(fā)電機(jī)組全自動并機(jī)運(yùn)行（共用1-3組柜體）。并機(jī)系統(tǒng)具有自動并機(jī)、自動均衡負(fù)載功能，且可平穩(wěn)地轉(zhuǎn)移負(fù)載的有功功率和無功功率（能夠根據(jù)負(fù)荷的變化自動調(diào)節(jié)，將負(fù)荷平均分配在多臺機(jī)組上），整個(gè)并機(jī)系統(tǒng)可根據(jù)負(fù)載的容量大小自動調(diào)整投入運(yùn)行機(jī)組的數(shù)量、通過開關(guān)柜母線和饋線系統(tǒng)為所連接的負(fù)載提供穩(wěn)定的應(yīng)急電力供給。

 一：系統(tǒng)描述：

        正常電源故障時(shí)，柴油發(fā)電機(jī)系統(tǒng)將自行啟動，自動并聯(lián)運(yùn)行，通過開關(guān)柜母線為所連接的負(fù)載提供應(yīng)

急電源。為柴油發(fā)電機(jī)主控制屏配備報(bào)警系統(tǒng)，當(dāng)柴油發(fā)電機(jī)故障時(shí)自動停機(jī)、卸載。當(dāng)正常電源恢復(fù)供電

時(shí)，關(guān)閉發(fā)電機(jī)，復(fù)位到待機(jī)狀態(tài)，直至下一次電源故障時(shí)再啟動。當(dāng)柴油發(fā)電機(jī)投入使用時(shí)，可給出一路

信號，使UPS關(guān)閉充電功能。

A． 并聯(lián)機(jī)組在50%～100%總額定功率范圍內(nèi)能穩(wěn)定運(yùn)行，且可平穩(wěn)地轉(zhuǎn) 移負(fù)載的有功功率和無功功率，其有功功率和無功功率的分配差度不大于5%。

B．并聯(lián)機(jī)組啟動運(yùn)行時(shí)，當(dāng)一臺機(jī)組或其并聯(lián)裝置故障時(shí)，不影響其他機(jī)組的正常啟動、運(yùn)行(包括監(jiān)控信號)。 

C．如并機(jī)機(jī)組設(shè)置主控柜，其控制系統(tǒng)具有主控冗余功能，即主控功能實(shí)時(shí)在線熱備份，一個(gè)主控模塊故障，另一主控模塊實(shí)時(shí)無縫備份，實(shí)現(xiàn)供電系統(tǒng)的無擾動運(yùn)行。 

D．機(jī)組從接到起動指令（不包含起動延時(shí)時(shí)間）到完成并聯(lián)輸出（能夠承擔(dān)額定負(fù)載）的時(shí)間不超過60秒。

E．正常情況下，柴油發(fā)電機(jī)和機(jī)組并聯(lián)控制系統(tǒng)均處于自啟動狀態(tài)。當(dāng)機(jī)組接到啟動信號時(shí)，并聯(lián)控制裝置在收到啟動信號10秒鐘內(nèi)（時(shí)間可編輯更改），所有并聯(lián)發(fā)電機(jī)組同時(shí)啟動。首先達(dá)到90%的額定電壓和頻率的機(jī)組將通過發(fā)電機(jī)組斷路器連接到應(yīng)急母線，其余發(fā)電機(jī)組自動同步后接入，根據(jù)負(fù)荷重要性，依次投入負(fù)載。

F．當(dāng)市電電源恢復(fù)供電后，系統(tǒng)經(jīng)過可調(diào)整的時(shí)間延遲，自動將所有負(fù)荷切回市電電源供電（配合用戶的ATS柜使用。發(fā)電機(jī)組將在無負(fù)載狀態(tài)下運(yùn)行0到10分鐘（時(shí)間可編輯更改），控制裝置將自動復(fù)位，并為下一次運(yùn)行作好準(zhǔn)備

G．負(fù)載管理 ：并機(jī)主控模塊對發(fā)電機(jī)組投入需求和負(fù)載需求的控制，具體如下：

  市電斷電，全部機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行2～10分鐘（時(shí)間可編輯更改）后，系統(tǒng)判斷負(fù)載率，   

  減少機(jī)組運(yùn)行的數(shù)量。當(dāng)負(fù)載小于機(jī)組總額定功率的80％可調(diào)）時(shí)，自動解除一臺機(jī)組的運(yùn)行；再次根據(jù)上述原則判斷是否需再減一臺機(jī)組運(yùn)行；依次 類推，直到剩余機(jī)組無法再減。如果運(yùn)行過程中，負(fù)載增加，則加機(jī)原則如下：當(dāng)負(fù)載超過當(dāng)前運(yùn)行機(jī)組   總額定功率的85％（可調(diào)）時(shí)，自動再啟動一臺機(jī)組，投入并聯(lián)供電。

二： 系統(tǒng)運(yùn)行方式

 A) 自動運(yùn)行

(1) 當(dāng)柴油發(fā)電機(jī)組和主控制屏處于自動模式時(shí)，一旦正常電源發(fā)生故障，在收到啟動信號10秒內(nèi)，發(fā)電機(jī)啟動，第一臺90%的額定電壓和頻率將通過發(fā)電機(jī)斷路器連接到應(yīng)急母線。第二臺至第七臺自動同步啟動，并聯(lián)于主母線，分擔(dān)系統(tǒng)負(fù)載。每臺發(fā)電機(jī)允許3次10秒鐘的啟動嘗試，每次啟動間隔10秒鐘。當(dāng)3次啟動嘗試全部失敗后，起動超時(shí)閉鎖功能，發(fā)出啟動失敗報(bào)警。

(2) 收到啟動信號10秒內(nèi)，其余發(fā)電機(jī)同步自動啟動，并聯(lián)于應(yīng)急母線，閉合斷路器。

(3) 當(dāng)正常電源恢復(fù)后，ATS自動轉(zhuǎn)換系統(tǒng)（客戶提供）經(jīng)過可調(diào)整的時(shí)間延遲，自動將所有負(fù)荷切換回正常電源。發(fā)電機(jī)斷路器同時(shí)斷開，柴油機(jī)將在無負(fù)載情況下運(yùn)行0至5分鐘停機(jī)，時(shí)間可以通過控制屏調(diào)節(jié)。控制屏自動復(fù)位到待機(jī)狀態(tài)。

B) 手動運(yùn)行

(1) 當(dāng)主控制處于手動模式時(shí)，整個(gè)應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)系統(tǒng)處于手動狀態(tài)，由柴油發(fā)電機(jī)選擇開關(guān)控制機(jī)組的啟動和停止。

(2) 保護(hù)功能在手動運(yùn)行和自動運(yùn)行時(shí)同樣有效。

C) 柴油發(fā)電機(jī)模式選擇

每臺柴油發(fā)電機(jī)應(yīng)具備以下運(yùn)行模式：

(1)緊急停止：當(dāng)發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)，無論什么時(shí)候按下緊急停止按鈕，機(jī)組將立刻停機(jī)并且發(fā)電機(jī)斷路器將斷開。嚴(yán)重故障也可引起柴油機(jī)急停，閉鎖啟動功能，直到工作人員排除故障并復(fù)位閉鎖。

(2) 正常（冷卻）停止：允許經(jīng)過一定時(shí)間延遲后正常切斷柴油發(fā)電機(jī)，以使柴油發(fā)電機(jī)在經(jīng)過一定帶負(fù)荷運(yùn)行時(shí)間后冷卻。當(dāng)柴油發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)，無論什么時(shí)候選擇開關(guān)被置于關(guān)位置，發(fā)電機(jī)斷路器將斷開，機(jī)組將按延時(shí)繼電器設(shè)置的延遲時(shí)間繼續(xù)運(yùn)行一段時(shí)間。

(3) 自動：柴油發(fā)電機(jī)處于待機(jī)狀態(tài)，無論什么時(shí)候收到由自動切換系統(tǒng)或進(jìn)行系統(tǒng)測試傳來的信號，機(jī)組將自動啟動。當(dāng)正常電源恢復(fù)后，轉(zhuǎn)換系統(tǒng)將發(fā)信號給柴油發(fā)電機(jī)關(guān)機(jī)或系統(tǒng)測試結(jié)束，斷路器將斷開，柴油發(fā)電機(jī)在停機(jī)以前將空轉(zhuǎn)一段時(shí)間，為下一次運(yùn)行作準(zhǔn)備。

(4) 測試：柴油發(fā)電機(jī)將起動并達(dá)到要求的轉(zhuǎn)速和電壓。柴油機(jī)將連續(xù)運(yùn)行直到測試時(shí)間到達(dá)為止。這個(gè)測試時(shí)間可根據(jù)需要設(shè)定。當(dāng)柴油發(fā)電機(jī)運(yùn)行在測試狀態(tài)時(shí)，如果正常電源發(fā)生故障，主控制開關(guān)處于自動狀態(tài)，柴油發(fā)電機(jī)將自動同步，并將發(fā)電機(jī)斷路器閉合到母線上，或者如自動運(yùn)行所描述的那樣動作。

D) 自動加載、卸載功能

自動模式運(yùn)行時(shí)：系統(tǒng)自動檢測機(jī)組輸出功率大小，并根據(jù)輸出功率大小（可調(diào)）來控制投入運(yùn)行機(jī)組的臺數(shù)，如：總負(fù)載小于單臺機(jī)組功率的40%時(shí)停止一臺優(yōu)先級別低的機(jī)組；當(dāng)總負(fù)載大于單臺功率的85%時(shí)自動啟動另外一臺機(jī)組，并且自動同期、并聯(lián)后分擔(dān)負(fù)載。當(dāng)其中一臺機(jī)組故障后，會有另外一臺機(jī)組自動啟動、并聯(lián)后輸出負(fù)載。

E) 負(fù)載分配控制 

數(shù)字式自動負(fù)載分荷控制：各機(jī)組以負(fù)載均分的控制模式，將負(fù)載依各機(jī)組容量進(jìn)行比例分擔(dān)。

F) 保護(hù)特性

(1) 每臺柴油發(fā)電機(jī)有逆功率保護(hù)。

(2) 設(shè)置半自動同步檢查繼電器。

(3) 并聯(lián)系統(tǒng)采用工業(yè)CANBUS數(shù)據(jù)通信方式，設(shè)置聯(lián)鎖裝置用于確保發(fā)電機(jī)斷路器合閘到母線上之前，檢查母線帶電狀態(tài)和同步控制儀處于工作狀態(tài)。

(4) 當(dāng)有故障時(shí)提供聲光報(bào)警。

三：發(fā)機(jī)電啟停條件：  

（1）當(dāng)上級變電站電源失電后，延時(shí)0--5S柴油發(fā)電機(jī)自啟動，同時(shí)向配電室提供啟動成功信號；  

（2）市電恢復(fù)后，柴油發(fā)電機(jī)延時(shí)60S（時(shí)間可編程）自動停機(jī)。

四：監(jiān)控功能：

z 柴油發(fā)電機(jī)組控制裝置具有標(biāo)準(zhǔn)接口（RS485 和 RS232），支持 MODBUS 標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議，

開放接口通訊協(xié)議編碼表，提供專業(yè)管理軟件。

z 機(jī)組通過標(biāo)準(zhǔn)通訊接口與電氣監(jiān)控互聯(lián)，可由電氣監(jiān)控系統(tǒng)對其進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，控制

機(jī)組啟停（包括 啟停控制、增減機(jī)組控制等）。

z 機(jī)組控制器能接受消防系統(tǒng)無源開關(guān)量遠(yuǎn)控啟停信號，并將機(jī)組工作狀態(tài)、故障報(bào)警信

號返送消防中控室（數(shù)字信號和開關(guān)量信號都可提供）

z 電氣監(jiān)控能監(jiān)測以下參數(shù)和信號（不局限于以下內(nèi)容）：

 A）機(jī)組工作狀態(tài)、故障報(bào)警等信號，輸出頻率、電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)等

B）電源主斷路器運(yùn)行狀態(tài)、故障報(bào)警、手/自動轉(zhuǎn)換開關(guān)狀態(tài)等信號；

C）油箱液位超限、油壓過低、水溫過高及啟停故障等報(bào)警信號；

D)  報(bào)警信號

E)  停機(jī)信號

F)  繼電器動作信號

G)  并機(jī)系統(tǒng)和單機(jī)的工作參數(shù)與工作狀態(tài)

  五：并機(jī)方式：

發(fā)電機(jī)組并機(jī)方式工作時(shí)，當(dāng)接到啟動信號后同時(shí)啟動2臺機(jī)組，2臺機(jī)組并機(jī)運(yùn)行，此時(shí)并機(jī)控制系統(tǒng)

自動檢測機(jī)組輸出功率大小，并根據(jù)輸出功率大小（可調(diào)）來控制投入運(yùn)行機(jī)組的臺數(shù)（具備負(fù)載管理功能）。市電來電信號經(jīng)延時(shí)確認(rèn)后，自動切掉機(jī)組輸出開關(guān)，運(yùn)行的機(jī)組空載運(yùn)行5min（可調(diào)）后自動停機(jī)。當(dāng)一臺柴油機(jī)組故障時(shí)，系統(tǒng)可以正常啟動其余柴油機(jī)組并能并機(jī)運(yùn)行。

六：數(shù)字參數(shù)讀數(shù)（由并機(jī)饋線系統(tǒng)配合機(jī)組控制系統(tǒng)提供以下數(shù)字讀數(shù)）

A) 發(fā)電機(jī)交流電壓-3相(線-線 、 線-相)

B) 發(fā)電機(jī)交流電流(每相、平均)

C) 發(fā)電機(jī)有功功率(kW) (總功率)

D) 發(fā)電機(jī)無功功率(kVAR) (總功率)

E) 發(fā)電機(jī)輸出%額定功率 (總)

F) 發(fā)電機(jī)視在功率(kVA) (總)

G) 發(fā)電機(jī)功率因數(shù)(PF) (平均)

H) 發(fā)電機(jī)頻率

I) 發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速RPM

J) 發(fā)動機(jī)計(jì)時(shí)表

K) 發(fā)動機(jī)起動成功次數(shù)

M) 發(fā)動機(jī)機(jī)油壓力(psi, KPa, bar)

N) 發(fā)動機(jī)冷卻液溫度

O) 發(fā)電總量KWh

P) 維護(hù)保養(yǎng)間隔(發(fā)動機(jī)運(yùn)行時(shí)間或日期)

Q) 實(shí)時(shí)時(shí)鐘

七：報(bào)警功能（由并機(jī)饋線系統(tǒng)配合機(jī)組控制系統(tǒng)提供以下保護(hù)和診斷功能）

  A) 低油壓

B) 高水溫

C) 超速

D) 過盤車（3次啟動失敗）

E) 緊急停機(jī)

F) 低油壓報(bào)警

G) 低冷卻水溫

H 控制開關(guān)不在自動位

I) 低油位

J) 充電器AC故障

Q) 帶載

L) 備用

八：可編程功能 控制屏提供可編程保護(hù)功能:

A) 低電壓/高電壓

B) 高頻率/低頻率

C) 逆功率

D) 過電流