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

 

根據負載情況設計兩臺800KW和1200KW康明斯工業(yè)柴油發(fā)電機組全自動(dòng)并機運行（共用1-3組柜體）。并機系統具有自動(dòng)并機、自動(dòng)均衡負載功能，且可平穩地轉移負載的有功功率和無(wú)功功率（能夠根據負荷的變化自動(dòng)調節，將負荷平均分配在多臺機組上），整個(gè)并機系統可根據負載的容量大小自動(dòng)調整投入運行機組的數量、通過(guò)開(kāi)關(guān)柜母線(xiàn)和饋線(xiàn)系統為所連接的負載提供穩定的應急電力供給。

 一：系統描述：

        正常電源故障時(shí)，柴油發(fā)電機系統將自行啟動(dòng)，自動(dòng)并聯(lián)運行，通過(guò)開(kāi)關(guān)柜母線(xiàn)為所連接的負載提供應

急電源。為柴油發(fā)電機主控制屏配備報警系統，當柴油發(fā)電機故障時(shí)自動(dòng)停機、卸載。當正常電源恢復供電

時(shí)，關(guān)閉發(fā)電機，復位到待機狀態(tài)，直至下一次電源故障時(shí)再啟動(dòng)。當柴油發(fā)電機投入使用時(shí)，可給出一路

信號，使UPS關(guān)閉充電功能。

A． 并聯(lián)機組在50%～100%總額定功率范圍內能穩定運行，且可平穩地轉 移負載的有功功率和無(wú)功功率，其有功功率和無(wú)功功率的分配差度不大于5%。

B．并聯(lián)機組啟動(dòng)運行時(shí)，當一臺機組或其并聯(lián)裝置故障時(shí)，不影響其他機組的正常啟動(dòng)、運行(包括監控信號)。 

C．如并機機組設置主控柜，其控制系統具有主控冗余功能，即主控功能實(shí)時(shí)在線(xiàn)熱備份，一個(gè)主控模塊故障，另一主控模塊實(shí)時(shí)無(wú)縫備份，實(shí)現供電系統的無(wú)擾動(dòng)運行。 

D．機組從接到起動(dòng)指令（不包含起動(dòng)延時(shí)時(shí)間）到完成并聯(lián)輸出（能夠承擔額定負載）的時(shí)間不超過(guò)60秒。

E．正常情況下，柴油發(fā)電機和機組并聯(lián)控制系統均處于自啟動(dòng)狀態(tài)。當機組接到啟動(dòng)信號時(shí)，并聯(lián)控制裝置在收到啟動(dòng)信號10秒鐘內（時(shí)間可編輯更改），所有并聯(lián)發(fā)電機組同時(shí)啟動(dòng)。首先達到90%的額定電壓和頻率的機組將通過(guò)發(fā)電機組斷路器連接到應急母線(xiàn)，其余發(fā)電機組自動(dòng)同步后接入，根據負荷重要性，依次投入負載。

F．當市電電源恢復供電后，系統經(jīng)過(guò)可調整的時(shí)間延遲，自動(dòng)將所有負荷切回市電電源供電（配合用戶(hù)的ATS柜使用。發(fā)電機組將在無(wú)負載狀態(tài)下運行0到10分鐘（時(shí)間可編輯更改），控制裝置將自動(dòng)復位，并為下一次運行作好準備

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

  市電斷電，全部機組并聯(lián)運行2～10分鐘（時(shí)間可編輯更改）后，系統判斷負載率，   

  減少機組運行的數量。當負載小于機組總額定功率的80％可調）時(shí)，自動(dòng)解除一臺機組的運行；再次根據上述原則判斷是否需再減一臺機組運行；依次 類(lèi)推，直到剩余機組無(wú)法再減。如果運行過(guò)程中，負載增加，則加機原則如下：當負載超過(guò)當前運行機組   總額定功率的85％（可調）時(shí)，自動(dòng)再啟動(dòng)一臺機組，投入并聯(lián)供電。

二： 系統運行方式

 A) 自動(dòng)運行

(1) 當柴油發(fā)電機組和主控制屏處于自動(dòng)模式時(shí)，一旦正常電源發(fā)生故障，在收到啟動(dòng)信號10秒內，發(fā)電機啟動(dòng)，第一臺90%的額定電壓和頻率將通過(guò)發(fā)電機斷路器連接到應急母線(xiàn)。第二臺至第七臺自動(dòng)同步啟動(dòng)，并聯(lián)于主母線(xiàn)，分擔系統負載。每臺發(fā)電機允許3次10秒鐘的啟動(dòng)嘗試，每次啟動(dòng)間隔10秒鐘。當3次啟動(dòng)嘗試全部失敗后，起動(dòng)超時(shí)閉鎖功能，發(fā)出啟動(dòng)失敗報警。

(2) 收到啟動(dòng)信號10秒內，其余發(fā)電機同步自動(dòng)啟動(dòng)，并聯(lián)于應急母線(xiàn)，閉合斷路器。

(3) 當正常電源恢復后，ATS自動(dòng)轉換系統（客戶(hù)提供）經(jīng)過(guò)可調整的時(shí)間延遲，自動(dòng)將所有負荷切換回正常電源。發(fā)電機斷路器同時(shí)斷開(kāi)，柴油機將在無(wú)負載情況下運行0至5分鐘停機，時(shí)間可以通過(guò)控制屏調節?？刂破磷詣?dòng)復位到待機狀態(tài)。

B) 手動(dòng)運行

(1) 當主控制處于手動(dòng)模式時(shí)，整個(gè)應急柴油發(fā)電機系統處于手動(dòng)狀態(tài)，由柴油發(fā)電機選擇開(kāi)關(guān)控制機組的啟動(dòng)和停止。

(2) 保護功能在手動(dòng)運行和自動(dòng)運行時(shí)同樣有效。

C) 柴油發(fā)電機模式選擇

每臺柴油發(fā)電機應具備以下運行模式：

(1)緊急停止：當發(fā)電機運行時(shí)，無(wú)論什么時(shí)候按下緊急停止按鈕，機組將立刻停機并且發(fā)電機斷路器將斷開(kāi)。嚴重故障也可引起柴油機急停，閉鎖啟動(dòng)功能，直到工作人員排除故障并復位閉鎖。

(2) 正常（冷卻）停止：允許經(jīng)過(guò)一定時(shí)間延遲后正常切斷柴油發(fā)電機，以使柴油發(fā)電機在經(jīng)過(guò)一定帶負荷運行時(shí)間后冷卻。當柴油發(fā)電機運行時(shí)，無(wú)論什么時(shí)候選擇開(kāi)關(guān)被置于關(guān)位置，發(fā)電機斷路器將斷開(kāi)，機組將按延時(shí)繼電器設置的延遲時(shí)間繼續運行一段時(shí)間。

(3) 自動(dòng)：柴油發(fā)電機處于待機狀態(tài)，無(wú)論什么時(shí)候收到由自動(dòng)切換系統或進(jìn)行系統測試傳來(lái)的信號，機組將自動(dòng)啟動(dòng)。當正常電源恢復后，轉換系統將發(fā)信號給柴油發(fā)電機關(guān)機或系統測試結束，斷路器將斷開(kāi)，柴油發(fā)電機在停機以前將空轉一段時(shí)間，為下一次運行作準備。

(4) 測試：柴油發(fā)電機將起動(dòng)并達到要求的轉速和電壓。柴油機將連續運行直到測試時(shí)間到達為止。這個(gè)測試時(shí)間可根據需要設定。當柴油發(fā)電機運行在測試狀態(tài)時(shí)，如果正常電源發(fā)生故障，主控制開(kāi)關(guān)處于自動(dòng)狀態(tài)，柴油發(fā)電機將自動(dòng)同步，并將發(fā)電機斷路器閉合到母線(xiàn)上，或者如自動(dòng)運行所描述的那樣動(dòng)作。

D) 自動(dòng)加載、卸載功能

自動(dòng)模式運行時(shí)：系統自動(dòng)檢測機組輸出功率大小，并根據輸出功率大?。烧{）來(lái)控制投入運行機組的臺數，如：總負載小于單臺機組功率的40%時(shí)停止一臺優(yōu)先級別低的機組；當總負載大于單臺功率的85%時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)另外一臺機組，并且自動(dòng)同期、并聯(lián)后分擔負載。當其中一臺機組故障后，會(huì )有另外一臺機組自動(dòng)啟動(dòng)、并聯(lián)后輸出負載。

E) 負載分配控制 

數字式自動(dòng)負載分荷控制：各機組以負載均分的控制模式，將負載依各機組容量進(jìn)行比例分擔。

F) 保護特性

(1) 每臺柴油發(fā)電機有逆功率保護。

(2) 設置半自動(dòng)同步檢查繼電器。

(3) 并聯(lián)系統采用工業(yè)CANBUS數據通信方式，設置聯(lián)鎖裝置用于確保發(fā)電機斷路器合閘到母線(xiàn)上之前，檢查母線(xiàn)帶電狀態(tài)和同步控制儀處于工作狀態(tài)。

(4) 當有故障時(shí)提供聲光報警。

三：發(fā)機電啟停條件：  

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

（2）市電恢復后，柴油發(fā)電機延時(shí)60S（時(shí)間可編程）自動(dòng)停機。

四：監控功能：

z 柴油發(fā)電機組控制裝置具有標準接口（RS485 和 RS232），支持 MODBUS 標準通訊協(xié)議，

開(kāi)放接口通訊協(xié)議編碼表，提供專(zhuān)業(yè)管理軟件。

z 機組通過(guò)標準通訊接口與電氣監控互聯(lián)，可由電氣監控系統對其進(jìn)行遠程監控，控制

機組啟停（包括 啟?？刂?、增減機組控制等）。

z 機組控制器能接受消防系統無(wú)源開(kāi)關(guān)量遠控啟停信號，并將機組工作狀態(tài)、故障報警信

號返送消防中控室（數字信號和開(kāi)關(guān)量信號都可提供）

z 電氣監控能監測以下參數和信號（不局限于以下內容）：

 A）機組工作狀態(tài)、故障報警等信號，輸出頻率、電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率、功率因數等

B）電源主斷路器運行狀態(tài)、故障報警、手/自動(dòng)轉換開(kāi)關(guān)狀態(tài)等信號；

C）油箱液位超限、油壓過(guò)低、水溫過(guò)高及啟停故障等報警信號；

D)  報警信號

E)  停機信號

F)  繼電器動(dòng)作信號

G)  并機系統和單機的工作參數與工作狀態(tài)

  五：并機方式：

發(fā)電機組并機方式工作時(shí)，當接到啟動(dòng)信號后同時(shí)啟動(dòng)2臺機組，2臺機組并機運行，此時(shí)并機控制系統

自動(dòng)檢測機組輸出功率大小，并根據輸出功率大?。烧{）來(lái)控制投入運行機組的臺數（具備負載管理功能）。市電來(lái)電信號經(jīng)延時(shí)確認后，自動(dòng)切掉機組輸出開(kāi)關(guān)，運行的機組空載運行5min（可調）后自動(dòng)停機。當一臺柴油機組故障時(shí)，系統可以正常啟動(dòng)其余柴油機組并能并機運行。

六：數字參數讀數（由并機饋線(xiàn)系統配合機組控制系統提供以下數字讀數）

A) 發(fā)電機交流電壓-3相(線(xiàn)-線(xiàn) 、 線(xiàn)-相)

B) 發(fā)電機交流電流(每相、平均)

C) 發(fā)電機有功功率(kW) (總功率)

D) 發(fā)電機無(wú)功功率(kVAR) (總功率)

E) 發(fā)電機輸出%額定功率 (總)

F) 發(fā)電機視在功率(kVA) (總)

G) 發(fā)電機功率因數(PF) (平均)

H) 發(fā)電機頻率

I) 發(fā)動(dòng)機轉速RPM

J) 發(fā)動(dòng)機計時(shí)表

K) 發(fā)動(dòng)機起動(dòng)成功次數

M) 發(fā)動(dòng)機機油壓力(psi, KPa, bar)

N) 發(fā)動(dòng)機冷卻液溫度

O) 發(fā)電總量KWh

P) 維護保養間隔(發(fā)動(dòng)機運行時(shí)間或日期)

Q) 實(shí)時(shí)時(shí)鐘

七：報警功能（由并機饋線(xiàn)系統配合機組控制系統提供以下保護和診斷功能）

  A) 低油壓

B) 高水溫

C) 超速

D) 過(guò)盤(pán)車(chē)（3次啟動(dòng)失?。?/P>

E) 緊急停機

F) 低油壓報警

G) 低冷卻水溫

H 控制開(kāi)關(guān)不在自動(dòng)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功能:

A) 低電壓/高電壓

B) 高頻率/低頻率

C) 逆功率

D) 過(guò)電流