柴油发电机并网并机技术方案

两台工业柴油发电机组全自动智能并联柜方案

 

根据负载情况设计两台800KW和1200KW康明斯工业柴油发电机组全自动并机运行（共用1-3组柜体）。并机系统具有自动并机、自动均衡负载功能，且可平稳地转移负载的有功功率和无功功率（能够根据负荷的变化自动调节，将负荷平均分配在多台机组上），整个并机系统可根据负载的容量大小自动调整投入运行机组的数量、通过开关柜母线和馈线系统为所连接的负载提供稳定的应急电力供给。

 一：系统描述：

        正常电源故障时，柴油发电机系统将自行启动，自动并联运行，通过开关柜母线为所连接的负载提供应

急电源。为柴油发电机主控制屏配备报警系统，当柴油发电机故障时自动停机、卸载。当正常电源恢复供电

时，关闭发电机，复位到待机状态，直至下一次电源故障时再启动。当柴油发电机投入使用时，可给出一路

信号，使UPS关闭充电功能。

A． 并联机组在50%～100%总额定功率范围内能稳定运行，且可平稳地转 移负载的有功功率和无功功率，其有功功率和无功功率的分配差度不大于5%。

B．并联机组启动运行时，当一台机组或其并联装置故障时，不影响其他机组的正常启动、运行(包括监控信号)。 

C．如并机机组设置主控柜，其控制系统具有主控冗余功能，即主控功能实时在线热备份，一个主控模块故障，另一主控模块实时无缝备份，实现供电系统的无扰动运行。 

D．机组从接到起动指令（不包含起动延时时间）到完成并联输出（能够承担额定负载）的时间不超过60秒。

E．正常情况下，柴油发电机和机组并联控制系统均处于自启动状态。当机组接到启动信号时，并联控制装置在收到启动信号10秒钟内（时间可编辑更改），所有并联发电机组同时启动。首先达到90%的额定电压和频率的机组将通过发电机组断路器连接到应急母线，其余发电机组自动同步后接入，根据负荷重要性，依次投入负载。

F．当市电电源恢复供电后，系统经过可调整的时间延迟，自动将所有负荷切回市电电源供电（配合用户的ATS柜使用。发电机组将在无负载状态下运行0到10分钟（时间可编辑更改），控制装置将自动复位，并为下一次运行作好准备

G．负载管理 ：并机主控模块对发电机组投入需求和负载需求的控制，具体如下：

  市电断电，全部机组并联运行2～10分钟（时间可编辑更改）后，系统判断负载率，   

  减少机组运行的数量。当负载小于机组总额定功率的80％可调）时，自动解除一台机组的运行；再次根据上述原则判断是否需再减一台机组运行；依次 类推，直到剩余机组无法再减。如果运行过程中，负载增加，则加机原则如下：当负载超过当前运行机组   总额定功率的85％（可调）时，自动再启动一台机组，投入并联供电。

二： 系统运行方式

 A) 自动运行

(1) 当柴油发电机组和主控制屏处于自动模式时，一旦正常电源发生故障，在收到启动信号10秒内，发电机启动，第一台90%的额定电压和频率将通过发电机断路器连接到应急母线。第二台至第七台自动同步启动，并联于主母线，分担系统负载。每台发电机允许3次10秒钟的启动尝试，每次启动间隔10秒钟。当3次启动尝试全部失败后，起动超时闭锁功能，发出启动失败报警。

(2) 收到启动信号10秒内，其余发电机同步自动启动，并联于应急母线，闭合断路器。

(3) 当正常电源恢复后，ATS自动转换系统（客户提供）经过可调整的时间延迟，自动将所有负荷切换回正常电源。发电机断路器同时断开，柴油机将在无负载情况下运行0至5分钟停机，时间可以通过控制屏调节。控制屏自动复位到待机状态。

B) 手动运行

(1) 当主控制处于手动模式时，整个应急柴油发电机系统处于手动状态，由柴油发电机选择开关控制机组的启动和停止。

(2) 保护功能在手动运行和自动运行时同样有效。

C) 柴油发电机模式选择

每台柴油发电机应具备以下运行模式：

(1)紧急停止：当发电机运行时，无论什么时候按下紧急停止按钮，机组将立刻停机并且发电机断路器将断开。严重故障也可引起柴油机急停，闭锁启动功能，直到工作人员排除故障并复位闭锁。

(2) 正常（冷却）停止：允许经过一定时间延迟后正常切断柴油发电机，以使柴油发电机在经过一定带负荷运行时间后冷却。当柴油发电机运行时，无论什么时候选择开关被置于关位置，发电机断路器将断开，机组将按延时继电器设置的延迟时间继续运行一段时间。

(3) 自动：柴油发电机处于待机状态，无论什么时候收到由自动切换系统或进行系统测试传来的信号，机组将自动启动。当正常电源恢复后，转换系统将发信号给柴油发电机关机或系统测试结束，断路器将断开，柴油发电机在停机以前将空转一段时间，为下一次运行作准备。

(4) 测试：柴油发电机将起动并达到要求的转速和电压。柴油机将连续运行直到测试时间到达为止。这个测试时间可根据需要设定。当柴油发电机运行在测试状态时，如果正常电源发生故障，主控制开关处于自动状态，柴油发电机将自动同步，并将发电机断路器闭合到母线上，或者如自动运行所描述的那样动作。

D) 自动加载、卸载功能

自动模式运行时：系统自动检测机组输出功率大小，并根据输出功率大小（可调）来控制投入运行机组的台数，如：总负载小于单台机组功率的40%时停止一台优先级别低的机组；当总负载大于单台功率的85%时自动启动另外一台机组，并且自动同期、并联后分担负载。当其中一台机组故障后，会有另外一台机组自动启动、并联后输出负载。

E) 负载分配控制 

数字式自动负载分荷控制：各机组以负载均分的控制模式，将负载依各机组容量进行比例分担。

F) 保护特性

(1) 每台柴油发电机有逆功率保护。

(2) 设置半自动同步检查继电器。

(3) 并联系统采用工业CANBUS数据通信方式，设置联锁装置用于确保发电机断路器合闸到母线上之前，检查母线带电状态和同步控制仪处于工作状态。

(4) 当有故障时提供声光报警。

三：发机电启停条件：  

（1）当上级变电站电源失电后，延时0--5S柴油发电机自启动，同时向配电室提供启动成功信号；  

（2）市电恢复后，柴油发电机延时60S（时间可编程）自动停机。

四：监控功能：

z 柴油发电机组控制装置具有标准接口（RS485 和 RS232），支持 MODBUS 标准通讯协议，

开放接口通讯协议编码表，提供专业管理软件。

z 机组通过标准通讯接口与电气监控互联，可由电气监控系统对其进行远程监控，控制

机组启停（包括 启停控制、增减机组控制等）。

z 机组控制器能接受消防系统无源开关量远控启停信号，并将机组工作状态、故障报警信

号返送消防中控室（数字信号和开关量信号都可提供）

z 电气监控能监测以下参数和信号（不局限于以下内容）：

 A）机组工作状态、故障报警等信号，输出频率、电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数等

B）电源主断路器运行状态、故障报警、手/自动转换开关状态等信号；

C）油箱液位超限、油压过低、水温过高及启停故障等报警信号；

D)  报警信号

E)  停机信号

F)  继电器动作信号

G)  并机系统和单机的工作参数与工作状态

  五：并机方式：

发电机组并机方式工作时，当接到启动信号后同时启动2台机组，2台机组并机运行，此时并机控制系统

自动检测机组输出功率大小，并根据输出功率大小（可调）来控制投入运行机组的台数（具备负载管理功能）。市电来电信号经延时确认后，自动切掉机组输出开关，运行的机组空载运行5min（可调）后自动停机。当一台柴油机组故障时，系统可以正常启动其余柴油机组并能并机运行。

六：数字参数读数（由并机馈线系统配合机组控制系统提供以下数字读数）

A) 发电机交流电压-3相(线-线 、 线-相)

B) 发电机交流电流(每相、平均)

C) 发电机有功功率(kW) (总功率)

D) 发电机无功功率(kVAR) (总功率)

E) 发电机输出%额定功率 (总)

F) 发电机视在功率(kVA) (总)

G) 发电机功率因数(PF) (平均)

H) 发电机频率

I) 发动机转速RPM

J) 发动机计时表

K) 发动机起动成功次数

M) 发动机机油压力(psi, KPa, bar)

N) 发动机冷却液温度

O) 发电总量KWh

P) 维护保养间隔(发动机运行时间或日期)

Q) 实时时钟

七：报警功能（由并机馈线系统配合机组控制系统提供以下保护和诊断功能）

  A) 低油压

B) 高水温

C) 超速

D) 过盘车（3次启动失败）

E) 紧急停机

F) 低油压报警

G) 低冷却水温

H 控制开关不在自动位

I) 低油位

J) 充电器AC故障

Q) 带载

L) 备用

八：可编程功能 控制屏提供可编程保护功能:

A) 低电压/高电压

B) 高频率/低频率

C) 逆功率

D) 过电流