兩臺工業(yè)柴油發(fā)電機組全自動智能并聯(lián)柜方案

 

根據(jù)負載情況設(shè)計兩臺800KW和1200KW康明斯工業(yè)柴油發(fā)電機組全自動并機運行（共用1-3組柜體）。并機系統(tǒng)具有自動并機、自動均衡負載功能，且可平穩(wěn)地轉(zhuǎn)移負載的有功功率和無功功率（能夠根據(jù)負荷的變化自動調(diào)節(jié)，將負荷平均分配在多臺機組上），整個并機系統(tǒng)可根據(jù)負載的容量大小自動調(diào)整投入運行機組的數(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，柴油發(fā)電機系統(tǒng)將自行啟動，自動并聯(lián)運行，通過開關(guān)柜母線為所連接的負載提供應(yīng)

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

時，關(guān)閉發(fā)電機，復(fù)位到待機狀態(tài)，直至下一次電源故障時再啟動。當柴油發(fā)電機投入使用時，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(nèi)能穩(wěn)定運行，且可平穩(wěn)地轉(zhuǎn) 移負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)機組啟動運行時，當一臺機組或其并聯(lián)裝置故障時，不影響其他機組的正常啟動、運行(包括監(jiān)控信號)。 

C．如并機機組設(shè)置主控柜，其控制系統(tǒng)具有主控冗余功能，即主控功能實時在線熱備份，一個主控模塊故障，另一主控模塊實時無縫備份，實現(xiàn)供電系統(tǒng)的無擾動運行。 

D．機組從接到起動指令（不包含起動延時時間）到完成并聯(lián)輸出（能夠承擔(dān)額定負載）的時間不超過60秒。

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

F．當市電電源恢復(fù)供電后，系統(tǒng)經(jīng)過可調(diào)整的時間延遲，自動將所有負荷切回市電電源供電（配合用戶的ATS柜使用。發(fā)電機組將在無負載狀態(tài)下運行0到10分鐘（時間可編輯更改），控制裝置將自動復(fù)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（時間可編輯更改）后，系統(tǒng)判斷負載率，   

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

二： 系統(tǒng)運行方式

 A) 自動運行

(1) 當柴油發(fā)電機組和主控制屏處于自動模式時，一旦正常電源發(fā)生故障，在收到啟動信號10秒內(nèi)，發(fā)電機啟動，第一臺90%的額定電壓和頻率將通過發(fā)電機斷路器連接到應(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)負載。每臺發(fā)電機允許3次10秒鐘的啟動嘗試，每次啟動間隔10秒鐘。當3次啟動嘗試全部失敗后，起動超時閉鎖功能，發(fā)出啟動失敗報警。

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

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

B) 手動運行

(1) 當主控制處于手動模式時，整個應(yīng)急柴油發(fā)電機系統(tǒng)處于手動狀態(tài)，由柴油發(fā)電機選擇開關(guān)控制機組的啟動和停止。

(2) 保護功能在手動運行和自動運行時同樣有效。

C) 柴油發(fā)電機模式選擇

每臺柴油發(fā)電機應(yīng)具備以下運行模式：

(1)緊急停止：當發(fā)電機運行時，無論什么時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。嚴重故障也可引起柴油機急停，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)過一定帶負荷運行時間后冷卻。當柴油發(fā)電機運行時，無論什么時候選擇開關(guān)被置于關(guān)位置，發(fā)電機斷路器將斷開，機組將按延時繼電器設(shè)置的延遲時間繼續(xù)運行一段時間。

(3) 自動：柴油發(fā)電機處于待機狀態(tài)，無論什么時候收到由自動切換系統(tǒng)或進行系統(tǒng)測試傳來的信號，機組將自動啟動。當正常電源恢復(fù)后，轉(zhuǎn)換系統(tǒng)將發(fā)信號給柴油發(fā)電機關(guān)機或系統(tǒng)測試結(jié)束，斷路器將斷開，柴油發(fā)電機在停機以前將空轉(zhuǎn)一段時間，為下一次運行作準備。

(4) 測試：柴油發(fā)電機將起動并達到要求的轉(zhuǎn)速和電壓。柴油機將連續(xù)運行直到測試時間到達為止。這個測試時間可根據(jù)需要設(shè)定。當柴油發(fā)電機運行在測試狀態(tài)時，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)電機將自動同步，并將發(fā)電機斷路器閉合到母線上，或者如自動運行所描述的那樣動作。

D) 自動加載、卸載功能

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

E) 負載分配控制 

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

F) 保護特性

(1) 每臺柴油發(fā)電機有逆功率保護。

(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) 當有故障時提供聲光報警。

三：發(fā)機電啟停條件：  

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

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

四：監(jiān)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，

開放接口通訊協(xié)議編碼表，提供專業(yè)管理軟件。

z 機組通過標準通訊接口與電氣監(jiān)控互聯(lián)，可由電氣監(jiān)控系統(tǒng)對其進行遠程監(jiān)控，控制

機組啟停（包括 啟停控制、增減機組控制等）。

z 機組控制器能接受消防系統(tǒng)無源開關(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(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、無功功率、功率因數(shù)等

B）電源主斷路器運行狀態(tài)、故障報警、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警信號；

D)  報警信號

E)  停機信號

F)  繼電器動作信號

G)  并機系統(tǒng)和單機的工作參數(shù)與工作狀態(tài)

  五：并機方式：

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

自動檢測機組輸出功率大小，并根據(jù)輸出功率大小（可調(diào)）來控制投入運行機組的臺數(shù)（具備負載管理功能）。市電來電信號經(jīng)延時確認后，自動切掉機組輸出開關(guān)，運行的機組空載運行5min（可調(diào)）后自動停機。當一臺柴油機組故障時，系統(tǒng)可以正常啟動其余柴油機組并能并機運行。

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

A) 發(fā)電機交流電壓-3相(線-線 、 線-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(shù)(PF) (平均)

H) 發(fā)電機頻率

I) 發(fā)動機轉(zhuǎn)速RPM

J) 發(fā)動機計時表

K) 發(fā)動機起動成功次數(shù)

M) 發(fā)動機機油壓力(psi, KPa, bar)

N) 發(fā)動機冷卻液溫度

O) 發(fā)電總量KWh

P) 維護保養(yǎng)間隔(發(fā)動機運行時間或日期)

Q) 實時時鐘

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

  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

F) 低油壓報警

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功能:

A) 低電壓/高電壓

B) 高頻率/低頻率

C) 逆功率

D) 過電流