性能特點和作用說明

康明斯柴油發電機組的電源轉換和運行自動控制

 

柴油發電機組的自動控制分為雙電源自動控制與設備運行自動控制，其中雙電源是指柴油發電機的自動切換用于控制兩個不同的電網，如市電和柴油發電機組，這種控制可以是自動的或手動的。而設備運行控制在自動模式下，控制器將通過可編程定時器檢測供電故障，向柴油發電機組發出啟動命令，驗證來自柴油發電機組的電壓和頻率。它將通過在安裝后剩余的網絡組之間切換來轉移負載，由來自柴油發電機組的能量供電。

 

眾智控制器HGM6110主視圖

眾智HGM6110CAN模型后視圖

 

 

 

一、自動控制

 

1、電壓的自動調節

發電機電壓的自動調節是通過自動電壓調節器（AVR)來實現的，當電機輸出端電壓升高時，通過AVR減小發電機的勵磁電流，使電壓下降；反之，當輸出電壓降低時，通過AVR增加發電機的勵磁電流，使電壓回升，以保證電壓穩定。

2、空載電壓的調節

當電機空載時，通過AVR調節相關電位器，可使輸出電壓在一定范圍內調整，一般為額定電壓的95％~105％。

3、發電機的保護裝置

發電機的保護裝置主要包括以下幾種。

（1）過載保護

加裝電流互感器和電流繼電器來實現，分過載短延時和過載長延時兩種。

（2）短路保護

通過主開關的電磁脫扣特性來實現，當負載端短路時，主開關自動

（3）定子高溫保護

通過加裝定子溫度傳感器來實現，當定子溫度超過設定值時，發出聲光報警信號并實施保護措施。

（4）防潮加熱

通過加裝防潮加熱器來實現，當發電機組在備機狀態時，加熱器工作，以防因環境潮濕引起發電機的絕緣性能降低。

 

二、運行控制

 

1、單機運行控制

當發電機組處于自動應急狀態時，市電失電，發電機組自動啟動，當發電機組運行正常后（電壓、頻率達額定值），通過切換開關由市電側轉至發電機側，發電機對負載供電，系統具有自動控制屏的有關控制功能。

柴油發電機組的單機控制器主要是單獨檢測發電機三相電與市電檢測；該系統包括可編程邏輯控制器與發電機組控制器；根據單向市電檢測結果、三相市電檢測結果以及是否接入無源干節點、dcs觸發干節點，輸出動作信號給發電機組控制器，發電機組控制器收到動作信號后控制發電機組啟動。一般會預留多個接口供客戶任意接線使用，能夠適應多種自啟動狀態，方便客戶的使用，易于后期維護。

2、多臺發電機組的運行控制

多臺發電機組的運行控制除了具有單發電機組運行控制的功能外，還應具有下列控制功能。

（1）發電機組自啟動失敗時，程序啟動系統自動地將啟動指令轉移給下一臺發電機組。

（2）按自動控制指令或遙控指令完成兩臺同型號規格發電機組的自動并聯與解列。在通常情況下，當輸出功率持續達到運行發電機組的額定功率時，自動控制系統向第二臺柴油發電發電機組發出啟動指令，并使其自動投人并聯運行；當輸出功率持續減小到兩臺并聯運行發電機組總額定功率的40%時，自動控制系統向并聯運行發電機組中的一臺發電機組發出解列和停機指令。

（3）發電機組并聯運行時，自動分配輸出的有功功率和無功功率。

（4）按自動控制指令或遙控指令完成對備用發電機組（第三臺發電機組）的控制。

當并聯運行發電機組中的一臺發電機組發生故障時，應先啟動備用發電機組并使其自動投入并聯運行后，故障發電機組再解列；當并聯運行發電機組中的一臺發生二級故障時，故障發電機組應自動停機，并自動切斷一部分負載（通常是次要負載），使運行發電機組不出現不允許的過載，同時啟動備用發電機組并使其自動投入并聯運行，恢復正常供電。

注：一級故障是指發電機組發生故障后允許運行一段時間（備用發電機組投入運行所需的時間）的故障；二級故障是指發電機組發生故障后需立即停機的故障。

 

三、PLC可編程系統

 

該控制系統的輸入信號有蓄電池開始充電信號、蓄電池停止充電信號、市電故障（包括電壓和頻率超出規定范圍）信號、機組起動成功信號、機組額定轉速信號、機組超速信號、機組頻率過低和過高信號、機組的欠電壓和過電壓信號、機組的過載信號、冷卻水超溫信號、潤滑油壓力過低信號、機組短路信號、故障復位信號和機組停機信號等。

1、主要功能

自動化柴油發電機組作為一個備用電源，應具備以下基本功能：

（1）自動啟動

當市電出現故障（斷電、欠壓、過壓、缺相）時，機組能自動啟動、自動升速、自動合閘，向負載供電。

（2）自動停機

當市電恢復，經判斷正常后，控制切換開關，完成發電到市電的自動切換、然后控制機組降速、怠速運行3分鐘后自動停機。

（3）自動保護

機組在運行過程中，如果出現油壓過低、超速、電壓異常故障，則緊急停機，同時發出聲光報警信號，如果出現水溫高、油溫高故障。則發出聲光報警信號，經過延時后，正常停機。

（4）三次啟動功能

機組有三次啟動功能，若第一次啟動不成功，經10秒延時后再次啟動，若第二次啟動不成功，則延時后進行第三次啟動。三次啟動中只要有一次成功，就按預先設置的程序往下運行；若連續三次啟動均不成功，則視為一次啟動失敗，發出聲光報警信號，也可以同時控制另一臺機組起動。

（5）自動維持準啟動狀態

機組能自動維持準啟動狀態。此時，機組的自動周期性預供油系統、油和水的自動加溫系統、蓄電池的自動充電裝置投入工作。

（6）具備維護性開機功能

當機組較長時間未啟動時，可進行維護性開機，以檢查機組性能及狀態。維護性開機不影響市電的正常供電在維護性開機時若出現市電故障，系統會自動轉為正常開機狀態并由機組供電。

（7）具備手動、自動兩種操作模式。

2、硬件設計

根據自動化機組的控制要求，所需PLC的輸入點數為11個，輸出點數為12個。系統的控制量基本上是開關量，只有電壓和轉速是模擬量，為了降低成本，可以通過檢測電路把模擬量轉換成開關量、這樣，可以選用不帶模擬量輸入的PLC。本系統選用C28P—CDR—D小型可編程序控制器，可靠性高，體積小，輸入點數為16個，輸出點數為12個。電源、輸入、輸出電壓均為24VDC。

3、程序設計

當自動化機組的開關打到自動位時，機組處于準啟狀態。PLc對市電進行不間斷的循環檢測，預供油周期性地向柴油機潤滑道供油，柴油機的冷卻水和機油溫度能保證機組隨時應急啟動。在啟動狀態，一旦市電出現失電，欠壓、過壓和缺相等故障，并經5秒確認，PLc控制機組自動啟動，自動升速到額定轉速，自動保護投入。當機組正常工作時，控制切換開關到發電狀態，機組合閘向負載供電。當市電恢復正常，延時5秒確認后，斷開機組輸出開關，控制切換到市電狀態，機組自動降速到怠速狀態，運行3分鐘后正常自動停機，機組處于準啟狀態。

 

三、啟動控制過程

 

操作	描述
當控制器運行于TEST操作模式； 或在AUTO狀態當遙控開機輸入信號有效時； 或在MAN狀態按“START”鍵時； 控制器開始啟動程序，啟動燈閃亮。
液晶顯示器出現延時啟動計數顯示（手動啟動不經延時）：	START/啟動 00:09
油門繼電器動作，發動機燃油電磁閥打開，延時200毫秒后，起動繼電器動作，啟動馬達開始動作，盤車開始	CRANK/盤車1
當發動機運行速度達到盤車切斷條件時，控制器停止啟動輸出，安全監察延時時間開始計時	SAFETY-ON DELAY/安全監察 00:08
當控制器檢測到發電機組建立正常的運行速度、輸出電壓、油壓、水溫等數據，并且沒有其它故障，液晶顯示器隨后按右邊所示格式顯示參數： （翻頁可查閱更詳細參數內容）	U=380V	I=0A
	P=0kW	F=50Hz
	SP=1500rpm	OP=465kPa
	TEMP=70℃	Bat=24V
	RUN/運行

當遙控開機輸入信號有效,開機延時被激活,開始計時.在計時期間,如遙控開機輸入信號失效,開機延時即時停止計時,控制器停止啟動程序,在停機失敗計時完后回復到初始的“READY/準備好”狀態。

在盤車或怠速期間，如遙控開機輸入信號失效,控制器即時停止之后的啟動程序，關閉所有繼電器控制輸出，控制器停止啟動程序,在停機失敗計時完后回復到初始的“READY/準備好”狀態。

注：盤車時，發動機點火，當交流發電機輸出的頻率達到預設頻率，啟動馬達斷電。或由以下幾個因素令啟動馬達斷電：

（1）發動機飛輪上所裝設的磁性拾速裝置檢測到的頻率達到預設頻率；

（2） 交流發電機輸出的電壓達到額定定電壓的80%；

（3） 發動機的低油壓開關斷開。

 

 

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