并機柜適用于 2 臺及以上帶電子調(diào)速器的柴油發(fā)電機的并聯(lián)運行。具有遠(yuǎn)程啟動發(fā)電機、自動并機、自動按比率分配有功功率、自動增機解列待機停機及發(fā)電機故障顯示、保護(hù)等多種功能。本系統(tǒng)要實現(xiàn)對電站的頻率、并聯(lián)運行發(fā)電機組間的有功功率分配進(jìn)行自動調(diào)節(jié)，使之在給定的允許范圍之內(nèi);并通過操作來實現(xiàn)電站并聯(lián)運行發(fā)電機組間的有功功率的轉(zhuǎn)移，以便切換發(fā)電機組或卸載停機。

一、并機柜的種類

　　柴油發(fā)電機并聯(lián)系統(tǒng)不但能減少值班人員的操作強度，并且能保持電網(wǎng)頻率為額定值、提高供電質(zhì)量且發(fā)電機組間負(fù)荷分配均衡以提高發(fā)電機組的負(fù)荷率，從而提高電站運行的穩(wěn)定性及經(jīng)濟(jì)性。康明斯原廠并機柜內(nèi)含同步器、負(fù)荷分配器、PLG 、優(yōu)質(zhì)電器組件和進(jìn)口品牌空氣開關(guān)、銅排及柜體等。接線如圖1所示，并機柜外觀如圖2所示。經(jīng)康明斯專業(yè)高級工程師優(yōu)化設(shè)計而成，本裝置具有功能齊全，運行安全可靠，維護(hù)方便等特點。

　1、手動并機柜

　　采用傳統(tǒng)的燈光法并機的系統(tǒng)。

　2、半自動并機柜

　　人工操作發(fā)電機開、停機，人工操作并機柜系統(tǒng)的分、合閘健，自動完成并機、解列控制。

　3、自動井機柜

　　由市電的有無控制的發(fā)電機組開、停以及并機系統(tǒng)的自動并機與解列，自動分配負(fù)載的并機系統(tǒng)。

　4、全自動并機柜

　　在自動并機柜的基礎(chǔ)上采用PLC(程序控制)完成多臺發(fā)電機組的自動投入與并機，自動解列，與停機的邏輯功能(常稱調(diào)峰)。

　5、三遙并機系統(tǒng)

　　采用專用的單片機系統(tǒng)，完成并機柜以及發(fā)電機同PC機的通信連接的并機系統(tǒng)。

二、自動并機柜的功能

　　多臺柴油發(fā)電機組之間并機柜必須具備不可缺少的完善功能和保護(hù)系統(tǒng)，如圖3、圖4所示。

　1、自動并機

　　當(dāng)發(fā)電機組啟動成功后，送電至并機柜，需并機時，由同步器檢測信號，作用電調(diào)，將待并發(fā)電機組的頻率和相位自動調(diào)節(jié)與母線一致，發(fā)出并機信號，作用空氣開關(guān)合閘、并機。

　2、自動分配負(fù)荷

　　當(dāng) 2 臺及以上發(fā)電機組并機完畢后，發(fā)電機組開始帶負(fù)荷運行，負(fù)荷分配器將作用電調(diào)，根據(jù)發(fā)電機組的功率，按比例分配負(fù)荷。

　3、調(diào)峰

　　當(dāng) 2 臺及以上機并聯(lián)運行，在負(fù)荷變化時，可根據(jù)負(fù)荷率的大小，增減運行發(fā)電機組的臺數(shù).一般當(dāng)負(fù)荷率低于 35% 時，將解列發(fā)電機組，負(fù)荷率高于 80% 時將啟動，并列發(fā)電機組，以使發(fā)電機組運行在最經(jīng)濟(jì)的狀態(tài)。此種功能要求發(fā)電機有自啟動功能，才能完成。

　4、保護(hù)功能

　　當(dāng)運行中發(fā)電機組之柴油機或控制系統(tǒng)故障時(如柴油機燃油阻塞)，造成該發(fā)電機組不能正常出力，由其它發(fā)電機組拖動其進(jìn)入電動機狀態(tài)，加重了系統(tǒng)負(fù)擔(dān)，此時，控制系統(tǒng)將會自動切斷該發(fā)電機組，并發(fā)出警報。 當(dāng)負(fù)載出現(xiàn)過流保護(hù)時，系統(tǒng)會自動跳閘，斷開系統(tǒng)對負(fù)載的供電，同時發(fā)電機組自動冷卻停機。當(dāng)故障處理后，當(dāng)市電還沒有恢復(fù)，系統(tǒng)能自動運行供電。

　　(1)同步保護(hù);

　　(2)逆功率保護(hù);

　　(3)過電流和短路保護(hù)(由保護(hù)器完成);

　　(4)過壓、欠壓保護(hù)。

　5、軟性加/減載和零功率分閘

　　在調(diào)峰功能中，在發(fā)電機組間的負(fù)載轉(zhuǎn)移不是瞬時轉(zhuǎn)移，因為瞬時轉(zhuǎn)移會對整個并機系統(tǒng)造成電壓波動，給發(fā)電機組和負(fù)載造成沖擊;采用軟性加/減載，使負(fù)載按一定的坡度轉(zhuǎn)移，整個系統(tǒng)在轉(zhuǎn)移過程中無沖擊，當(dāng)需要卸載一臺發(fā)電機組，會將該發(fā)電機組的負(fù)載全部軟性轉(zhuǎn)移到其它發(fā)電機組上時，才會自動分閘。同樣在一臺發(fā)電機組同期并機后也是按設(shè)定的坡度加載，使之分配與其它發(fā)電機組同功率百分比的負(fù)載。

　6、故障顯示

　　發(fā)電機組故障時聯(lián)動跳閘。如發(fā)電機組在運行中因水溫過高等問題而保護(hù)停機時，其并機開關(guān)將聯(lián)動跳閘，避免逆功率而拖累其它運行發(fā)電機組，也可保護(hù)發(fā)電機組自身免于大電流突然分?jǐn)鄷r產(chǎn)生高尖脈沖燒毀勵磁系統(tǒng)。此保護(hù)動作時，并機柜上的故障指示燈亮。

三、并機后負(fù)載分配

　　柴油發(fā)電機組并機首先要滿足功率均分分配的要求，功率均分分配包括有功功率和無功功率兩個方面。所謂均分分配指的是各臺發(fā)電機組所承擔(dān)的有功功率和無功功率都應(yīng)該與它們的額定功率成正比。如果功率分配出現(xiàn)較大的不平衡，無論是有功功率還是無功功率，都不僅會影響發(fā)電機組運行的效率與經(jīng)濟(jì)性，而且甚至?xí)鹫麄€電站的故障。

　1、并機控制器數(shù)據(jù)信息

　　HGM9510模塊控制各發(fā)電機組的功率分配誤差小于±2%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于國家標(biāo)準(zhǔn)±10%。所有HGM9510并機控制器之間連接是通過MSC總線(CAN BUS)來實現(xiàn)的，MSC總線上傳輸每個HGM9510模塊的數(shù)據(jù)信息。數(shù)據(jù)信息包括：

　　(1)有功功率;

　　(2)無功功率;

　　(3)運行狀態(tài);

　　(4)報警狀態(tài);

　　(5)開關(guān)狀態(tài)。

　　根據(jù)采集到的所有發(fā)電機組輸出的有功功率、無功功率百分比大小，計算出有功功率、無功功率目標(biāo)值(Tgt%)，然后每個模塊輸出的有功功率、無功功率值(kW%)通過PID算法調(diào)節(jié)與目標(biāo)平均值的差值，來達(dá)到各臺發(fā)電機組的有功功率與無功功率輸出大小一致。

　2、負(fù)荷轉(zhuǎn)移

　　HGM9510并機控制器具有軟加載軟卸載功能，避免發(fā)電合閘與分閘時對發(fā)電機組的沖擊，延長發(fā)電機組使用壽命。負(fù)載調(diào)度方案如下：

　　(1)按需求開機

　  　① 在自動模式下，開關(guān)量輸入口遠(yuǎn)程開機帶載(按需求)有效時，優(yōu)先級最高的模塊首先開機，當(dāng)負(fù)載大于模塊設(shè)定的開機最大百分比時，次優(yōu)先級的模塊開機，同步井機，帶載均分。

　  　② 當(dāng)負(fù)載小于模塊設(shè)定的停機最小百分比時，次優(yōu)先級的模塊停機延時完后，分閘散熱停機。

　　  ③ 當(dāng)帶載的發(fā)電機組報警停機時，次優(yōu)先級的模塊開機。

　　(2)全部開機

　　  ① 在自動模式下，開關(guān)量輸入口遠(yuǎn)程開機帶載(按需求)有效時，所有模塊全部開機，首先達(dá)到帶載條件的模塊先合閘，其它模塊達(dá)到帶載條件后，一一同步并機。然后模塊檢測負(fù)載，當(dāng)負(fù)載小于模塊設(shè)定的停機最小百分比時，優(yōu)先級小的模塊停機延時完后，分閘散熱停機。

　　  ② 當(dāng)負(fù)載大于模塊設(shè)定的開機最大百分比時，剩余未開機的發(fā)電機組全部自動開機。

　　  ③ 當(dāng)帶載的發(fā)電機組報警停機時，剩余未開機的發(fā)電機組全部自動開機。

　　(3)均衡發(fā)動機運行時間

　 　 ① 在自動模式下，開關(guān)量輸入口遠(yuǎn)程開機帶載(按需求)有效時，發(fā)動機運行時間小的發(fā)電機組首先開機。

　　  ② 當(dāng)帶載運行的發(fā)電機組運行時間大于其它發(fā)電機組設(shè)定的均衡發(fā)動機運行時間時，調(diào)度其它發(fā)電機組開機(可按需求開機、全部開機兩種模式)，其它發(fā)電機組同步井機后。自己分閘卸載停機。

　  　③ 所有的發(fā)電機組按均衡發(fā)動機運行時間的大小輪流循環(huán)自動開停機。

　　(4)調(diào)度其它發(fā)電機組停機機的最小負(fù)載百分比

　　 舉例：3臺發(fā)電機組額定有功功率都為100kW。優(yōu)先級為1，2，3停機的最小負(fù)載百分比設(shè)定為：60%;當(dāng)前3臺發(fā)電機組井機帶載，負(fù)載功率為240kW。

　　  ①當(dāng)負(fù)載為120kW時，優(yōu)先級3發(fā)電機組開始自動停機延時，延時結(jié)束后，卸載停機，優(yōu)先級1與2的發(fā)電機組均分負(fù)載各帶60KW(額定功率的60%)

　 　 ②當(dāng)負(fù)載為60kW時，優(yōu)先級2發(fā)電機組開始自動停機延時，延時結(jié)束后，卸載停機，優(yōu)先級1發(fā)電機組帶負(fù)載60KW(額定功率的60%)

　  　③當(dāng)遠(yuǎn)程開機信號無效時，優(yōu)先1發(fā)電機組開始自動停機延時，延時結(jié)束后，分閘停機。

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