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性能特點(diǎn)和作用說(shuō)明 |
康明斯柴油發(fā)電機組的電源轉換和運行自動(dòng)控制 |
柴油發(fā)電機組的自動(dòng)控制分為雙電源自動(dòng)控制與設備運行自動(dòng)控制，其中雙電源是指柴油發(fā)電機的自動(dòng)切換用于控制兩個(gè)不同的電網(wǎng)，如市電和柴油發(fā)電機組，這種控制可以是自動(dòng)的或手動(dòng)的。而設備運行控制在自動(dòng)模式下，控制器將通過(guò)可編程定時(shí)器檢測供電故障，向柴油發(fā)電機組發(fā)出啟動(dòng)命令，驗證來(lái)自柴油發(fā)電機組的電壓和頻率。它將通過(guò)在安裝后剩余的網(wǎng)絡(luò )組之間切換來(lái)轉移負載，由來(lái)自柴油發(fā)電機組的能量供電。
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眾智控制器HGM6110主視圖 |
眾智HGM6110CAN模型后視圖 |
一、自動(dòng)控制
1、電壓的自動(dòng)調節
發(fā)電機電壓的自動(dòng)調節是通過(guò)自動(dòng)電壓調節器（AVR)來(lái)實(shí)現的，當電機輸出端電壓升高時(shí)，通過(guò)AVR減小發(fā)電機的勵磁電流，使電壓下降；反之，當輸出電壓降低時(shí)，通過(guò)AVR增加發(fā)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(shí)，通過(guò)AVR調節相關(guān)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(fā)電機的保護裝置
發(fā)電機的保護裝置主要包括以下幾種。
（1）過(guò)載保護
加裝電流互感器和電流繼電器來(lái)實(shí)現，分過(guò)載短延時(shí)和過(guò)載長(cháng)延時(shí)兩種。
（2）短路保護
通過(guò)主開(kāi)關(guān)的電磁脫扣特性來(lái)實(shí)現，當負載端短路時(shí)，主開(kāi)關(guān)自動(dòng)
（3）定子高溫保護
通過(guò)加裝定子溫度傳感器來(lái)實(shí)現，當定子溫度超過(guò)設定值時(shí)，發(fā)出聲光報警信號并實(shí)施保護措施。
（4）防潮加熱
通過(guò)加裝防潮加熱器來(lái)實(shí)現，當發(fā)電機組在備機狀態(tài)時(shí)，加熱器工作，以防因環(huán)境潮濕引起發(fā)電機的絕緣性能降低。
二、運行控制
1、單機運行控制
當發(fā)電機組處于自動(dòng)應急狀態(tài)時(shí)，市電失電，發(fā)電機組自動(dòng)啟動(dòng)，當發(fā)電機組運行正常后（電壓、頻率達額定值），通過(guò)切換開(kāi)關(guān)由市電側轉至發(fā)電機側，發(fā)電機對負載供電，系統具有自動(dòng)控制屏的有關(guān)控制功能。
柴油發(fā)電機組的單機控制器主要是單獨檢測發(fā)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(fā)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(wú)源干節點(diǎn)、dcs觸發(fā)干節點(diǎn)，輸出動(dòng)作信號給發(fā)電機組控制器，發(fā)電機組控制器收到動(dòng)作信號后控制發(fā)電機組啟動(dòng)。一般會(huì )預留多個(gè)接口供客戶(hù)任意接線(xiàn)使用，能夠適應多種自啟動(dòng)狀態(tài)，方便客戶(hù)的使用，易于后期維護。
2、多臺發(fā)電機組的運行控制
多臺發(fā)電機組的運行控制除了具有單發(fā)電機組運行控制的功能外，還應具有下列控制功能。
（1）發(fā)電機組自啟動(dòng)失敗時(shí)，程序啟動(dòng)系統自動(dòng)地將啟動(dòng)指令轉移給下一臺發(fā)電機組。
（2）按自動(dòng)控制指令或遙控指令完成兩臺同型號規格發(fā)電機組的自動(dòng)并聯(lián)與解列。在通常情況下，當輸出功率持續達到運行發(fā)電機組的額定功率時(shí)，自動(dòng)控制系統向第二臺柴油發(fā)電發(fā)電機組發(fā)出啟動(dòng)指令，并使其自動(dòng)投人并聯(lián)運行；當輸出功率持續減小到兩臺并聯(lián)運行發(fā)電機組總額定功率的40%時(shí)，自動(dòng)控制系統向并聯(lián)運行發(fā)電機組中的一臺發(fā)電機組發(fā)出解列和停機指令。
（3）發(fā)電機組并聯(lián)運行時(shí)，自動(dòng)分配輸出的有功功率和無(wú)功功率。
（4）按自動(dòng)控制指令或遙控指令完成對備用發(fā)電機組（第三臺發(fā)電機組）的控制。
當并聯(lián)運行發(fā)電機組中的一臺發(fā)電機組發(fā)生故障時(shí)，應先啟動(dòng)備用發(fā)電機組并使其自動(dòng)投入并聯(lián)運行后，故障發(fā)電機組再解列；當并聯(lián)運行發(fā)電機組中的一臺發(fā)生二級故障時(shí)，故障發(fā)電機組應自動(dòng)停機，并自動(dòng)切斷一部分負載（通常是次要負載），使運行發(fā)電機組不出現不允許的過(guò)載，同時(shí)啟動(dòng)備用發(fā)電機組并使其自動(dòng)投入并聯(lián)運行，恢復正常供電。
注：一級故障是指發(fā)電機組發(fā)生故障后允許運行一段時(shí)間（備用發(fā)電機組投入運行所需的時(shí)間）的故障；二級故障是指發(fā)電機組發(fā)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(kāi)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(dòng)成功信號、機組額定轉速信號、機組超速信號、機組頻率過(guò)低和過(guò)高信號、機組的欠電壓和過(guò)電壓信號、機組的過(guò)載信號、冷卻水超溫信號、潤滑油壓力過(guò)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(dòng)化柴油發(fā)電機組作為一個(gè)備用電源，應具備以下基本功能：
（1）自動(dòng)啟動(dòng)
當市電出現故障（斷電、欠壓、過(guò)壓、缺相）時(shí)，機組能自動(dòng)啟動(dòng)、自動(dòng)升速、自動(dòng)合閘，向負載供電。
（2）自動(dòng)停機
當市電恢復，經(jīng)判斷正常后，控制切換開(kāi)關(guān)，完成發(fā)電到市電的自動(dòng)切換、然后控制機組降速、怠速運行3分鐘后自動(dòng)停機。
（3）自動(dòng)保護
機組在運行過(guò)程中，如果出現油壓過(guò)低、超速、電壓異常故障，則緊急停機，同時(shí)發(fā)出聲光報警信號，如果出現水溫高、油溫高故障。則發(fā)出聲光報警信號，經(jīng)過(guò)延時(shí)后，正常停機。
（4）三次啟動(dòng)功能
機組有三次啟動(dòng)功能，若第一次啟動(dòng)不成功，經(jīng)10秒延時(shí)后再次啟動(dòng)，若第二次啟動(dòng)不成功，則延時(shí)后進(jìn)行第三次啟動(dòng)。三次啟動(dòng)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(dòng)均不成功，則視為一次啟動(dòng)失敗，發(fā)出聲光報警信號，也可以同時(shí)控制另一臺機組起動(dòng)。
（5）自動(dòng)維持準啟動(dòng)狀態(tài)
機組能自動(dòng)維持準啟動(dòng)狀態(tài)。此時(shí)，機組的自動(dòng)周期性預供油系統、油和水的自動(dòng)加溫系統、蓄電池的自動(dòng)充電裝置投入工作。
（6）具備維護性開(kāi)機功能
當機組較長(cháng)時(shí)間未啟動(dòng)時(shí)，可進(jìn)行維護性開(kāi)機，以檢查機組性能及狀態(tài)。維護性開(kāi)機不影響市電的正常供電在維護性開(kāi)機時(shí)若出現市電故障，系統會(huì )自動(dòng)轉為正常開(kāi)機狀態(tài)并由機組供電。
（7）具備手動(dòng)、自動(dòng)兩種操作模式。
2、硬件設計
根據自動(dòng)化機組的控制要求，所需PLC的輸入點(diǎn)數為11個(gè)，輸出點(diǎn)數為12個(gè)。系統的控制量基本上是開(kāi)關(guān)量，只有電壓和轉速是模擬量，為了降低成本，可以通過(guò)檢測電路把模擬量轉換成開(kāi)關(guān)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(diǎn)數為16個(gè)，輸出點(diǎn)數為12個(gè)。電源、輸入、輸出電壓均為24VDC。
3、程序設計
當自動(dòng)化機組的開(kāi)關(guān)打到自動(dòng)位時(shí)，機組處于準啟狀態(tài)。PLc對市電進(jìn)行不間斷的循環(huán)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(shí)應急啟動(dòng)。在啟動(dòng)狀態(tài)，一旦市電出現失電，欠壓、過(guò)壓和缺相等故障，并經(jīng)5秒確認，PLc控制機組自動(dòng)啟動(dòng)，自動(dòng)升速到額定轉速，自動(dòng)保護投入。當機組正常工作時(shí)，控制切換開(kāi)關(guān)到發(fā)電狀態(tài)，機組合閘向負載供電。當市電恢復正常，延時(shí)5秒確認后，斷開(kāi)機組輸出開(kāi)關(guān)，控制切換到市電狀態(tài)，機組自動(dòng)降速到怠速狀態(tài)，運行3分鐘后正常自動(dòng)停機，機組處于準啟狀態(tài)。
三、啟動(dòng)控制過(guò)程
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操作
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描述
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當控制器運行于TEST操作模式；
或在A(yíng)UTO狀態(tài)當遙控開(kāi)機輸入信號有效時(shí)；
或在MAN狀態(tài)按“START”鍵時(shí)；
控制器開(kāi)始啟動(dòng)程序，啟動(dòng)燈閃亮。
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液晶顯示器出現延時(shí)啟動(dòng)計數顯示（手動(dòng)啟動(dòng)不經(jīng)延時(shí)）：
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START/啟動(dòng)
00:09
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油門(mén)繼電器動(dòng)作，發(fā)動(dòng)機燃油電磁閥打開(kāi)，延時(shí)200毫秒后，起動(dòng)繼電器動(dòng)作，啟動(dòng)馬達開(kāi)始動(dòng)作，盤(pán)車(chē)開(kāi)始
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CRANK/盤(pán)車(chē)1
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當發(fā)動(dòng)機運行速度達到盤(pán)車(chē)切斷條件時(shí)，控制器停止啟動(dòng)輸出，安全監察延時(shí)時(shí)間開(kāi)始計時(shí)
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SAFETY-ON DELAY/安全監察
00:08
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當控制器檢測到發(fā)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(méi)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(yè)可查閱更詳細參數內容）
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U=380V
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I=0A
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P=0kW
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F=50Hz
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SP=1500rpm
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OP=465kPa
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TEMP=70℃
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Bat=24V
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RUN/運行
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當遙控開(kāi)機輸入信號有效,開(kāi)機延時(shí)被激活,開(kāi)始計時(shí).在計時(shí)期間,如遙控開(kāi)機輸入信號失效,開(kāi)機延時(shí)即時(shí)停止計時(shí),控制器停止啟動(dòng)程序,在停機失敗計時(shí)完后回復到初始的“READY/準備好”狀態(tài)。
在盤(pán)車(chē)或怠速期間，如遙控開(kāi)機輸入信號失效,控制器即時(shí)停止之后的啟動(dòng)程序，關(guān)閉所有繼電器控制輸出，控制器停止啟動(dòng)程序,在停機失敗計時(shí)完后回復到初始的“READY/準備好”狀態(tài)。
注：盤(pán)車(chē)時(shí)，發(fā)動(dòng)機點(diǎn)火，當交流發(fā)電機輸出的頻率達到預設頻率，啟動(dòng)馬達斷電。或由以下幾個(gè)因素令啟動(dòng)馬達斷電：
（1）發(fā)動(dòng)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(fā)電機輸出的電壓達到額定定電壓的80%；
（3） 發(fā)動(dòng)機的低油壓開(kāi)關(guān)斷開(kāi)。
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