柴油发电机组自动并机并网系统方案

东莞团诚自动化设备有限公司柴油发电机组自动并机并网系统方案发电机充电器、发电机控制器、发电机调压板（电压调节器）、数字AVR、电子调速器等发电机配件厂家柴油发电机组自动并机并网系统方案一、环境条件与系统参数1.极限最高温度：70摄氏度IEC60068-2-12.极限最低温度：-25摄氏度IEC60068-2-23.相对湿度：25摄氏度时≤95%4.海拔高度：2000米内5.抗震能力：地震烈度8度6.输入电压：40VAC-600VAC7.输入电流：5A8.最大输入电流：4倍额定电流长期20倍额定电流10秒9.编程继电器：8A250V10.工作电源：8-36VDC25W11.测量精确度：1.0IEC6068812.防护等级：面板IP52整体IP20IEC/EN60529二、功能描述1．并机系统概述并机系统用于柴油发电机组的自动化并联和并网运行，配合主控柜可实现无人值守运行方式，满足自动启动、自动并联和并网输出的功能，总共4台10KV1800KW发电机组独立运行或者并联于气机母排运行。主控制柜可延伸监测和控制范围，包括自动加油系统工作状态、液位、故障信号、进排风系统、远置冷却系统、断路器状态、断路器告警，具有第3方通信接口，提供Modbus通信协议或者TCP/IP通信，远距离传输采用光纤通信模组。本方案为独立电站设计，无电网电压情况下，可根据主发电机运行情况、电力参数等外部因素来调整发电机组的运行状态，当紧急情况或需要发电机组运行时并机系统自动投入运行，可实现系统内任意1台或者多台发电机组并网使用，主控柜实现并联系统集中监测和运行逻辑处理，共同完成自动投入，自动负载均分，自动撤出，支持加载斜坡和卸载斜坡功能,和自动冷却停止的控制，系统时间和定时器时间可根据使用情况和项目要求随意设定。如原理图所示，发电机组运行于独立的母排，通过两端的母联开关与1号、2号气机母排连接，当所有气机都停止运行后，发电机组做孤岛运行，独立为母排供电；当任意一台气机投入运行，并网系统自动判断并网运行，母排上的10KV发电机组，可同时或者部分并联于母排上运行，共同分担母线的负荷；目前提供4台机组，预留1台发电机组接口，包括并机柜控制回路、主控柜连接回路、高压开关柜控制及母排回路。并机系统提供一套独立的落地式安装的并联控制柜和主控柜，完成对总共5台发电机组的并联、控制和监控。机组并机和控制系统采用原装进口柴油发电机并联管理装置，控制柜提供自动/手动起动/停止操作、发电机冷却停机延时（延时可调）、紧急停机、发电机盘车、指示灯测试、发电机电压、发动机转速/发动机频率、数字仪表。2.系统运行描述：A,并机系统可独立运行、可并网运行（并联于蒸汽发电机），电厂建设初期，系统可以在手动模式下实现不间断循环运行，维护保养无需全部停运，保证施工电力供给；并且满足效率管理运行模式，当负荷减小时可停止一部分运行时间长的机组，直到达到最低储备容量，保证期间较大设备启动所需；当负荷增加到一定比例后则可以自动启动其余机组，自动并联到母排运行；B,电厂建成后，发电机组用于启动汽机辅助设备和锅炉，启动完成后，发电机组系统可自动转换为并网模式，随时准备与汽机主机进行投切，精确的功率控制可以满足与汽机的平稳过渡。C,汽机投运初期，由于蒸汽量不一定稳定，发电机组可作为补峰电源，与汽机一起并网运行，当汽机运行正常后，可自动撤出并保持待机状态，随时准备下一次启动，确保发电系统能频繁投撤；D,汽机正常投运后，如果其中一台汽机故障，主控柜侦测系统故障情况，可控制发电机组自动或者手动投入运行，所有汽机均故障停机，则需要根据现场情况判断，视情况手动选择投入，保证发电机组安全。3.系统运行方式A自动运行方式：①当柴油发电机组和控制系统处于自动模式时，在主控系统检测到电源质量不良后，10秒内（可调）发电机启动，首先达到额定电压、频率的机组通过发电机断路器同期并联到柴油发电机母线。第二台机组自动同步启动，同期后并联于应急母线，分担系统负载。每台发电机允许3次10秒钟的启动尝试（时间可调），每次启动间隔10秒钟。当3次启动尝试全部失败后，起动超时闭锁并告警启动失败，其他机组正常运行，且自动增加备用机组到系统内运行。②电厂汽机运行正常且运行参数正常后，主控系统向发电机组发出停止命令，收到停止命令后发电机组进入冷却停机状态，卸掉负载后空载运行3-5分钟，然后停止，复位到待机状态。B手动运行方式：①当控制系统处于手动模式时，整个应急柴油发电机系统处于手动状态，由柴油发电机选择按钮控制机组的启动和停止，手动操作面板按钮进行同期合闸。②系统在手动运行和自动运行时同样具有各项保护功能。③系统在非自动情况下可实现自动负荷分配，主控系统还将自动判断电厂电力数据的质量，不正常时可以发出告警。４.柴油发电机组控制器配合智能并机馈线系统可以实现如下运行模式Ａ:闭锁/重设：当发电机运行时，无论什么时候被置于闭锁位置，机组将立刻停机并且发电机断路器将断开。当故障引起柴油机闭锁时，闭锁/重设也将重新设置柴油机起动和故障控制。Ｂ:关机/冷却：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，无论什么时候被置于关状态，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停机。Ｃ:自动/手动：自动方式运行时，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启动信号，系统自动投入运行，启动信号撤出，系统自动撤出运行，恢复到待机状态。手动方式运行时则通过面板操作启停机和断路器分合闸。Ｄ:运行/测试：置于运行状态时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。若置于测试方式运行，则按照测试方式将发电机组启动，在测试时间内运行，运行完毕自动停止发电机。５.自动卸载、加载功能：系统具有自动功率管理功能，并可根据负载大小来调整投入运行机组的数量（增加或减少投入机组数量），运行中一台机组故障，备用机组自动启动和并联。当系统接收到自启动信号，所有在线机组启动，并投入运行，待系统运行稳定后，根据负载情况，将多余的发电机组停掉，保持一个比较好的燃油效率，节约运行成本；功率管理始终运行，当系统负载增大到一定程度，又会启动部分机组来补充总输出容量，防止系统超载运行。６.负载分配控制：并联系统具备数字式自动负载负荷控制功能，每一台在线机组的运行数据共享，控制每一台发电机组的输出功率百分差不超过1%，将负载依各机组容量进行比例分担，可有效防止发动机因使用不当而提前大修。７.保护特性：①每台柴油发电机装设逆功率继电器来提供反转保护。②系统装设有同步检查窗口，方便实时查看同期状态。③联锁装置用于确保发电机断路器合闸到母线上之前，同步指示仪处于工作状态④提供如下标准保护保护国际电工代码反向功率保护32R短路保护50P/N过电流保护51过电压保护59P欠电压保护27P过频率保护81O欠频率保护81R过负载保护32F紧急停止保护1启动电压低保护27DC启动电压高保护59DC同期失败保护25输出开关故障保护52BF相序保护47卸载失败保护34启动失败保护48８.监控功能：柴油发电机组并机并网控制装置具有标准接口（RS485和RS232），支持MODBUS-RTU标准通讯协议，开放接口通讯协议编码表，可连接至电站集中控制系统。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）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、油温过高、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９.其他选配功能Ａ可配置ＡＴＳ自动双电源切换控制功能Ｂ可配置并联市电运行功能Ｃ可配置纵差动保护Ｄ可配置零序保护、负序保护Ｅ可配置智能浮充电器Ｆ可配置消防控制接口Ｇ可配置触摸式主控制柜（已配置）Ｈ可配置远程触摸式监控系统三．并机系统设备配置Ａ并机控制柜并机控制柜用于发电机组间的同期并联和控制逻辑的管理，具有发电机组控制功能和机组输出断路器同期操作功能、负载分配功能、超限保护功能、通信等功能。Ｂ主控制柜主控制柜配置了触摸式显示屏，PLC，中间继电器和RS485通信接口；面板配置模式转换按钮，机组运行/故障指示灯等硬件，显示窗口还可显示多种功能操作按钮和指示灯，采用分页显示与综合显示相结合，分为：系统单线图、机组参数和控制、PM负载管理控制、故障报警显示和复位页，主页可配置为项目或者公司主画面。C并联开关柜配置施耐德真空断路器柜及断路器ACB、断路器手车、手动操作按钮、智能保护控制单元、状态指示。按钮包括：手动分合闸按钮、试验位置分合闸按钮。实现功能：接受并机控制柜的指令并迅速执行、反馈运行状态、反馈故障信息、输出电能D输出开关柜配置施耐德真空断路器柜及断路器ACB、断路器手车、手动操作按钮、智能保护控制单元、状态指示。按钮包括：手动分合闸按钮、试验位置分合闸按钮。实现功能：接受并机控制柜的指令并迅速执行、反馈运行状态、反馈故障信息、输出电能E直流电源柜直流电源用于系统内所有断路器柜的储能、分闸、合闸和保护,厂内所有电源故障的情况下，独立工作于发电机组并联系统，与其他电源无干扰。F中性点接地电阻柜用于发电机中性点保护和单相接地故障保护功能，提供一个较小的接地电流，避免大电流冲击发电机绕组，增加配置了零序CT，精确测量零序电流，发生故障时及时跳闸停机，保护电力系统的安全。四．数据测量与显示数字交流仪表准确等级不低于1.5级，直流仪表准确等级不低于1.5级开关柜内与测量表计配套的分流量，变送器的准确等级不低于1.5级；电流互感器的准确等级不低于1.5级；保护用的电流互感器应满足保护装置的要求。电气回路至少装设下列测量表计或通过监控系统液晶显示屏显示：交流电压表、交流电流表，有功功率表、功率因数表、频率表、电量表、同步表直流电压表、累计运行计时器等五．结构与端子连接系统所有连线都通过的端子连接，令设备的连线、移动、维修、更换非常容易和方便，系统内部在出厂前已经搭接了进出线铜排，方便设备安装移动；控制器及其它二次控制线路都通过工厂集成端子排连接；与外部的控制连接线也全部集成在柜内的端子排上、柜内二次线路通过行线槽走线、方便将来功能扩展并预留空间；出线柜和控制柜预留至集中监控系统备用端子