自动和手动准同期系统的发电机并列操作法

　　摘要：柴油发电机组并车运行是指将多台发电设备并车运转，以共同承担负载，提升供电容量和可靠性。其基本要素包括准备作业、启动和调节单台机组、同步操作、并车操作、负载分配、监控与保护、用户须知，以确保多台康明斯发电机组并机后能够稳定、安全地共同供电的核心要点。现代实际多以自动并机为主，通过PLC或并机控制界面（如DEIF、ComAp）自动调整电压、频率和相位，适用于高可靠性场景（如数据中心）。

　　      多台康明斯发电机组并机运转时，其最大的容量与最小的容量比值应不超过3倍。作为并机运转时，对每一台的发电机组都有几个基本调剂：三相相序相同、频率相同、电压相同、电压相位角相同。为使并列运行各台发电机的容量分配差度符合要求，还要必须符合两个条件：一是每台柴油发电机组的柴油发电机的调速特点必须相同或相近。一是康明斯发电机组的发电机调压板中的调差环节的调差曲线应具有垂特性，且每台特征应相同或相近。

　　（2）原理：电压差异会引起环流（Circulating Current），即电流在不带负荷的机组间流动，造成能量损耗、设备高温甚至损坏。

　　（2）原理：相位不一样步会在并列瞬间出现电压差，致使巨大的冲击电流（类似短路）进口康明斯发电机，可能烧毁绕组或断路器。

　　② 试并机法：在低电压下短暂闭合断路器，若产生剧烈振动或异响，立即断开并检测相序。

　　      手动准同期系统用于检定发电机的并车因素，以实现并机操作。它一般由2只电压表、2只频率表、1只同期表和1个同期开关构造，这些仪表、开关 组装在小屏上。也有用1只电压表、1只频率表和1只组合式同期表直接装在控制界面上。

　　      其中U、V、W接至待并发电机的三相电压输出端，L1和L2接 系统电m输出端，同期开关分I （粗同期）、断、n （精同期）3挡。当开关拨至断位置时， 同期机构不作业，当开关拨至I位置时，将待并发电机和系统电压送到电压表和频率表（其 中?和?用来测定待并发电机电压和频率，?和?用来测量装置电压和频率〉。此时可根据 ?和?的指示调节待并发电机的电压和频率，使之与机构的电压和频率相等。然后将开关 拨至n位置，此时，同期装置的电压表、频率表、同期表均投人工作。同期表的功用是监视 发电机和系统的相位关系。当发电机与机构同频率、同相位时，同期表的指针停留在表面红 线位置：当频率相等、相位不一致时，指针停留在红线左边或右边的某一角度上，这时相当 于相位表。如果频率不一样，同期表指针向左或向右转动，频率相差越大，指针转动就越快。 指针顺时针转动表明发电机频率大于机构频率，指针反时针转动表明发电机频率小于系统频 率。发电机并车使用时，断路器合闸的指令在同期表的指针慢慢地转向红线且稍提前一定角 度发出。

　　      由于发电机的并车条件能否满足是靠同期系统来检定的，若同期机构不能正确地检定并机要素，而进行并机操作，就会使发电机出现过度的冲击电流和对转轴出现过度的扭转力矩，会事故发电机。因此操作手动准同期装置并列时必须注意：

　　（1） 要认真检査同期装置各仪表作业是否正常，两只电压表和两只频率表的正确度应基本 一致，无卡壳现状，以免出现仪表指示误差。

　　（2） 同期表是按短时作业规划的，通电时间长了，仪表发烫易出现误差，同时会事故，因 此不宜长时间通电。所以操作时，必须将同期切换开关先转至“粗同期”位置，将电压表、 频率表投人工作，并对待并发电机进行频率和电压调整。当发电机与装置的频率、电压基本 相等时，再将同期切换开关转至“精同期”位置，使同期表投入工作。发电机并机完成后， 应尽快将同期装置退出工作。

　　（3）当同期装置在“粗同期”位置作业时，要认真调整待并发电机的电压和频率，使其基 本相等，要点两者电压差不超过±5%，频率差不超过±0. 1Hz。

　　（4） 当同期表投人工作时，要注意微调待并发电机的频率，同期表指针顺时针转动时应减 小发电机频率，反时针转动时应增加发电机频率，使同期表指针缓慢转动。断路器合闸指 令，不允许在指针很快地转向红线时发出。为预防同期系统损坏造成误并机，不允许同期表 指针没有转动便稳定在红线）当同期表指针产生跳动状况时，不准合闸，因为同期表内部可能有卡带状况，反映不出康明斯发电机组正确的并车因素。

　　（6）当同期表旋转过快时，说明待并发电机组与另一台发电机组的频率相差太大，由于断路器的合闸时间难以掌握，往往使断路器不在同期点合闸，故而此时不准合闸。

　　（7）如果同期表指针停在同期点上不动，止时不准合闸。这是由于断路器在合闸步骤中如果其中一台发电机组的频率突然变动，就有可能使断路器正好合在非同期点上。

　　图1  柴油发电机手动同期装置接线  发电机同期点断路器的合闸控制回路

　　      微机型自动准同期机构克服了模拟式准同期系统的局限性，其硬件简易、编程方便，运行可靠，技术上日趋成熟，成为当前发展的方向。微机型自动准同期系统具有高速运算和逻辑预判能力，可以对压差、频差、相角差进行精确的运算，并能考虑到相角差可能具有加载运动问题，按照相角差当时的变化规律，捕捉最佳的合闸时机，实现快速无冲击并网。

　　      微机型自动准同期系统形式较多，但其用途及机构机理是相似的。

　　在组成上规划了频差测量、电压差测量、相位检测、同步闭锁、调频、调压和稳压电源 等环节，但不同型号具有不同的环节组合，以满足不一样的需要。

　　      当本机零线和电网零线接在一起时，则本机N 线和大电线并接到零线上。当操作开关为电动空气开关柴油发电机厂家，则不需并联交流接触器，而直 接操作电动开关并联。并机交流接触器额定电流可按发电机额定电流的1/4?1/3选用。调 频、调压环节分别控制发电机组的调速和调压。

　　（3）在并车操作前，必须先检査同步闭锁环节和相位环节有无事故。检査时，把自动准同 期系统面板上的“输出”、“测定”开关拨至“检测’’端发电机销售，把电源开关合上，此时脉振灯应闪 亮。然后把“相位”、“闭锁”开关.分别拨至“相位”、“闭锁”端，若脉振灯灭，合闸灯 亮，合闸继电器动作（或脉振灯亮，合闸灯暗，合闸继电器不动作），则说明该环节正常， 否则要查明起因并排除事故。

　　（4） 将“相位”、“闭锁”开关拨至“相位”端，合上配电盘上的空气开关，断开隔离开关 （对于直接用电动空气开关并机的，则应合上隔离开关，断开电动空气开关），再把“输出”、 “测定”拨至“输出”端，待本机并车要素符合时，接通合闸系统合闸。

　　（5）确认执行机构动作后（此时三相电流表有指示，脉振灯灭，合闸灯亮），再合上隔离 开关，关掉本机构的电源开关，断开交流接触器，发电机并列完成。