柴油發電機的主備切換控制改造
霄創機電 2020-12-20 05:37:25
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一、前言
以200KW發電機組臺為例，在采購了一臺200KW柴油發電機與一臺ATS柜，新的柴油發電機與原柴油發電機均為AMF25控制器，新ATS與原ATS的控制部分基本相同，均為市電和柴油發電機間的切換，不能實現兩臺柴油發電機之間的主備切換。如何實現接入原有供配電系統，在不影響原有供配電及旁路的情況下，使得新ATS作為兩臺柴油發電機之間的自動主備切換及還需保持原ATS作為總輸出的設計目標，本文著重介紹了一種簡單的改造方法。
二、原柴油發電機及原ATS控制原理
原ATS是溯高美的雙電源切換開關，當切換開關電機在220V供電的情況下，公共端317與316、315、314任意一個端口持續閉合，切換開關的電機做出相應的動作使得開關切換至相應的位置，即只要317與315持續閉合，314和316端口就會與317端口全部斷開，切換開關切換至I位置，為市電供電輸出；317與314持續閉合，315和316端口就會與317端口全部斷開，切換開關切換至II位置，為柴油發電機供電。
在原有的倒換ATS接線方案中，是由AMF25控制器發出指令完成的，在AMF25判斷市電故障后（缺相，過欠壓，頻率故障等），控制柴油發電機控制箱內GOR繼電器來完成對ATS切換開關的倒換，原柴油發電機控制箱內GOR繼電器的接線圖為圖2所示。
此GOR繼電器為3組常開常閉觸點，直流12V線包控制，其中觸點1,3,4為一組，觸點5,6,7為一組，觸點8,9,11為一組；觸點2,10為線包控制引腳。觸點1接163線，觸點4接162線，觸點3空置；觸點6接160線，觸點7接161線，觸點5為空；觸點8,9,11全部空置；觸點2接電瓶正極（充電器正極）即+12V，觸點10接AMF25控制器的B03端口。利用萬用表測量后發現，160與162是同一組控制線，同時與原ATS切換開關控制端口317是同一組線；161與原ATS切換開關控制端口314是同一組線；163與原ATS切換開關控制端口315是同一組線。
同時研究新柴油發電機控制箱與新ATS切換開關后發現，倒換的原理與原柴油發電機及原ATS的切換原理幾乎一樣。
三、兩臺柴油發電機實現主備切換的設計改造
新柴油發電機及新ATS在市電故障后能自動啟動，但不能自動控制原ATS，需要手動切換，故需要改造兩臺柴油發電機和兩臺ATS切換開關的控制部分，使新柴油發電機成為主用，原柴油發電機為備用的，且可以分別自動倒換兩臺ATS切換開關的功能。
（一）新、原柴油發電機與新ATS切換控制的改造
把新柴油發電機的GOR繼電器上的160、161、162、163線全部拆除，其余標號的線保持不變，利用這個GOR上的一組常開常閉觸點（如1,5,9為一組），常開觸點5接163線，公共端觸點9接162線,常閉觸點1懸空；162線懸空不接任何觸點。并同時對應接入新ATS切換開關接線排上162和163端口。如圖4所示。
把原柴油發電機的GOR繼電器上的160、161、162、163線全部拆除，其余標號的線保持不變，利用這個GOR上的一組常開常閉觸點（如1,3,4為一組）,常開觸點3接161線，公共端觸點1接160線，常閉觸點4懸空；163線懸空不接任何觸點。并同時對應接入新ATS切換開關接線排上160和161端口。如圖4所示。
（二）原柴油發電機市電檢測的改造
由于新柴油發電機做主用，原柴油發電機做備用，故新柴油發電機AMF25上的MAIN VOLTAGE市電檢測需要直接檢測三相市電電壓，即原柴油發電機AMF25上的MAIN VOLTAGE市電檢測線需拆除，接在新柴油發電機AMF25的MAIN VOLTAGE市電檢測。即利用一個新裝的有四組常開常閉觸點（繼電器A），DC12V線包的繼電器，4個常閉觸點接原市電三相檢測線，4個常開觸點接新柴油發電機的三相發電電壓，即新柴油發電機AMF25上GENERATOR VOLTAGE三相發電電壓檢測點，4個公共端接回原柴油發電機AMF25上MAIN VOLTAGE市電檢測點，此繼電器線包并入接在新柴油發電機FCR供油閥（油門）繼電器的線包上（此線包一定不能接GOR繼電器線包）。
（三）原ATS切換控制的改造
原ATS上160、161、162、163線從接線排上全部拆除，新裝兩個有兩組常開常閉觸點，線包DC12V的繼電器（以下稱繼電器B、C）。
繼電器B接線如圖7所示。一組觸點上常開觸點接原ATS的162線，公共端接原ATS的161線，常閉觸點懸空；另一組觸點上常閉觸點接原ATS的163線，公共端接162線，常開點懸空；線包接在繼電器C的公共端上。
繼電器C接線如圖8所示。兩組常閉觸點分別接新柴油發電機GOR繼電器的線包；兩組常開觸點和線包均接原柴油發電機GOR繼電器的線包；公共端接繼電器B的線包。
（四）新、原柴油發電機AMF25的延時設置
我們需對AMF25的啟動延時做調整，即預啟動時間、緊急啟動延時、市電恢復延時，以避免在市電故障時兩臺柴油發電機出現倒換邏輯錯誤。以239臺為例，配備有兩路市電和全臺性UPS的，全臺性UPS可至少帶載2個小時，故可適當延長柴油發電機的啟動時間，兩路市電間的切換到輸出在20秒，主用柴油發電機從冷啟動到倒換ATS完成帶載的時間應大于20秒，可設置預啟動延時5秒，緊急啟動延時20秒, 市電恢復延時為默認設置的60秒；備用柴油發電機從冷啟動到倒換ATS完成帶載的時間可放寬到3分鐘以內，可設置預啟動延時5秒，緊急啟動延時40秒，市電恢復延時設置在10秒左右，這樣就避免了柴油發電機之間的倒換邏輯錯誤。
（五）新、原柴油發電機AMF25與遠程監控的通信
按照原柴油發電機與遠程監控的通信方式，再配置一套全新設備安裝在新柴油發電機上，只需要在交換機上插入新油機的通信網線即可完成對新油機的通信。原柴油發電機通信設備保留，若新油機發生故障通信失敗且無法自動啟動，可在交換機上立即插入原油機通信網線使其通信上。另原油機可用AMF25自帶的軟件單獨通信，在惡劣天氣無法至現場檢查油機時可遠程查看并啟動油機。
四、總結
此種設計改造方案的原理有兩個。其一是AMF25控制器在檢測到外電故障（缺相，過欠壓，頻率故障等）確認后，才會控制GOR繼電器吸合倒換ATS；其二是主備切換利用了強制倒換ATS油機供電的原理。239臺于2018年4月對此設計方案改造完成，投入使用近一年，未出現任何故障問題，確保了穩定性，對安全播出保障工作是一個很大的幫助。而設計方案中僅增加了三個繼電器和一些控制線纜，成本僅幾十元，容易實現對其他臺站的推廣。
