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柴油发电机组的自切换与自启动浏览次数：80 日期：2011年12月15日 10:07 自切换柜（又称ATS柜,双电源自动切换柜、双电源自动转换柜）主要用于主电源和应急电源之间的自动切换，它与自启动柴油发电机组一起组成了自动应急供电系统，可以在主电源停电后自动的将应急照明、保安电源、消防设备等负载切换到发电机组上，是医院、银行、电信、机场、电台、宾馆及工厂企业应急供电电源及消防电源等不可或缺的电力设施。 ATS自动化电柜操作方法有2种 1、模块手动操作方式： 打开电源钥匙后，按模块“手动”键直接启动，当机组启动成功正常运行后，与此同时自动化模块也进入自检状态，它会自动进入升速状态，升速成功后机组将会根据模块的显示进入自动合闸与网电并网。 2、全自动操作方式： 将模块设置在“自动”位置，机组进入准启动状态，在自动状态下，通过外开关信号，对市电状态自动长期检测、判别。一旦市电有故障、失电时，即刻进入自动启动状态。当市电来电时，它将会自动切换分闸降速停机。当市电恢复正常后，经系统3S确认，机组自动跳闸退网，延时3分钟，自动停机，并自动进入下一个自动启动的准备状态。 首先打开电源钥匙直接按“自动”键，机组同时就会自动启动升速，当赫兹表、频率表，水温表显示正常后，他将会自动合闸送电与网电并网。准状态自动控制、市电状态自动检测、机组自动启动、自动投网、自动退网、自动停机、故障自动跳闸、停机、报警。 柴油发电机自启动 自启动的功能：当市电停电时（或者其它重要机组启动的信号），经延时确认，机组自动启动（18次可调，首次启动成功率99%），自动确认发电机组供电正常后，向负载供电。市电恢复正常后，经延时确认自动冷却停机（冷却停机时间0300s可调）。同时具有众多的保护功能，数字显示电压、电流、频率、功率、功率因数、运行时间、电池电压、转速等参数。 自启动开机方法有两种： 1、电源启动，这和基本型发电机组的启动方式相同，方法都是先打开电源，扭动钥匙后，按启动键，当机器启动成功后在按急停按钮停机，关闭钥匙报警器。 2、钥匙启动：首先按顺时针方向旋动钥匙，机器启动正常后松开钥匙，接着按模块“菜单”键按钮进入模块设置，按提示输入密码“0318”，进入后按“上”“下”键确认，查看油压、水温指标是否正常，确认正常后将“升降”速开关旋向全速方向，当频率升速到51.5-52HZ之间时，表明已经到达到最高速，这时一切指标正常说明机器运行良好，性能调试成功。运行一段时间确定无故障需要停机时，先由机组操作人员将“升速”旋钮慢慢旋至怠速方向，机组慢慢降速，待数值恢复到厂家出厂前设定的位置时，方可按“急停”按钮停机。柴油发电机组并机柜并机原理简介浏览次数：80 日期：2011年12月20日 10:07柴油发电机组并机柜是如何进行电源切换？一旦没有市电提供，市电开关自动跳闸，这时市电开关内送出一个市电失电信号和市电开关跳闸信号，同时到各台机组的控制器上，如果控制器处于自动状态时，控制器收到启动信号后，延时几秒钟后（0-30S可调）启动机组预供滑油系统，使机组预润滑，再延时几秒后（0-30S可调）启动机组，各机组运行正常后，电压、频率都一致。首先第一台机组自动合闸，另一台机组经过自动同步追踪系统自动追踪，同步合闸，并网运行，机组并网成功后，各机组通过自动负载分配器自动进行负载分配。当市电来电时，市电转换开关柜送出一个市电有电信号和市电开关合闸信号到各发电机控制器上，各发电机便分闸延时停机，从而实现自动开机、自动并网、自动卸载停机。并机模式下，如果控制器处于自动状态下，控制器收到启动信号后，各台机组启动，首先第一台机组自动合闸，当此机组正常运行后，另一台机组自动根据母排电参数进行追踪同步合闸。并机后，各机组通过自动负荷分配器自动进行负载分配及无功分配。启动信号消失后，机组自动卸载停机。 最后介绍一下柴油发电机组并机柜功能：1）投入并联的发电机组能自动进行有功功率负载比例分配、分配差度不大于10%。2）自动并车对机组的短路、过载、过电压、逆功率等故障具备全电子保护系统，使发电机运行安全可靠。3）自动频率追踪同步并联。 发电机组与UPS配合问题案例的解析浏览次数：68 日期：2012年1月06日 9:40随着Internet的发展,数据中心对大功率UPS和发电机的需求迅猛增长,由此也产生了一些新问题。本文就UPS输入端功率因数和输入滤波器对发电机的影响,进行理论分析和实际案例的说明,以阐明问题产生的原因,进而找出解决的方法。 1发电机组和UPS之间的配合问题 不间断电源系统的制造商和用户很早就已经注意到发电机组和UPS之间的配合问题,特别是由整流器产生的电流谐波对供电系统如发电机组的电压调节器、UPS的同步电路产生的不良影响非常明显。因此,UPS系统工程师们设计了输入滤波器并把其应用到UPS中,成功地在UPS应用中控制了电流谐波。这些滤波器对UPS与发电机组的兼容性起到了关键作用。 事实上所有的输入滤波器都使用电容器和电感来吸收UPS输入端最具破坏性的电流谐波。输入滤波器的设计考虑了UPS电路固有的和在满载情况下的最大可能的全部谐波畸变的百分比。大多数滤波器的另一个益处是提高带载UPS的输入功率因数。然而输入滤波器的应用带来的另一个后果是使UPS整体效率降低。绝大多数滤波器消耗1%左右的UPS功率。输入滤波器的设计一直在有利和不利因素之间寻求平衡。 为了尽可能提高UPS系统的效率,近期UPS工程师在输入滤波器的功耗方面做了改进。滤波器效率的提高,从很大程度上取决于将IGBT(绝缘门级晶体管)技术应用到UPS设计中。IGBT逆变器的高效率导致了对UPS的重新设计。输入滤波器可以吸收某些电流谐波,同时吸收很小一部分有功功率。总之,滤波器中感性因素对容性因素的比率降低了,UPS的体积变小了,效率提高了。在UPS领域的事情好像得以解决了,然而新问题是与发电机的兼容性又出现了,替代了老问题。 2功率因数的问题 通常,人们把注意力放在UPS满载或接近满载情况下的工作状态。绝大多数工程师都能表述满载情况下的UPS工作特性,特别是输入滤波器的特性,然而很少有人对滤波器在空载或接近空载时的状况感兴趣。毕竟UPS及其电气系统在轻载状态下的电流谐波影响很小。然而,UPS空载时的工作参数,特别是输入功率因数对于UPS与发电机的兼容性相当重要。 最新设计的输入滤波器,在减少电流谐波及提高满载情况下的功率因数方面有了较好的效果。但是在空载或很小负载情况下却衍生出一个电容性超前的极低的功率因数,特别是那些为了满足5%最大电流失真度的滤波器。一般情况下,当负载低于25%时大多数UPS系统的输入滤波器会导致明显的功率因数降低。尽管如此,输入功率因数却很少会低于30%,有些新的系统甚至已达到空载功率因数低于2%,接近于理想的容性负载。 这种情况不影响UPS输出和关键负载,市电变压器和输配电系统也不受影响。但发电机就不同了,有经验的发电机工程师知道:发电机带大容性负载时工作会不正常,当接入较低功率因数负载,典型的低于15%20%容性时,由于系统失调,可能导致发电机停机。在市电停电后出现这种停机应急发电机系统带动UPS系统负载将造成灾难性事故。由于下述两种原因停机给关键负载带来危险:第一,发电机需要手动重启,并且必须在UPS电池放电结束前;第二,在停机前发电机可能引起系统的过压,它可能损坏电话设备、火警系统、监控网络甚至UPS模块。更糟糕的是,在事故发生后,很难区分责任,找出问题所在并予以纠正。UPS厂商说UPS系统测试完好,并指出其它地方相同的设备没有发生类似问题。发电机厂商说是负载的问题,无法调整发电机来解决问题。同时,用户工程师则说明他的规格要求,希望两个厂商相互兼容。要了解为何会发生事故及如何避免(或如何在关键应用中找出解决方案),首先需要了解发电机与负载的工作关系。 2.1发电机与负载 发电机依靠电压调节器控制输出电压。电压调节器检测三相输出电压,以其平均值与要求的电压值相比较。调节器从发电机内部的辅助电源取得能量,通常是与主发电机同轴的小发电机,传送DC电源给发电机转子的磁场激励线圈。线圈电流上升或下降,控制发电机定子线圈的旋转磁场或称为电动势EMF的大小。定子线圈的磁通量决定发电机的输出电压。 发电机定子线圈的内阻以Z表示,包括感性和阻性部分;由转子励磁线圈控制的发电机电动势用交流电压源以E表示。假设负载是纯感性的,在向量图中电流I滞后电压U正好90电相位角。如果负载是纯阻性的,U和I的矢量将重合或同相。实际上多数负载介于纯阻性和纯感性之间。电流通过定子线圈引起的电压降用电压矢量IZ表示。它实际上是两个较小的电压矢量之和,与I同相的电阻压降和超前90的电感压降。在本例中,它恰好与U同相。因为电动势必须等于发电机内阻的电压降和输出电压之和,即矢量E=U和IZ的矢量和。电压调节器改变E可以有效地控制电压U。 现在考虑用纯容性负载代替纯感性负载时,发电机的内部情况会发生什么变化。这时的电流和感性负载时正好相反。电流I现在超前电压矢量U,内阻电压降矢量IZ,也正好反相。则U和IZ的矢量和小于U。 由于和感性负载时相同的电动势E在容性负载时产生了较高的发电机输出电压U,所以电压调节器必须明显地减小旋转磁场。实际上,电压调节器可能没有足够的范围来完全调节输出电压。所有发电机的转子在一个方向连续励磁含有永久磁场,即使电压调节器全关,转子仍有足够的磁场对电容负载充电并产生电压,这种现象称为自激。自激的结果是过压或者是电压调节器关机,发电机的监控系统则认为是电压调节器故障(即失励)。这任一种情况都会引起发电机停机。发电机输出端所接的负载,可能是独立的,也可能是并联的,决定于自动切换柜工作的定时和设置。在某些应用中,停电时UPS系统是发电机接入的第一个负载。在其它情况下,UPS和机械负载同时接入。机械负载通常有启动接触器,停电后重新闭合需要一定时间,补偿UPS输入滤波电容器的感性电动机负载要有延时。UPS本身有一段时间称为软启动周期,将负载从电池转向发电机,使其输入功率因数提高。然而,UPS的输入滤波器并不参与软启动过程,他们连接在UPS的输入端是UPS的一部分,因此,在某些情况下,停电时首先接到发电机输出端的主要负载是UPS的输入滤波器,它们是高容性的(有时是纯容性的)。 解决这一问题的方法很明显要用功率因数校正。这有多种方法可以实现,大致如下: 安装自动切换柜,使电动机负载先于UPS接入。某些切换柜可能不能实现这种方法。另外,在维护时,工厂工程师可能需要单独调试UPS和发电机。 增加一个永久性反应电抗来补偿容性负载,通常使用并联缠绕电抗器,接在E-G或发电机输出并联板上。这是很容易实现的,而且成本较低。但是无论在高负载还是在低负载的情况下,电抗器总是在吸收电流并影响负载功率因数。而且不论UPS的数量多少,电抗器的数量总是固定的。 在每一台UPS中加装感性电抗器,正好补偿UPS的容抗。在低负载情况下由接触器(选件)控制电抗器的投入。此方法电抗器较精确,但数量较大且安装和控制的成本高。 在滤波电容前安装接触器,在低负载时断开。由于接触器的时间必须精确,控制比较复杂,只能在工厂安装。 哪一种方法是最佳的,要根据现场的情况和设备的性能来确定。 2.2共振问题 电容自激问题可能被其他电气状态所加重或掩盖,如串联共振。当发电机的感抗的欧姆值和输入滤波器容抗的欧姆值相互拉近,并且系统的电阻值较小时将产生振荡,电压可能超出电力系统的额定值。新近设计的UPS系统实质上为100%的电容性输入阻抗。一台500kVA的UPS可能有150kvar的电容和接近于0的功率因数。并联电感、串联扼流圈和输入隔离变压器是UPS的常规部件,这些部件都是感性的。事实上他们和滤波器的电容一起使UPS总体表现为容性,可能在UPS内部已经存在一些振荡。加上连到UPS的输电线的电容特性,整个系统的复杂性大为提高,超出了一般工程师所能分析的范围。 近来在关键应用中两个附加因素使得这些问题更普遍。首先,根据用户高可靠数据处理的要求,计算机设备厂商在其设备中更多地提供冗余电源输入。现在典型的计算机柜都带有两个或更多电源线。其次,设备经理要求系统支持在线维护,他们希望在UPS关机维护时关键负载也有保护。这两个因素使得典型数据中心UPS的安装数量增加,每台UPS的负载容量减少。但是发电机的增加没有与UPS保持一致。在设备经理的眼中发电机通常是备用的,容易安排维护。另外在一些大的项目中资金压力限制昂贵的大功率发电机组的数量。结果是每台发电机带更多的UPS,这是一个令UPS厂商高兴发电机厂商烦恼的趋势。 对自激和振荡的最佳防卫是物理学的基本知识。工程师应仔细地确定UPS系统在所有负载条件下的功率因数特性。UPS设备安装后,业主应坚持全面的测试,在调试验收时仔细测量整个系统的工作参数。当发现问题时,最佳的方案是成立由厂商、工程师、承包商和业主组成的项目小组,对系统进行完全测试并找出解决办法。 3典型案例 以下是一个UPS和发电机兼容性问题的案例,一个在线服务供应商的新建数据中心在调试运行时发生的。它表明厂商、工程师和用户如何发现并解决问题的。 现场装有3套3000kVAUPS系统,每一套由4台750kVAIGBT调宽调频模块组成,可扩展到6台。模块的设计负载率是65%,UPS模块配有输入隔离变压器和最大5%输入电流谐波滤波器。所有的模块分别连到两组发电机并联总线,每组总线有3台1600kW的发电机,可以扩展到6台。每台发电机都配有电子调压器。每条并联总线的电源转换计划是,在第一批负载接入前,等待两台发电机并联。第一批负载包含每套系统中的一台UPS和部分空调负载。随着后续发电机的并入,与第一批相同的负载随后加入。在故障模式测试中操作员发现,带第一批负载的两台发电机中有一台故障时,另一台将出现过压报警并于2s后关机。但是第一批负载远低于一台发电机的容量,因为此时UPS的负载很轻。随即安排了进一步的测试,以确定UPS对单台发电机的影响。因为首先怀疑的是UPS的输入环节对调压器的干扰,因此测试的UPS不带负载,或UPS的逆变器关闭。测试装置包括直流电压和电流表,