玉柴发电机组并列机理、因素及方式

当前社会中，柴油发电机组以其可靠性和安全性广泛运用于参数中心IDC等通信行业。数据中心备用电源通常采用N+1台柴油发电机组并列运行的步骤。所谓同期并车的控制器作业原理包括两种准同期并联用途原理和调整方法，一种采用励磁前合闹用途（CBE）可预防产生冲击电流的反常规自同期方式以及防止投入变压器负荷时产生合闸涌流的步骤。因此，玉柴公司在本文以中国传统400V电压制，每分钟

      相序指的是三相交流电压的排列顺序，如A、B、C三相交流电压的相位，按顺时针排列，相位差为120°，就是正序；如按逆时针排列，就是负序；如果同相，就是零序。两者相序相同的线）电压相同

频率偏差在设定限值内；发电机并机运行时，各台发电机的输出频率必须相同。频率是指电源中交流信号的周期数，通常以赫兹（Hz）为单位。如果发电机的输出频率不同，会引起并联运转时电压频率不稳定，对发电机等负荷装备的正常运行发生影响。因此，在并车运转前，需要对发电机的频率进行调整，使其与其他发电机的输出频率保持一致。

      发电机并车步骤具体分为（常规）自同期和准同期两种。（常规）自同期并车是将未投入母线的待并机发电机在不加励磁的情况下转动起来，在速度接近装置同步转速、滑差在允许的范围内时强行合闸并联，再加励磁发电，由母线将发电机拉入同步。该步骤冲击电流较大，并车时间短，适用于小水电并网。准同期并联是将未投入母线的发电机加上励磁，调节其电压和频率，在满足并列因素时，使发电机的出口开关合闸，将发电机投入母线，则在发电机定子回路中的环流几乎为零，不会出现电流和电磁力矩的冲击。缺点是并车时间长，通常接近1分钟。目前，该并联方式在参数中心等IT行业运用广泛。

      在动态准同期中，同步发电机运行在与母线不同的频率下，这个频率偏差叫做滑差。一般滑差为正数，即待并机的频率稍高于母线频率，目的是防止并机后出现逆功率。动态同期并列机理如图1所示。

      图1中，待并发电机运行在1503 转速、50.1 Hz，已接入母线Hz。尽管发电机处于旋转状态，但已接入母线的发电机L；相位角始终指向时钟12点，因此待并列的发电机须缩小相位差为零时才能到达同期点。同期时间

为1/（50.1-50.0）=10s，也就是说每10s两台发电机会同期一次。 

      为确保合闸成功，合闸脉冲时长为100ms（80ms+20ms）柴油发电机型号及规格。

      发电机频率与母线 Hz，意味着发电机和母线之间的相位角会减少，直到进入同期点。

      发电机频率与母线Hz，意味着发电机和母线之间的相位角不会减少。这种状态下，发电机相位永远不会进入同期点，由于发电机相位永远追不上母线、静态准同期

      在静态准同期控制模式中，发电机频率非常接近母线频率，滑差比动态小，一般在0.05 Hz以内，目的是精确寻找同期点。需要注意，当操作继电器触点调节速度时，不介绍采用静态并车，因为会使并车时间很慢。静态准同期并联原理如图4所示。

      合闸信号发生在发电机L；相位指向母线点位置。这与断路器动作时间无关，由于滑差很小，合闸动作时间产生的增长相位差可忽略不计。为了快速并联，需要调整合闸相位角窗口。合闸信号出现在“Ucexu”和“Ummu；”相位角之间，调节范围±0.1°～20°，如图5所示。

      并车控制系统静态准同期数据设定如表2所示。

      常规自同期合闸时冲击电流较大，而准同期方式并车时间长。如果发电机直接给变压器送电，则会产生合闸励磁涌流造成断路器跳闸。并车控制系统具有的励磁前合闸“CBE”（Close Before Excitation）用途可快速自同期，排查冲击电流，解决变压器励磁涌流。

      如图6所示，先将所有机组转速电压设定为同样的上升斜率及额定值，再启动所有发电机组。当速度上升至400 r/m时，令所有发电机GB合闸：当速度上升至900 r/m时，合上所有发电机励磁开关，此时相当于自同期。虽然各台发电机之间的相位角不同，但是由于转速低，发电机电压低，远小于额定值，故发电机之间冲击环流很小，发电机之间利用环流自行快速自同期。自同期后环流减小，所有发电机继续采用同样斜率升速，频率电压达到额定值后再给负载供电。

      此方式比发电机先达到额定电压频率后再调整准同期的方式快得多。通常准同期完成较快要接近1min，而运用此步骤时，当发电机起动从静止到达额定转速自同期即同步完成，通常较快约8s。 

      为熟悉决励磁涌流，如图7所示，在机组启动前先将所有变压器二次侧的开关手动合闸及优先级较高的机组出口断路器合闸，再起动优先级较高的机组。随着机组速度上升，发电电压慢慢升高，所有的变压器均得到充磁。如果优先级较高的机组不能启动，则启动优先级次高的机组同样采用先合闸再励磁的程序起动，以此类推。此功用通过控制系统内置的强大mLogic软件实现。 

      发电机并机运行除了电压相同、相序相同和频率相同三个条件。同时，在并车运转前还需要考虑发电机功率匹配、并联电缆选型和并列保护方案等要素，以确保发电机能够安全、稳定地向负载供电。通过以上条件的满足，发电机可以实现并车运转，从而提高电力供应的可靠性和稳定性。同时，发电机并联运行还可以实现功率的增加，满足大容量负荷的供电需求。因此，在电力系统中，发电机并联运行被广泛运用于电力站、厂家和大型建筑等场所，以确保电力供应的可靠性和稳定性。

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