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柴油发电机并机控制器常见品牌和功能描述 |
摘要：当用电量较大等特殊情况下，就需要对柴油发电机组进行并联运行发电以满足更大的负荷要求。柴油发电机组并机使用可提高供电系统的可靠性、连续性，因为多台柴油发电机组并联成一个微型电网，供电的电压和频率稳定，可以承受较大负荷变化的冲击。因此，几乎所有柴油发电机组制造商都能提供优异的并机控制系统，并且凭借多种并联开关设备品牌选择与匹配，随时可以升级原有的模拟或数控并联系统。下面就跟康明斯厂家一起了解为什么需要并机，以及市面上常见的并机控制器品牌。
一、并机的优点
1、提高供电系统的可靠性、连续性
因为多发电机组并联成为一个电网，
2、保养、维护更方便
多台发电机组并联使用，可以集中调度，分配有功负载和无功负载，能使保养、维修方便。
3、更具经济性
可以根据网上负载的大小，投入适当台数的小功率发电机组，以减少大功率发电机组小负载运行带来的燃油、机油浪费。
4、未来扩展更具有弹性
只需安装现在所需功率之发电及并联设备，待以后公司需要扩展电网容量时，再增加发电机组，并且能方便地实现扩展发电机组的并机，令初步投资更显经济。
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图1 发电机组并联控制开关柜 |
图2 并联系统电路图（2组柴发+2组市电） |
二、常见并机控制器品牌
○ 众智科技
众智科技始建于1998年，深交所创业板（股票代码301361）上市企业，主要从事内燃发电机组自动控制系统、低压配电自动控制系统、新能源自动控制系统等相关自动化产品的研发、生产、销售和服务。公司产品广泛应用于矿山石油开采、数据中心、船舶、智能大厦、银行、医院、工厂、电信、基建等领域，业务范围遍布全球。
○ 康明斯PCC
PCC是康明斯电力系统发电机组上使用的以微处理器为基础的控制器，它提供燃油控制和发动机调速功能、主发电机输出电压调整和全套机组控制和监测。它同时还提供隔离母排或市电（主用电源）并联电力系统的自动和半自动同步，以及自动负载分配控制功能。
○ 英国深海
英国深海公司（Deep Sea Electronics）创立于1975年，是全球领先的发电机组控制器生产商，拥有强大的研发设计及生产制造实力，近40年来，以生产高品质、高性能的控制器产品而闻名于世。深海DSE控制器主要应用产品型号：DSE3110、DSE4510、DSE6010、DSE6110、DSE6020、DSE6120、DSE7320、DSE7420、DSE8610、DSE8620
○ 捷克科迈
捷克科迈ComAp控制器是世界发电行业里，专业提供电子控制和管理解决方案的杰出代表。ComAp（科迈）的产品软件和硬件产品，在世界各地的应急电源及发电机组设备得到广泛的应用。
三、并机控制功能
1、同步
柴油发电机组在运行过程中，它的输出电压为三相正弦波。为了避免在合闸并机的瞬间在柴油发电机内部产生过大的电流，因此在合闸前将柴油发电机输出电压的频率、电压、相位都调整到与并机母线上的频率、电压、相位接近或者相同，称为同步。
并车三要素：并车前，相位、电压、频率（转速）一致。
在实际应用中，并联到一起的两台发电机组的频率、电压、相位并不需要绝对的一致，只要它们的误差在允许的范围内即可：电压偏差为±6%，频率偏差为±0.15HZ,相位偏差为±6。自动同步模块的功能是自动追踪，通过调节发电机组的转速，让发电机组输出的交流电压迅速达到与母线上的电压波形同步。
2、负载分配
发电机组并联以后，首要的任务就是要进行负载的分配。发电机组的负载特性是指机组输出交流电的频率和电压随负载大小变化而变化的特性曲线。系统通过电压及电流互感器采集每台发电机组负载的数据，比较它们的预设值，调整喷入气缸的燃油量，以保持在不同负载下，各台机组之间负载的平衡。由于各台机组的负载能力不同，正确的负载分配策略是并机系统稳定运行的可靠保证。其中，包括有功功率的调整和无功功率的调整。从具体方案上，有功功率的调整通过发动机转速来实现，而无功功率的调整通过调节发电机输出电压来实现。
有功功率的分配采用负载分配模块来实现。两台发电机组之间需要有信号或通信的联络。
无功功率的分配使用AVR的电压降来实现。电压降的原理（自动电压调节器AVR上需要连接电压降CT，电流增大会引起电压下降）要求两台发电机组的自动电压调节器AVR具有相同的电压降特性曲线。
3、控制和保护功能
发电机组的并联系统除了必须具备上述功能以外，还必须具有逆功率、高/低频率、过流等故障保护功能，以保证发生故障的发电机组能迅速断开与其他机组的连接，避免设备的损害。现今的柴油发电机组均有适于并机的控制屏，具备结构简单、控制精确的特点，其良好的控制功能、速度和电压调节功能、电气测量和保护功能，使其能够实现多台柴油发电机组的并机运行。控制系统的输入输出可以是数字量，也可以是模拟量。此外，还具有标准通信接口。值得提出的是，对于同步精度的要求需非常严格，极高的同步精度为并机系统的安全性和可靠性提供了保证。
发动机转速与发电机电压的调整可以通过模块的直流电压输出来控制。不同发电机组的调速器 GOV 与调压器 AVR 需要的控制电压不同，必须要正确设置模块 GOV、AVR 的中心电压和范围电压与之匹配。
表1 GOV/AVR 参数设置
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控制接口
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项目
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功能描述
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调速控制
（GOV）
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中心电压（SW1）
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设置调速器转速控制中心点电压值。
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范围电压（SW2）
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设置调速器转速控制偏置范围电压值。
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输出反向
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当GOV控制电压升高，发动机转速降低时，需要使能输出反向。
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调压控制
（AVR）
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中心电压（SW1）
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设置调压器电压控制中心点电压值。
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范围电压（SW2）
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设置调压器电压控制偏置范围电压值。
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输出反向
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当AVR控制电压升高，发电机电压降低时，需要使能输出反向。
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○ SW1 设置值与中心电压对应公式：
中心电压（V） = 设置值 * 0.5
例：设置值为 1.0 或 1.00，中心电压为 0.5V （1.0*0.5）；设置值为 5.0 或 5.00，中心电压为 2.5V （5.0*0.5）。
○ SW2 设置值与范围电压对应公式：
范围电压（+V） = 设置值 * 0.5 + 0.5
例：设置值为 1.0 或 1.00，范围电压为+1.0V （1.0*0.5 + 0.5）；设置值为 5.0 或 5.00，范围中心电压为+3.0V （5.0*0.5 + 0.5）。
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GOV调速.AVR调压连接图 |
ESD5500调速器连接图 |
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EFC3044196调速板连接图 |
EFC ILS调速板连接图 |
总结：
根据负载情况设计2台或者多台柴油发电机组自动智能并机运行，并机系统具有自动并机、自动均衡负载功能，且可平稳地转移负载的有功功率和无功功率（能够根据负荷的变化自动调节，将负荷平均分配在多台发电机组上），整个并机系统可根据负载的容量大小自动调整投入运行发电机组的数量、通过开关柜母线和馈线系统为所连接的负载提供稳定的应急电力供给。
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