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新闻主题	柴油发电机开关接线方法示意图

 

摘要：三相五线制柴油发电机的接线通常是指三根火线+一根零线+一根地线，并且三个线圈采用星形（Y形）接法，将三个线圈的末端X、Y、Z连接在一起。在柴油发电机组接电时及用电时应予注意，三相电压放在一起形成对称才能正常工作。发电机组接线方案是多种多样，具体要根据现场和用户的情况来判断使用何种接法更为适合。

 

一、设备简析

 

      柴油机自问世以来，以其安全、可靠等优点在各个领域为各种设备提供原动力。作为其中的一个分支，高速大功率柴油机以其重量轻、功率密度大、启动迅速等优点而成为各类船舶、海洋工程、陆用发电等领域不可或缺的设备之一，柴油发电机组系指以柴油等为燃料，以柴油机为原动机带动发电机发电的动力机械。整套机组一般由柴油机、发电机、控制箱、燃油箱、启动和控制用蓄电瓶、保护装置、应急柜等部件组成。柴油发电机组属非连续运行发电设备，若连续运行超过12h其输出功率将低于额定功率约90％。尽管柴油发电机组的功率较低，但其具有体积小、灵活、轻便、配套齐全便于操作和维护等特点。

      按照机组的用途分，柴油发电机组可用于常用、备用和应急等3种情况，柴油发电机组做备用电源时，一旦外部电源中断，就应该启动发电机组，对于有人值守的变电站，采用手动启动，对于无人值守的变电站，多采用自动启动。常规控制方法为当柴油机机旁监控系统接收外部发来的自动启动信号时，连续三次启动柴油机，若第一次启动不成功，经10秒延时后第二次启动，若再次失败，则延时后进行第三次启动，三次启动中只要有一次成功，就正常向应急负载供电，若连续三次启动均不成功，则发出三次启动失败报警，然后再手动启动另一台柴油机执行自动启动控制，然而这种控制逻辑，大大增加了启动时间,越来越多对安全等级要求较高的设备都要求实现主备自动切换。

 

二、机器电路与接线说明

 

1、并网接线

      柴油发电机组的并网运行主要为了很好的与市电完美的对接。设有一台同步发电机打算与已经对负载供电的机组（电网）并联，为了在投入并联时避免发生大电流冲击和发电机转轴突然受到扭力矩而损伤定子绕组端部和转轴，并联合闸需要满足一定的条件，即投入的发电机相电势瞬时值与电网电压瞬时值应始终保持相等，其电路如图1所示。以上并联合闸的条件可分开写成以下四条。

（1）相序一致

      发电机电压和母线（电网）电压的相序要一致。柴油发电机组在出厂时已明确规定了相序，并在出线端标明，可在安装接线时实现。

（2）电压相同

      发电机的输出电压（励磁电势）与电网电压大小（幅值）相等且波形相同。前者通过调节发电机的励磁电流If来实现，后者在发电机设计制造时得以保证。

（3）频率相同

     发电机的电压频率和母线（电网）电压的频率要一致。可通过调整发电机的转速来实现与母线（电网）电压频率一致。

（4）相位相同

      发电机的输出电压与母线（电网）电压相位要相同，亦即发电机与电网的回路电势为零。可通过采用不同的并网方法，选择适当的并网瞬间来实现。

 

图1  柴油发电机并网接线图

 

2、出口断路器接线

      断路器开关接线示意图如图2所示。

（1）通常的柴油发电机组电力输出主端口设计，需要考虑机装的塑壳断路器（热磁或固态式），目的在于中断负载电流的额定容量以及分断故障短路电流。

（2）如柴油发电机组本身设计已具备了过电流的保护功能，则可以使用机装分离（塑壳）开关。

（3）如考虑到静音型柴油发电机箱内空间狭小，需要规划独立操作方舱或者采用外置断路器的设计时，输出电力电缆或母线可以与发电机输出端子建立直接连接。

 

图2  发电机出线铜排接线示意图

 

3、双电源转换接线

      双电源主要分为PC级双电源（整体式）和CB级双电源（双断路器式），其双电源转换系统电路如图3所示。

（1）PC级双电源：能够接通、承载、但不用于分断短路电流的双电源

      双电源若选择不具有过电流脱扣器的负荷开关作为执行器则属于PC级自动转换开关。不具备保护功能，但其具备较高的耐受和接通能力，能够确保开关自身的安全，不因过载或短路等故障而损坏，在此情况下保证可靠的接通回路。

（2）CB级双电源：配备过电流脱扣器的双电源，它的主触头能够接通并用于分断短路电流

      双电源若选择具有过电流脱扣器的断路器作为执行器则属于CB级自动转换开关。具备选择性的保护功能，能对下端的负荷和电缆提供短路和过载保护；其接通和分断能力远大于使用接触器和继电器等其他元器件。

 

图3  双电源转换柜接线图

 

3、电力线输出的隔震处理

（1）发电机输出端子与出口断路器柜之间的连接建议使用电缆上走线的方式，当使用铠装母线做连接时，发电机侧必须为软性连接且至少一个折弯，以允许三维方向的移动。

（2）软连接部分，大规格硬电缆尽管柔性也很好，但弯曲能力可能不够，尽量考虑使用多股的柔性电缆或软铜带做以连接。

（3）另需注意电缆/母线通过集装箱体的出口处的防水处理。

4、启动信号线控制接线

      柴油发电机的（连接至远置控制设备和远程指示器的）交流和直流控制线必须与电力线分开，采用独立的套管布线，以降低控制电路中的电路干扰。发电机组上的连接必须使用多芯导线和柔性管套。柴油发电机与双电源切换柜停电信号控制线接线方法如下：

（1）双电源由次级绕组带中间抽头的变压器﹑桥式整流器和两个参数一致滤波电容组成。两个电容各取正负极连接一点接地，变压器次级绕组的中间抽头接地，绕组其余两端别接到桥式整流器的两个交流输入端，两个电容余下的一正一负分别接到整流器输出端的正极和负极。电容正极与地线组成正电源，电容负极与地线组成负电源。只要把两组电源分别接在两个空气开关的电源进线侧，负荷接在交流接触器的出线端即可。

（2）在安装接线前，应先对配电箱进行外观检查，核对接线正确性，检查各部件绝缘、导通接地等情况；检查完毕，用一个三相5安培开关作试验电源开关，并对配电箱实施带电模拟试验，确保安装后能基本达到要求。在连接两组电源时，应确定哪一个电源优先，把优先的电源接在没有时间延时的一侧，把备用电源接在延时后动作的一侧；当交流接触器下端没有连线时，应把两组电源的同一相相连，确保任何一组电源送电时都能保证正常供电。

（3）连接完毕，应对电源切换情况进行试验：分别对其中一组电源进行送电，同时转动开关到主电源、后备电源、自动等位置，检查两个接触器的切换情况，以及各相同步合闸情况、触点连接情况等。若要检查负荷情况，还必须送上额定负荷进行检查。

 

图4  备用发电机组自动启动接线图

 

5、附件分支电路

（1）静音型柴油发电机箱体内，系统运行所需的所有附件设备，必须设置分支电路。

（2）附件分支电路上端电力来源比较多，这些电路经由自动转换开关的负载端子排、发电机端子排或者蓄电池直流供电。相互连锁关系比较复杂，需要做集中的收集与逻辑管理。

（3）附件包括：主控柜、输油泵、电动百叶、照明、电磁阀、蓄电池充电器和冷却液加热器、电机加热器以及空间加热器等等。

 

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