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浅谈柴油发电机自动控制系统的相关问题

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浅谈柴油发电机自动控制系统的相关问题

责任编辑:澳门威尼斯app下载??? 发布时间:2020-08-31 ??? 【

摘 要∶柴油发电机组作为备用电源,在国防、工业、农业、商业等各行各业得到广泛应用,而柴油发电机自动控制系统在近年来也起到了越来越重要的作用,本文主要研究了浅谈柴油发电机自动控制系统的相关问题,对于柴油发电机自动控制系统的功能配置、运行方式进行了探讨。

关键词∶柴油发电机;自动控制系统;相关问题

柴油发电机组作为备用电源,近年来的位置越来越重要,特别是随着城市、工业的迅速发展,自动化、计算机的普及,要求提供稳定的电源,因此,在电网停电的情况下,柴油发电机组迅速启动供电,确保机组正常稳定工作的自动控制系统的研究也日益重要。

1 柴油发电机组自动化功能设置

柴油发电机自动控制系统根据 GB/T4712《自动化柴油发电机组分级要求》的规定,机组设置如下自动化功能:

1.1 自动启动与加载,电网停止时,控制机组自动启动、升速、合闸向负载供电,该过程不超过30S。

1.2 自动停机,电网恢复正常后,延时10S分闸,控制电网开关合闸,完成自动切换,然后控制机组冷机5min后自动停机,如果在冷机过程中电网又发生故障,则直接倒闸由机组向负载供电。

1.3 自动保护功能,机组在运行过程中,如果发生水温高、油温高故障时,进行声光报警;若发生超速、油压低现象,则发出声光报警的同时紧急停机;如果发生过载、短路和电压异常现象,则发声光报警信号并分闸。

1.4 预供油功能,当机组处于准启动状态时,自动预供油系统投入工作,每40min泵油20S,以备机组随时应急启动。

2 柴油发电机自动控制系统的准备运行状态

2.1 柴油发电机自动控制系统的准备运行状态

2.1.1 冷却水、机油的预热当控制系统检测到水温、油温低于设定温度时,启动预加热系统加热,当加热一定时间达不到要求,则发出声光报警,检查预加热系统故障。

2.1.2 维持机油油压,油压低于设定值,启动油泵泵油,泵油一定时间达不到要求,则发出声光报警,检查泵油系统故障。

2.1.3 机组定期自润滑机组在闲置状态下,定期启动空载运行,同时检查各项运行参数。

2.1.4 维持机组运行状态,机组启动供电后,检测各项运行参数,如玲却水温度、机油温度、机油压力、柴油机转速以及输出的电压、电流,当运行参数超出设定范围时,系统自动调整,如经一定时间仍调整不到规定范围,发出报警信号或分闸、停机、紧急停机。

2.1.5 机组停机,检测电网电压高于设定值规定时间后,自动与电同合闸,同时控制机组冷却后,机组正常停机。

2.1.6 机组报警和自保护功能,机组在闲置和运行状态都不停地检测机组各项运行参数和电力参数,超出参数设定范围,发出报警,或采取自保护(如分闸、停机、紧急停机)。

图1

图2

2.2 柴油发电机自动控制系统的正式运行状态

运行状态∶

a.检测电网是否供电

正式运行状态时,需要检测电压、电流、频率等参数,电压的取样电路,如图1所示,电压信号经全桥整流、放大后转换为直流信号送到单片机的A/D口,电流的取样电路类似。频率信号同样从电压互感器取得,转换为方波信号后送到单片机的捕捉端口(CCP1),如图2所示。当检测到的电网电压、频率值都在正常范围内时,由电网供电;当超过设定的上限或下限时,即判定为电网供电不正常,并马上启动柴油机,进入柴油机启动状态。

b.柴油机自动控制系统启动

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如果3次起动均未成功,则禁止柴油机起动并报错。考虑到蓄电池电压低时,也可能使柴油机起动失败,因此在起动过程中,若检测到蓄电池电压低,则通过蜂鸣器蜂鸣提示。而当电网恢复正常后,蓄电池会被充电,此时允许再次起动柴油机。如果柴油机启动成功,则进入柴油发电机组供电状态。

c.柴油发电机自动控制系统供电

在柴油发电机自动控制系统机组供电时,同样要检测柴油发电机组的电压、电流和柴油机的油压。在正常运行时,当检测到的电压、频率超过设定的上下限(负载)时,即切断负载,柴油发电机组处于空载运行状态;在空载时,如果检测到的电压、频率又超过设定的上下限(空载)时,即认为柴油机故障,停机报错。不论是在空载还是负载,只要检测到柴油机的油压为低,即认为柴油机工作不正常,停机报错。

该系统中还具有一个励磁调节装置,它能实现柴油发电机组的低频保护,当系统供电的频率较低时起到保护作用,同时通过电压和电流的矢量合成及PID调节,能恒定柴油机组的输出电压,即使当负载有较大变化时也能使输出电压的变化小于1%,保证负载(设备)的正常运行。

考虑到电网有时会有短暂供电的情况出现,为避免设备供电的经常切换,在此状态下,如果电网恢复正常,则延时几秒后才切换至电网运行状态,然后再延时几分钟,才停止柴油机运行。这样就能保证只有在电网确实已恢复正常后,才切换至电网供电,同时也避免柴油机的频繁启动。

d.柴油发电机自动控制系统操作

为便于操作,系统设置了“试验”、“参数显示”、“错误显示”3个按钮。在柴油机未工作时,按下“试验”按钮,就能立即起动柴油机,以检查柴油机是否能正常工作。启动柴油机后,就能查看柴油发电机组和蓄电池电压等有关电参数;按下“参数显示”按钮,能查看电网及柴油发电机组的电压、频率、电流和蓄电池电压等参数;按下“错误显示”按钮,能查看近期出现过的故障,如柴油机3次起动失败、电网或柴油发电机组电压过高或过低、柴油机无油压、频率过低等。若长时间未按键,显示部分自动切换为轮流显示状态:在电网供电时依次显示电网的电压、频率、电流;在柴油机供电时依次显示柴油发电机组的电压、频率、电流。

结束语

柴油发电机组现场的工作环境往往比较恶劣,因此,采用自动控制系统可以提高其控制系统的抗干扰能力。柴油发电机组的自动控制相当复杂,涉承到各个方面,但是若仔细研究发展,可大大提高柴油发电机的发展速度,避免巨大的经济效益。

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