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基于AMF25柴油发电机的主备切换控制改造

2020-09-22
来源: 礼德动力

一、前言

以239台为例,在2018年1月新采购了一台200KW柴油发电机与一台ATS柜,新的柴油发电机与原柴油发电机均为AMF25控制器,新ATS与原ATS的控制部分基本相同,均为市电和柴油发电机间的切换,不能实现两台柴油发电机之间的主备切换。如何实现接入原有供配电系统,在不影响原有供配电及旁路的情况下,使得新ATS作为两台柴油发电机之间的自动主备切换及还需保持原ATS作为总输出的设计目标,本文着重介绍了一种简单的改造方法。

二、原柴油发电机及原ATS控制原理

原ATS是溯高美的双电源切换开关,当切换开关电机在220V供电的情况下,公共端317与316、315、314任意一个端口持续闭合,切换开关的电机做出相应的动作使得开关切换至相应的位置,即只要317与315持续闭合,314和316端口就会与317端口全部断开,切换开关切换至I位置,为市电供电输出;317与314持续闭合,315和316端口就会与317端口全部断开,切换开关切换至II位置,为柴油发电机供电。

图1 ATS切换开关的控制线路接线图

在原有的倒换ATS接线方案中,是由AMF25控制器发出指令完成的,在AMF25判断市电故障后(缺相,过欠压,频率故障等),控制柴油发电机控制箱内GOR继电器来完成对ATS切换开关的倒换,原柴油发电机控制箱内GOR继电器的接线图为图2所示。

图2 原柴油发电机GOR继电器接线图

此GOR继电器为3组常开常闭触点,直流12V线包控制,其中触点1,3,4为一组,触点5,6,7为一组,触点8,9,11为一组;触点2,10为线包控制引脚。触点1接163线,触点4接162线,触点3空置;触点6接160线,触点7接161线,触点5为空;触点8,9,11全部空置;触点2接电瓶正极(充电器正极)即+12V,触点10接AMF25控制器的B03端口。利用万用表测量后发现,160与162是同一组控制线,同时与原ATS切换开关控制端口317是同一组线;161与原ATS切换开关控制端口314是同一组线;163与原ATS切换开关控制端口315是同一组线。

同时研究新柴油发电机控制箱与新ATS切换开关后发现,倒换的原理与原柴油发电机及原ATS的切换原理几乎一样。

三、两台柴油发电机实现主备切换的设计改造

新柴油发电机及新ATS在市电故障后能自动启动,但不能自动控制原ATS,需要手动切换,故需要改造两台柴油发电机和两台ATS切换开关的控制部分,使新柴油发电机成为主用,原柴油发电机为备用的,且可以分别自动倒换两台ATS切换开关的功能。设计改造图如图3所示。

图3 油机主备切换改造总框图

(一)新、原柴油发电机与新ATS切换控制的改造

把新柴油发电机的GOR继电器上的160、161、162、163线全部拆除,其余标号的线保持不变,利用这个GOR上的一组常开常闭触点(如1,5,9为一组),常开触点5接163线,公共端触点9接162线,常闭触点1悬空;162线悬空不接任何触点。并同时对应接入新ATS切换开关接线排上162和163端口。如图4所示。

把原柴油发电机的GOR继电器上的160、161、162、163线全部拆除,其余标号的线保持不变,利用这个GOR上的一组常开常闭触点(如1,3,4为一组),常开触点3接161线,公共端触点1接160线,常闭触点4悬空;163线悬空不接任何触点。并同时对应接入新ATS切换开关接线排上160和161端口。如图4所示。

图4 新、原柴油发电机GOR继电器改造图

新ATS接线图如图5所示。

图5 新ATS接线图

(二)原柴油发电机市电检测的改造

由于新柴油发电机做主用,原柴油发电机做备用,故新柴油发电机AMF25上的MAIN VOLTAGE市电检测需要直接检测三相市电电压,即原柴油发电机AMF25上的MAIN VOLTAGE市电检测线需拆除,接在新柴油发电机AMF25的MAIN VOLTAGE市电检测。

原柴油发电机的市电检测改造图如图6所示。

图6 原柴油发电机市电检测改造图(新装继电器A)

即利用一个新装的有四组常开常闭触点(继电器A),DC12V线包的继电器,4个常闭触点接原市电三相检测线,4个常开触点接新柴油发电机的三相发电电压,即新柴油发电机AMF25上GENERATOR VOLTAGE三相发电电压检测点,4个公共端接回原柴油发电机AMF25上MAIN VOLTAGE市电检测点,此继电器线包并入接在新柴油发电机FCR供油阀(油门)继电器的线包上(此线包一定不能接GOR继电器线包)。

(三)原ATS切换控制的改造

原ATS上160、161、162、163线从接线排上全部拆除,新装两个有两组常开常闭触点,线包DC12V的继电器(以下称继电器B、C)。

继电器B接线如图7所示。一组触点上常开触点接原ATS的162线,公共端接原ATS的161线,常闭触点悬空;另一组触点上常闭触点接原ATS的163线,公共端接162线,常开点悬空;线包接在继电器C的公共端上。

继电器C接线如图8所示。两组常闭触点分别接新柴油发电机GOR继电器的线包;两组常开触点和线包均接原柴油发电机GOR继电器的线包;公共端接继电器B的线包。

图7 原ATS线路改造图(新装继电器B)

(四)新、原柴油发电机AMF25的延时设置

我们需对AMF25的启动延时做调整,即预启动时间、紧急启动延时、市电恢复延时,以避免在市电故障时两台柴油发电机出现倒换逻辑错误。以239台为例,配备有两路市电和全台性UPS的,全台性UPS可至少带载2个小时,故可适当延长柴油发电机的启动时间,两路市电间的切换到输出在20秒,主用柴油发电机从冷启动到倒换ATS完成带载的时间应大于20秒,可设置预启动延时5秒,紧急启动延时20秒, 市电恢复延时为默认设置的60秒;备用柴油发电机从冷启动到倒换ATS完成带载的时间可放宽到3分钟以内,可设置预启动延时5秒,紧急启动延时40秒,市电恢复延时设置在10秒左右,这样就避免了柴油发电机之间的倒换逻辑错误。

(五)新、原柴油发电机AMF25与远程监控的通信

图8 原ATS线路改造图(新装继电器C)

按照原柴油发电机与远程监控的通信方式,再配置一套全新设备安装在新柴油发电机上,只需要在交换机上插入新油机的通信网线即可完成对新油机的通信。原柴油发电机通信设备保留,若新油机发生故障通信失败且无法自动启动,可在交换机上立即插入原油机通信网线使其通信上。另原油机可用AMF25自带的软件单独通信,在恶劣天气无法至现场检查油机时可远程查看并启动油机。

四、总结

此种设计改造方案的原理有两个。其一是AMF25控制器在检测到外电故障(缺相,过欠压,频率故障等)确认后,才会控制GOR继电器吸合倒换ATS;其二是主备切换利用了强制倒换ATS油机供电的原理。239台于2018年4月对此设计方案改造完成,投入使用近一年,未出现任何故障问题,确保了稳定性,对安全播出保障工作是一个很大的帮助。而设计方案中仅增加了三个继电器和一些控制线缆,成本仅几十元,容易实现对其他台站的推广。