Electronic Modular Control Panel II+ (EMCP II+) Caterpillar

图 1	g00720980
并联模式开关 (1) 手动（许可）位置 (2) 断开位置 (3) 半自动位置 (4) 自动位置

当并联模式开关处于自动位置、半自动位置或许可位置时，GSC+P 处于并联模式下。 并联模式下具有多种并联功能。 这些功能由以下各项决定：并联模式开关, 发动机控制开关（ECS）, 客户通信模块（CCM）, 如果闭合断路器控制输出与断路器相连, 如果闭合断路器控制输出未与断路器相连 和 母线是否通电。

图 2	g00688669

注: 在标准安装中，EMCP II+P 不设计用来与公用电网并联。 EMCPII +P 支持多台发电机的并联。 EMCP II+P 经过重新配置后可以与公用电网并联工作，但必须经过改造才能在电压降模式下工作。 当与公用电网并联时，必须添加附加部件才能执行正确的负载控制。 这些主题超出了本手册的范围。 关于更多信息，请咨询您的 Caterpillar 代理商。

注: GSC+P 不能与三角形连接的发电机一起使用。 如果设定点 P032 设定为 1（三角形连接的发电机），则同步检定器将按图 2 中所示闪烁。 按下 "Alarm Codes（报警代码）"键时，"AL17" 诊断代码出现。

词汇表

母线 - 电源系统内的所有电源通过各自的断路器与之相连的公共电源导线或线条。

死母线 - 所有可用电源均与之断开的母线。

待并发电机 - 正与母线相连的发电机。

发电机断路器 - 能够接通、承载或中断待并发电机和母线间相电流的一种机械装置。

相序 - 相电压通过零点交叉的顺序。 母线和待并发电机的正弦波必须按同一顺序出现。

发电机断路器闭合时间 - 断路器在闭合控制电路通电后使其触点闭合所需要的时间量。

摆动 - 以稳定、不间断的节奏前后移动。

同步检定器 - GSC+P 的下显示屏正在执行一个同步功能。 利用旋转的方形符号指示母线和待并发电机之间相角和频率的相互关系。

RPM 指示灯 - 用来指示母线和发电机之间频率的相互关系。 如果发电机频率大于母线频率，则 RPM "上升"指示灯出现。 如果发电机频率小于母线频率，则 RPM "下降"指示灯出现。 这些指示灯只用于许可模式。

相角 - 待并发电机和母线对应相电压之间的相对角度。

增益 - GSC+P 控制的参数，用来确定同步中发电机和母线间相角差的变化率。 增加变化率设定点（P308）可增加 GSC+P 使发电机和母线间相角匹配的速率。

阻尼 - GSC+P 控制的参数，用来确定同步中发动机转速的过调量和稳定时间。 增加阻尼设定点（P309）会增加阻尼效果。

闭合断路器传感器 - 发电机断路器上用来指出发电机断路器何时闭合的一组常开辅助触点。 当断路器闭合时，这些触点激活（闭合），并且 GSC+P 闭合断路器传感器输入的水平为负。 非激活水平浮动（大约 12.0 DCV）。 请参阅 GSC+P 同步的直流示意图。

死母线继电器 - 用来指示母线状态的母线继电器（BUSR）。 当母线通电时，常闭触点闭合，并且 GSC+P 死母线传感器输入的水平为蓄电池负极。 通过大约 12.0 DCV 下的非激活水平浮动指示通电母线。 请参阅 GSC+P 同步的直流示意图。

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同步检定器

当 GSC+P 执行一个同步功能时，GSC+P 的下显示屏变为同步检定器。 一个方形符号沿显示屏四周旋转，以指示母线和待并发电机之间相角和频率的相互关系。

上显示屏在待并发电机相 C-A 电压和频率间切换。 上显示屏的右侧显示 "bUS（母线）"或 "GEn（发电机）"。 按下交流电表小键盘将停止切换，并且上显示屏将只显示发电机的电压和频率，或者母线的电压和频率。 锁定切换时，"GEn（发电机）"或 "bUS（母线）"将闪烁。

图 3	g00502139
上显示屏上显示母线电压和频率。

图 4	g00502174
上显示屏上显示发电机电压和频率。

图 5	g00502175
下显示屏（同步检定器）上显示母线和发电机的频率。 下显示屏上还显示相角关系。 发电机和母线不同步。

图 6	g00502177
下显示屏（同步检定器）显示发电机和母线同步。

注: "RPM" 指示灯仅在许可模式下出现。

备用故障指示灯

同步功能中，"备用故障"指示灯在 GSC+P 上具有备用功能。 "备用 1" 变为电压指示灯。 当母线电压和即临发电机电压间的差值在可接受限定范围内时，此指示灯点亮。 "备用 2" 变为频率指示灯。 当母线和即临发电机间的频率差在可接受限定范围内时，此指示灯点亮。 "备用 3" 变为相位匹配指示灯。 当母线和即临发电机间的相位差在可接受限定范围内时，此指示灯点亮。 当 GSC+P 不执行并联功能时，备用故障指示灯保持系统操作, "备用输入/输出编程设定 OP6" 中所述的正常功能。

同步调谐程序

由于发动机特性和调速器特性之间的差异，需要利用 GSC+P 调谐转速调整 1 输出的响应。 通过响应调谐来优化转速和平整度。

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注: 在操作员开始同步调谐程序前，首先应当调整发动机的调速器和燃油系统。 调整可提供最佳的性能。 修改调速器设定需要重新调谐转速调整 1 输出。 请参阅对应调速器维修手册。 在完成这些调整前，不要继续同步调谐或者试图并联发电机。

注: 为了获得最佳性能，应当在与执行同步相同的温度条件下执行同步调谐。

GSC+P 利用 P-I-D（比例-积分-微分）控制快速平稳地完成同步。 P、I 和 D 参数由设定点 P307、P308 和 P309 独立控制。 调整这些设定点中的任意一个不会影响其他两个设定。

GSC+P 在同步中检查以下情况：

• 待并发电机的相序必须与母线的相序相同。

• 待并发电机的电压与母线电压间的匹配度必须在可接受范围内。 可以利用设定点 P303 启用或停用此要求。 设定点 P304 可确定可接受范围。

• 待并发电机电压的频率必须与母线电压的频率相匹配。 电压必须在可接受的公差范围内。

• 待并发电机电压和母线电压间的相角必须在可接受范围内。 可接受范围由设定点 P305 决定。 可接受相角的停留时间由设定点 P306 决定。

同步中，GSC+P 连续监测发电机和母线待并电压的频率和相角。 GSC+P 利用此信息调整转速调整 1 输入的电压。 GSC+P 不断升高或降低发动机转速，直到频率和相角的匹配度位于编程设定的可接受范围内。

在所有同步条件位于可接受范围内后，依据选定的同步功能，GSC+P 将在编程设定的时间内或连续启动闭合断路器控制输出。

调谐步骤

1. 将并联模式开关转到 "OFF（断开）"位置。 将断路器从 GSC+P 闭合断路器控制输出上断开。

2. 进入维修模式后在 OP5-3 下编程设定以下设定点：

   P301 设定为 1，以启用同步。

   P307 设定为 10%。

   P308 设定为 0%。

   P309 设定为 0%。

   确保其他设定点编程设定为出厂缺省设定。

   退出维修模式。

3. 起动发动机。 调整发动机转速，从而使发电机频率高于母线频率 0.5 Hz。

4. 进入维修模式后选择 OP11。 请参阅维修模式, "同步设定点调谐 - OP11"。

5. 不要退出维修模式。 将并联模式开关转到 SEMI-AUTO（半自动）位置。 断路器与 GSC+P 闭合断路器控制输出间保持断开状态。

6. GSC+P 将发动机转速调整到母线频率。 等待 20 秒。 随后注意同步检定器指针的位置。 如果同步检定器指针不在至少两个区段间摆动，则转至步骤 。7 如果同步检定器指针摆动，则转至步骤 。9

7. 将并联模式开关转到 OFF（断开）位置。 GSC+P 显示屏应当返回 OP11 功能。 以小增量向上调整 P307。

8. 重复上述三步，直到在 20 秒结束时同步检定器指针在最低两字段上稳定摆动为止。

   注: 对于某些发动机/调速器组合来说，摆动或不稳定可能很小或者根本不会发生。 在此情况下，将设定点 P307 调整到 60 后转至步骤 10。

   必要时，以小于 10% 的增量调整设定点 P307，以获得最高的精度。

9. 记下设定点 P307 的设定值。 计算此值的 60%。 通过将设定点 P307 乘以 0.6 完成此计算。 将设定点 P307 重新设定到新值。

   例如，当发动机摆动 20 秒时，将 P307 设定为 80。 80 乘以 0.6 等于 48。 P307 因此设定为 48。

10. 将并联模式开关转到 OFF（断开）位置。 GSC+P 显示屏应当返回 OP11 功能。 P307 依然设定为步骤 9 内确定的数值。 将 P308 设定为 10%。

11. 不要退出维修模式。 将并联模式开关转到 SEMI-AUTO（半自动）位置。 断路器与 GSC+P 闭合断路器控制输出间保持断开状态。

12. GSC+P 将发动机转速调整到母线频率。 随后，同步检定器指针将锁定到 0% 的相角处。 符号 "IN SYNCH（同步中）"出现。 等待 20 秒，如果 "IN SYNCH（同步中）"出现，则转至步骤 13。 否则，继续执行步骤 15。

13. 将并联模式开关转到 OFF（断开）位置。 GSC+P 显示屏应当返回 OP11 功能。 以小增量向上调整 P308。

14. 重复上述三步，直到 "IN SYNCH（同步中）"指示灯在 20 秒内不点亮。

    注: 对于某些发动机/调速器组合来说，摆动或不稳定可能很小或者根本不会发生。 在此情况下，将设定点 P308 调整到 100 后转至步骤 15。 可以试着下调 P308 的设定值。

15. 将并联模式开关转到 OFF（断开）位置。 GSC+P 显示屏应当返回 OP11 功能。 设定点 P307 和 P308 仍编程设定为先前确定的数值。 将 P309 设定为 5%。

16. 不要退出维修模式。 将并联模式开关转到 SEMI-AUTO（半自动）位置。 GSC+P 将发动机转速调整到母线频率。 如果摆动和过调量可接受，则转至步骤 18。 否则，继续执行步骤 17。

17. 将并联模式开关转到 OFF（断开）位置。 GSC+P 显示屏应当返回 OP11 功能。 以小增量向上调整设定点 P309。 重复此步和上一步，直到摆动和过调量可以接受。

18. 为了获得最佳性能，可能需要进一步调整设定点 P307、P308 和 P309。 通常情况下，P307 设定点应当略低于 P308 才能获得最佳性能。 设定点 P309 应当调整到足够高才能获得最大稳定性。

同步操作顺序

在试图执行这些功能前，确保同步调谐程序已经完成。

注: 如果 GSC+P 检测到断路器在闭合后的 15 秒内断开，则 GSC+P 将锁定全部同步功能，直到将并联模式开关转到其他位置。 如果断路器在 15 秒后断开，则 GSC+P 将尝试请求的同步功能。

自动模式同步顺序

可以在发电机组上本地执行或利用客户通信模块（CCM）远程执行自动同步。

1. 如果本地执行此程序，则 GSC+P 检查所有本地自动同步条件是否得以满足：

   1. 母线通电。

   2. 并联模式开关处于 AUTO（自动）位置。

   3. ECS 处于 RUN（运行）位置或者远程触发的 AUTO（自动）位置。

2. 如果远程执行此程序，则 GSC+P 检查所有远程（CCM）自动同步条件是否得以满足：

   1. 母线通电。

   2. 并联模式开关处于 AUTO（自动）位置。

   3. ECS 处于 AUTO（自动）位置，并带有来自 CCM 的远程同步输入和远程起动输入。

3. GSC+P 检查发动机转速是否大于等于额定转速的 90%。
   • 否 - GSC+P 将等待发动机转速。 不会触发同步。

   • 是 - 同步检定器出现在下显示屏上，并且三个备用故障指示灯显示待并发电机和母线间的电压、相位和频率关系。

4. GSC+P 检查是否有相序报警、不当电压报警或任何其他报警存在。
   • 是 - GSC+P 将发布对应报警。 在故障排除前不能同步。

   • 否 - GSC+P 将确认同步条件并执行自动并联。 同步条件满足时闭合断路器编程设定的时间长度。

死母线闭合顺序

可以在发电机组上本地或利用 CCM 远程执行死母线闭合。 当 GSC+P 与死母线闭合时，同步检定器和三个备用指示灯将按图 7 中所示闪烁。

图 7	g00688669

1. 如果本地执行此程序，则 GSC+P 检查所有死母线条件是否得以满足：

   1. 设定点 P310 可启用死母线闭合。

   2. 母线电压低于设定点 P311。

   3. 死母线传感器指出母线不通电。

2. 如果远程执行此程序，则 GSC+P 检查所有远程（CCM）死母线闭合条件是否得以满足：

   1. 死母线闭合由设定点 P310 启用。

   2. 母线电压低于设定点 P311。

   3. 死母线传感器指出母线不通电。

3. 并联模式开关处于 AUTO（自动）位置。

4. 对于本地程序，ECS 必须处于 RUN（运行）位置，或者具有远程触发输入的 AUTO（自动）位置。 对于远程程序，ECS 必须处于 AUTO（自动）位置，并具有来自 CCM 的远程同步和远程起动输入。

5. GSC+P 检查发动机转速是否大于等于额定转速的 90%。
   • 否 - GSC+P 将等待发动机转速。 不触发同步。

   • 是 - 同步检定器在 GSC+P 的下显示屏上闪烁，并且三个备用故障指示灯全部闪烁。

6. GSC+P 等待死母线延时结束。

7. GSC+P 检查有无相序报警、不当电压报警或其他同步报警。

   预期结果：无报警存在。

   结果：

   • 正常 - 相序报警、不当电压报警或其他报警不存在。 死母线闭合完成。 同步检定器关闭。

   • 不正常 - 如果相序报警、不当电压报警或其他报警存在，则 GSC+P 发布对应报警。 在故障排除前不能同步。

注: 如果死母线传感器和 GSC+P 确定母线不通电，并且未启用死母线闭合，则 GSC+P 发布 AL17 故障代码。 在触发同步后立即触发 AL17 故障。 在死母线延时和最大同步时间结束后，将发布 AL18 故障代码。

许可模式同步顺序

只能在发电机组上本地执行许可模式。

1. 所有许可模式同步条件已得到满足：

   1. 母线通电。

   2. 并联模式开关必须处于 Permissive（许可）位置。

   3. ECS 必须处于 RUN（运行）位置，或者具有远程触发输入的 AUTO（自动）位置。

2. GSC+P 检查发动机转速是否大于等于额定转速的 90%。
   • 否 - GSC+P 将等待发动机转速。 不触发同步。

   • 是 - 同步检定器出现在 GSC+P 的下显示屏上，并且三个备用故障指示灯显示待并发电机和母线间的电压、相位和频率关系。

3. GSC+P 检查是否有相序报警、不当电压报警或其他同步报警存在。
   • 否 - 当同步条件得以满足时，GSC+P 将连续启用手动断路器闭合。

   • 是 - GSC+P 发布对应报警。 在故障排除前不能同步。

半自动模式同步顺序（本地执行）

可以在发电机组上本地执行或利用客户通信模块（CCM）远程执行半自动同步。

1. 所有本地半自动同步条件已得到满足：

   1. 母线通电。

   2. 并联模式开关处于 AUTO（自动）位置。

   3. ECS 处于 RUN（运行）位置，或者 ECS 处于具有远程触发输入的 AUTO（自动）位置。

2. GSC+P 检查发动机转速是否大于等于额定转速的 90%。
   • 否 - GSC+P 将等待发动机转速。 不触发同步。

   • 是 - 同步检定器出现在 GSC+P 的下显示屏上，并且三个备用故障指示灯显示待并发电机和母线间的电压、相位和频率关系。

3. GSC+P 检查是否有相序报警、不当电压报警或其他同步报警存在。
   • 否 - GSC+P 将确认同步条件并执行半自动并联。 当同步条件得以满足时，GSC+P 将连续启用手动断路器闭合。

   • 是 - GSC+P 发布对应报警，并且在故障排除前阻止同步。

半自动模式同步顺序（利用 CCM 远程执行）

可以在发电机组上本地执行或利用客户通信模块（CCM）远程执行半自动同步。

1. 所有远程（CCM）半自动同步条件已得到满足：

   1. 母线通电。

   2. 并联模式开关处于 AUTO（自动）位置。

   3. ECS 处于 AUTO（自动）位置，并具有来自 CCM 的远程同步测试和远程起动输入。

2. GSC+P 检查发动机转速是否大于等于额定转速的 90%。
   • 否 - GSC+P 将等待发动机转速。 不触发同步。

   • 是 - 同步检定器出现在 GSC+P 的下显示屏上，并且三个备用故障指示灯显示待并发电机和母线间的电压、相位和频率关系。

1. GSC+P 检查是否有相序报警、不当电压报警或其他同步报警存在。
   • 否 - GSC+P 将确认同步条件并执行半自动并联。 如果从 CCM 触发此程序，则不启用断路器。

   • 是 - GSC+P 发布对应报警，并且在故障排除前阻止同步。