3456 Generator Sets Caterpillar

初次启动

准备发电机以便进行并联运行时需要特别注意。 首次试图并联机组之前，要检查所有机组是否符合下列三个条件。

• 相序相同

• 交流电频率相同

• 电压调整相同

1. 检查相序。

   并联运行机组的相序必须相同。 有两种方法可用来确定引入机组的相序和在线机组的相序是否系统。 这些方法是：

   • 使用相序表

   • 使用由三个电灯泡组成的套件

   按以下程序，利用三个灯泡测定正确的相序。

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   图 1	g00695380

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   在维护或修理发电设备时： 确保装置在脱机状态（脱开公用电网或其它发电设备），并锁定或者系上标签不准操作（DO NOT OPERATE）。 拆下所有保险丝。

   1. 在额定电压下，将灯泡连到发电机引线和相应线相之间。 例如，跨过断开的断路器将端子1与线1跨接起来。

   2. 起动要并联的机组。 将机组转速至额定转速。 当各机组接近相同转速时，灯将开始闪烁。
      • 如果灯按顺序闪烁，说明其中的一个机组接反。 为了纠正问题，将机组停机。 拆下断路器处的发电机引线1和3。 交换这对发电机引线。 这就可以将相序的方向颠倒过来。 端子2应该总与线2连接。 继续进行步骤5。

      • 如果灯一致闪烁，说明两台发电机的相序相同。 "初始启动"的首要条件已经满足。

2. 调整频率。

   要并联的机组的频率必须相同。 转速与交流电频率成正比。

   1. 让每台发电机组带载运转30分钟。

   2. 调整调速器控制装置以便在满负载下获得额定频率。

   3. 卸去负载并检查高怠速。 对于具备速度降的调速器，高怠速应该超过满负荷转速大约2~5%。 如果无法达到这些转速，请与您的卡特彼勒代理商联系。

   4. 为使结果最大限度保持一致，重复进行步骤2.b和步骤2.c直到"初始启动"的第二个条件满足为止。

3. 调整电压。

   有两种总体上不同的方法可使无功功率保持均衡。

   • 无功电压降补偿(单机补偿)

   • 交叉电流补偿(差动补偿)

   对于无功电压降补偿，电压调节器使单个发电机的输出电压与其无功电流成比例地变化。 无功电流是用一个电流互感器(CT)来测量的。 无功电流可能滞后也可能超前。 当滞后的无功电流增大时，调压器将使发电机输出电压成比例地降低(降压)。 当超前的无功电流增大时，电压调节器将使发电机输出电压成比率地上升。 这个方法将趋向于减少无功电流，以便与其它机组更好地分摊kVAR. 无功电压降补偿是在卡特彼勒发电机组上使用的标准方法。 以下所述的电压调整步骤即是针对无功电压降补偿方法的。

   对于交叉电流补偿，并联运行的发电机的无功电流输出的差值促使调压器产生偏压。 交叉电流补偿非常类似于无功电压降补偿。 不同之处在于其电流互感器的次级电路互相串接在一起。 当其中一台发电机比其它发电机携带更多无功电流时，一个净差动电压信号将偏置该发电机产生的电压。 当该发电机携带的电流滞后或超前时，一个净差动电压信号将偏置该发电机产生的电压。 这也将降低无功电流。 对于其调整步骤，请参阅发动机数据表, LEKX8142, "卡特彼勒机组并联运行时的零电压降操作"。

   注: 电压水平调整和电压降调整决定了发电机之间的环流大小。 当电压调整经过仔细匹配后，发电机之间的环流将会减少。 对每一台并联的机组使用同样的电压表进行调整。

   注: 电压降可以表示为从空载到满载电压变化的百分比。 功率因数为0.8的负载(主要是马达)要求发电机具有大约为5%的电压降。 满意的流载分配通常需要电压降调整产生3%至8%的电压降。

   1. 调整电压。 请参阅操作部分, "单台机组操作"中的"初次启动"专题。

   2. 当发动机在额定转速运转时，将电压降电位器顺时针旋至大约1/2满量程的位置。
      • 如果驱动负载的功率因数为1，将所有发电机上的电压降电位器调整到满量程的一半处。 继续进行步骤3.g。

      • 如果所驱动负载的功率因数约为0.8，则继续进行步骤3.c。

   3. 重新调整电压水平可变电阻器直到电压高出理想电压值大约5％。

   4. 施加满负载。

   5. 重新调整电压降可变电阻器以便获得功率因数0.8时满负载的理想电压。 每台发电机的电压降必须相同，以便满意地分配无功负载。

   6. 对每台发电机重复继续步骤3.c、步骤3.d和步骤3.e，直至满足以下两个条件为止：
      • 线电压等于满负载下的理想电压水平。

      • 没有哪一个负载电压还依然高出额定电压大约5%。

   7. 并联发电机和施加驱动负载。 检查发电机的输出电流。 如果满载时各个发电机的安培数之和超过通向负载的总安培数的10％的话，则需调整电压降电位器。 这将使电流在发电机之间成比例地分配。 在小负载时有一些环流是允许的。 当发电机在冷态时，可预料到有一些环流。

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   注意
   可能损害发电机。 对任何单台发电机切勿超过额定的电流负载。

   8. 在并联运行的机组已经在满负载下运转了一个小时以上之后，进行最后调整。 拧紧所有控制装置上的锁紧螺母。 安装检修盖。 "初此启动"的最后一个条件已经满足。

启动多台发电机组

多台发电机组与单台发电机组的启动步骤相同。 请参阅操作部分, "单台机组操作"。

多台机组并联运行

机组可在无负载时并联。 机组也可在带载情况下并联。 在初次启动条件满足之后，要确认是否满足下列要求：

• 其中的一个调速器可以是一个等速调速器。 电子式负载分配调速器除外。

• 发电机必须具有电压降补偿或电流交叉补偿能力。

1. 启动将要实行并联的机组。 有关启动步骤，请参阅适当的发动机维修手册。

2. 接通同步指示灯。

3. 在发动机运转几分钟以后，将发动机提高到同步转速。 同步转速意味着拟并入机组的频率将与在线机组的频率相同。 同步指示灯开始闪烁。

   注: 引入机组的频率应该稍稍高于电网频率。 这将允许拟并入机组承担一些负载而不是增加系统的负载。

4. 利用调速器控制装置，调整发动机转速直至灯闪得很慢为止。

5. 当两个机组的电压同相位时，同步指示灯就会熄灭。 此时，在同步指示灯熄灭的同时，快速闭合断路器。

6. 控制调速器，以便在发动机之间分配kW负载。

7. 在大约一个小时后发电机的温度将可以稳定。 在发电机温度稳定后，调整每一发电机的电压降可变电阻器。 这将分摊无功负载而且限制环流。 较小的电压降会增大发电机携带的无功电流。 逆时针方向调整电压降可变电阻器将会降低电压降。 顺时针方向调整电压降可变电阻器将会增加电压降。

负载分配 - 速度降(如有配备)

一旦两台机组并联运行了，机组对kW载荷的分配就取决于调速器控制的设置。 如果相同功率和相同调速器特性的两台机组具有相同的调速器控制设置，那么这两台机组将承担同样的负载。 一台发动机的总负载不应超过这台发动机的承载能力。

为将负载从一台发动机转移到另一台发动机，应使用下述步骤：

1. 为了增加其中一台机组的负载，要升高其调速器转速控制。

2. 为了减少另一台机组的负载，要降低其调速器转速控制。

3. 增减两台机组的调速器转速控制以改变系统频率。

调速器的并联运行

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负载分配模块 - 典型图例

发电机组负载分配模块为并联运行的发动机应用提供了速度降负载分配或等速负载分配形式。 负载分摊模块具有一个同步并联模块(SPM-A)的输入端。 该模块提供成比例的负载分摊。 在系统操作、测试和调整, SENR6565, "发电机组负载传感器和发电机负载分配模块"中可以获得更多的资料。

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(1) 速度降电位器

转速块状转换器将转速电位器(SP)的模拟信号转换成发动机电子控制装置可以识别的脉冲宽度调制(PWM)信号。 该转换器安装在位于控制面板内部的子面板上。

发动机调速器的功能

这部分描述了与并联发电机组之间进行负载分配有关的发动机调速器的功能。 有关调速器控制和调整的详细资料，请参阅操作和保养手册以及适用于具体发动机的维修手册。

了解并联运行的发电机组之间关于负载分配的两个基本事实是非常重要的。

1. 向发电机，进而向负载提供动力，是发动机的功能。 发动机调速器的设置和调速器控制装置的位置决定了发动机输出的功率大小。 因此，发动机调速器的设置和调速器控制装置的位置决定了发电机携带的kW负载。 如果加大调速器控制设置，发动机和发电机将承担更大的kW负载。 同样，减小调速器控制设置将导致机组负载减少。 与此同时，其它所有在线机组则正好反过来，减少或增加负载。 其它这些机组将假设总负载没有任何改变或其它所有机组的调速器设置没有发生任何变化。

2. 功率的分配不是由发电机励磁或端电压决定的。 当一台发电机与其它发电机并联运行时，该台发电机运行时的功率因数是由励磁来决定的。

由卡特彼勒提供动力的发电机组可以使用下面两种调速器：

• 固定速度降调速器

• 可调速度降调速器

通常使用的速度降数值为3%和0%。 可调速度降调速器可进行调整，以使其特性与固定速度降调速器的特性非常密切地匹配起来。 如果调速器被调整成0%速度降(等速)操作，则从无负载到满负载可获得相同转速。

调速器操作总结

以上有关调速器操作的讨论可总结如下：

• 并联运行的发电机组的最简单的组合是每一台发动机的调速器都具有大约为3%的速度降特性。 如果从空载到满载需要恒定频率，可以将其中一台发动机的调速器通常成等速操作。 该等速运行机组被称作"引领机组"。

• 为了使所有并联机组都能承担其全部应得配额，需要进行下列调速器调整。 调速器应该具有相同的满载转速。 对于调整成进行速度降操作的调速器，这些调速器应该具有相同的高怠速转速。 调速器控制装置应设置到高怠速位置，以便利用调速器的整个调速范围。

• 等速调速器与速度降调速器并联运行时需要特别的技术。

• 任何数量的发电机组都可以并联运行。 但是，只有其中的一台调速器被调整用于等速运行。 带有自动负载分配功能的电子调速器的某些特殊应用情况例外。

停机

为了对一台发电机进行离线脱机操作，执行下列步骤。

1. 检查负载。 该负载必须小于剩余机组的额定容量。

2. 确保剩余机组中有一台的中性线接地。

3. 卸掉将要退出的机组卸的负载。 请参阅并联运行, "负载分配 - 速度降"。 由于有环流存在，安培数可能永远不会到0。

4. 断开断路器。

5. 让发动机冷却5分钟。

6. 停止发动机。

环流

在您并联机组时，了解环流成为很重要的事情。 这些环流在并联运行的发电机之间流动。 该环流是由发电机之间的电压差引起的。 环流不做有用功。 环流量可通过从发电机总安培数中减去通向负载的安培数来确定。

对于冷态发电机组，该环流可能高达额定安培数的25%。 这种电流可能不被认为是有害的。 发电机总电流不应超过额定安培数。

当发电机暖机时，环流将减少。 此时电流表读数应该稍稍减小，但电压表读数应该保持恒定。