EMCP4.3/4.4 Caterpillar


Parallel Operation - EMCP 4.4

Usage:

SR4 5CK

简介

EMCP 4.4 具有各种并联功能,包括以下项目:

  • 不带电母线协调

  • 同步

  • 负载分配

  • 减载/加载

  • 负载感应/负载需求

EMCP 4.4 提供多种操作模式,包括以下项目:

  • 自动同步

  • 手动同步

  • 同步检查模式

并联功能

不带电母线协调

EMCP 4.4 不带电母线协调将选择第一台发电机组,以合闸不带电母线。 EMCP 4.4 不带电母线协调特性将只允许一个发电机组合闸不带电母线。 该特性还将最小化第一台发电机组合闸不带电母线的时间。

同步

EMCP 4.4 监控发电机和主母线的所有三个相位。 专有同步算法驱动以下功能:

  • 发电机输出频率

  • 电压

  • 相位

该动作允许 EMCP 4.4 匹配另一个源,并在满足条件时闭合发电机断路器。

负载分配

EMCP 4.4 主动监测所有并联发电机组的有功 (kW) 和无功 (KVAR) 负载要求。 EMCP 4.4 调整发电机组的输出,以保持所有发电机组的负载平衡。

减载

当发电机组容量变得可用时,EMCP 4.4 将提供可配置的加载信号。 当发电机容量在运行期间变得不可用时,将提供可配置的减载信号。

负载感应/负载需求

EMCP 4.4 包括基于系统总负载要求对发电机组进行排序的逻辑。 如果现场负载超过最小备用 kW 阈值,附加发电机组将自动起动,同步和闭合发电机断路器。 如果现场负载低于备用 kW 阈值,发电机组将自动卸载,断开发电机断路器并停机。

工作模式

自动并联

在自动并联模式下,EMCP 4.4 控制器自动调节发电机组的电压和频率。 当发电机输出与第二个源同步时, EMCP 4.4 控制器闭合发电机断路器。

手动并联

在手动并联模式下,操作员将手动调节发电机组的电压和频率。 当发电机组与第二个源同步时,操作员将启动发电机断路器闭合指令。 还包括有同步检查功能,以防止异相并联。

同步检查模式

在同步检查模式下,EMCP 4.4 控制器自动调节发电机组的电压和频率,而不闭合发电机断路器。

并联功能计量

母线计量

EMCP 4.4 计量以下值。

  • 线到线(L 到 L)的真"均方根" RMS 电压读数。

  • 线到中性线(L 到 N)的真 RMS 电压读数。 EMCP 4.4 具有能够配置电位变压器 (PT) 比率的软件。 如果将 EMCP 4.4 配置为三角型发电机或开放式三角型电位变压器,则线到中性线的值将不可用。

  • 母线频率

  • 总输入和输出功率读数,通过使用可编程模拟输入的外部功率传感器输入读取。 请参阅下文注释。

  • 总输入和输出 KVAR 读数,通过使用可编程模拟输入的外部 KVAR 传感器输入读取。 请参阅下文注释。

  • 总输入和输出 kVA 读数,通过使用可编程模拟输入的外部 kVA 传感器输入读取。 请参阅下文注释。

  • 每相母线过电压不带电母线指示(设备编号 59,过压继电器)

  • 每相母线欠压(设备编号 27,欠压继电器)

  • 母线过频警告(设备编号 81O,过频继电器)

  • 母线欠频警告(设备编号 81U,欠频继电器)

所有母线计算均基于有功发电机标称电压设定点。 电压监测是每相,而不是平均值。

分配线路(kW 和 KVAR)

EMCP 4.4 支持有功功率 (kW) 和无功功率 (KVAR) 的负载分配。 负载分配线路是带有两个信号线和一个参考线的屏蔽双绞线:

  • 有功信号线 (kW) 2。

  • 无功信号线 (KVAR)

  • 公用参考线

发电机组之间的屏蔽是连续的,并在蓄电池 - 发电机组 1 上终止。

EMCP 4.3 和 EMCP 4.4 支持一个负载分配线,这是一条包含屏蔽的三线电缆。

有功功率 (kW) 与采用 0 至 3 VDC 电压的 "Woodward 负载分配模块" (LSM) 分配线路系统兼容。

硬连线不带电母线协调 (HWDBA)

"硬连线不带电母线协调" (HWDBA) 用于确定是否存在不带电母线状况。

HWDBA 选择准备合闸不带电母线的发电机组。 HWDBA 只允许一个发电机组合闸不带电母线。 如果所选择的发电机组不能合闸不带电母线,HWDBA 将从该发电机组中删除该许可。 该动作允许其他发电机组合闸不带电母线。 HWDBA 最大限度地减少发电机组合闸不带电母线所需的时间。

HWDBA 使用连接在发电机组之间的硬连线输入和硬连线输出。 HWDBA 为两到八台发电机组提供并联控制。

发电机之间的协调通过基于虚拟令牌的过程来实现。 允许所有发电机请求令牌,但只允许一个发电机捕获令牌。 捕获令牌的发电机是唯一允许合闸不带电母线的发电机。 发电机必须通过满足协调条件成功获得优先权。 在满足协调条件之后,将允许发电机捕获令牌。 捕获令牌后,将允许所选择的发电机合闸不带电母线。 提供"请求"线路以允许发电机组合闸不带电母线,否则应由其他发电机尝试合闸。

机组成功连接到不带电母线后,将不再需要 HWDBA。 发电机可以在负载分配模式或负载感应/负载需求模式下,从当前点开始运行。

导线

EMCP 4.4 支持在 HWDBA 中使用两个离散输入。 离散输入的电压范围为 9 VDC 至 50 VDC。

发电机之间的 HWDBA 需要五条硬连线。

  • 请求线路

  • 捕获线路

  • 协调线路

  • 最佳蓄电池正极

  • 参考 "A"

HWDBA 要求只有一个发电机组在"最佳蓄电池正极"和发电机组 DBA 继电器触点之间具有硬连线。 用于"最佳蓄电池正极"和 DBA 继电器触点的最小导线规格必须为 16 AWG,600 V。 有关发电机组之间的连接,请参阅图 1。

请求线路 - 内部参考"参考 A"。

捕获线路 - 内部参考"参考 A"。

协调线路 - 必须通过一系列常闭协调继电器触点连接在发电机之间。 一个协调继电器与每个发电机相关联。 协调继电器线圈由 "5" 号 HWDBA 数字输出控制。 "5" 号 HWDBA 的额定电流为 100 mA 反相。 数字输出由"最佳蓄电池正极"信号拉高。 HWDBA 需要两个输入连接来监视常闭协调继电器两侧的状态。 该信号被称为"本地蓄电池负极"。

最佳蓄电池正极线路 - 必须在发电机之间连接到每个发电机的二极管的阴极。 二极管安装在"最佳蓄电池正极"线路和发电机组"蓄电池 +" 端子之间。

参考 "A" - 发电机组之间的公用参考。

注: "参考 A" 与用于"硬连线负载感应/负载需求" (HWLSLD) 的"参考 A" 是同一条导线。 有关详细信息,请参阅"硬连线负载感应/负载需求" (HWLSLD) 章节。

必须仅指定一个机组作为引线机组。 通过将机组的最佳蓄电池正极线连接到同一机组的 HWDBA #3 输入,来选择引线机组。

注: 如果发电机组上的断路器控制连接到 EMCP 4.4 输入,则如果启用了"闭合"控制,断路器将不会闭合,除非已启用 HWDBA,并安装了引线机组连接。



图 1g02123033
硬连线不带电母线协调连接示例

每个输出都包含一个位于 EMCP 4.4 控制器内部的上拉电阻器。 上拉电阻器允许电压浮动。 当激活时,上拉电阻器相对于隔离参考拉低。 两个协调继电器输入和一个协调继电器输出不使用"参考 A"。 两个协调继电器输入和一个协调继电器输出参考本地蓄电池负极。

基本操作

以下并联参数可在 EMCP 4.4 主菜单的"配置"子菜单中配置。

示例一

多个发电机组达到运行速度,但只有发电机组 "X" 在正常运行期间捕获令牌。

  1. 多个发电机组达到运行速度和工作电压。

  2. 多个发电机组将"请求"线拉低。

  3. 发电机组 "X" 首先将"捕获"线拉低,然后释放"请求"线并激活不带电母线继电器。 发电机组 "X" 因此捕获令牌。

  4. 其他发电机组无法将"捕获"线拉低。 但是,其他发电机组可以使"请求"线保持低电平。

  5. 发电机组 "X" 成功连接到不带电母线。

示例二

多个发电机组达到运行速度。 发电机组 "X" 捕获令牌,但无法连接到母线,且发电机组 Y 捕获令牌。

  1. 多个发电机组达到运行速度和工作电压。

  2. 多个发电机组将"请求"线拉低。

  3. 发电机组 "X" 首先将"捕获"线拉低。 然后,发电机释放"请求"线,并通过捕获令牌来激活不带电母线继电器。

  4. 其他发电机组无法将"捕获"线拉低。 其他发电机组使"请求"线保持低电平。

  5. 发电机组 "X" 无法连接到母线。

  6. 发电机组 "X" 释放"捕获"线并丢失令牌。

  7. 在发现"捕获"线释放后,发电机组 Y 随之将"捕获"线拉低。 发电机组 Y 释放"请求"线,并激活不带电母线继电器。 然后,发电机组 Y 捕获令牌。

  8. 其他发电机组无法将"捕获"线拉低。 其他发电机组可以使"请求"线保持低电平。

  9. 发电机组 Y 成功连接到母线。

示例三

多个发电机组达到运行速度。 发电机组 X 和 Y 尝试同时捕获令牌。 发电机组 X 的 HWDBA 3 直接连接到"最佳蓄电池正极"。

  1. 多个发电机组达到运行速度和工作电压。

  2. 多个发电机组将"请求"线拉低。

  3. 发电机组 X 和 Y 一起将"捕获"线拉低。 发电机组 X 和 Y 释放"请求"线并激活不带电母线继电器,以尝试同时捕获令牌。

  4. 其他发电机组无法将"捕获"线拉低。 其他发电机组可以使"请求"线保持低电平。

  5. 发电机组 Y 释放"捕获"线。 由于发电机组 X 断开不带电母线继电器触点,发电机 Y 找不到"协调"线上的"最佳蓄电池正极"。

  6. 发电机组 X 现在独占令牌。 发电机组 X 成功连接到母线。

启用不带电母线协调

使用以下步骤启用不带电母线协调。

按主菜单键。

  1. 使用导航键选择"配置"。 按下"确定"键。


    图 2g02297013

  2. 向下滚动到"并联"。 按下"确定"键。


    图 3g02313073

  3. 向下滚动到"不带电母线协调"。 按下"确定"键。


    图 4g02313074

  4. 按"确定"键突出显示"断路器闭合到不带电母线输入配置"设置。


    图 5g02313075

  5. 选择"硬连线"。 按下"确定"键。


图 6g02313076

查看不带电母线协调 (DBA) 参数

在"查看"子菜单中,可通过并联选项导航到仅供查看的并联特定参数。

"查看"子菜单中没有可用的控制或配置。 软键允许在子菜单之间导航。 "不带电母线协调"屏幕显示以下信息:

  • 不带电母线协调电路的状态

  • HWDBA 线路的状态

  • 母线电压的状态

  • 输出断路器位置的状态

  • HWDBA 继电器位置

  • 发电机不带电母线协调的状态

软键允许在 DBA 屏幕之间进行切换:

  • 同步概述

  • 负载分配

  • 不带电母线协调

  • 负载感应/负载需求


图 7g02313814

双向"箭头"表示输入/输出线路组合。 单向"箭头"表示输入或输出。 如果箭头有阴影,则箭头表示有效信号。 如果箭头没有阴影,则箭头表示无效信号。

箭头左侧的数字表示线路的状态。 A "1" 表示有效信号。 A "0" 表示无效信号。 对于双位线路,最左边的数字表示输入信号的状态。 最右边的数字表示输出信号的状态。 每当输出信号有效时,输入信号也将激活。

控制 DBA 参数

在"控制"子菜单中,可通过并联选项导航到用于控制的并联特定参数。 "控制"子菜单中没有可用的配置。 不带电母线协调屏幕显示以下信息:

  • 不带电母线协调电路的状态

  • 控制 HWDBA 设置屏幕中的参数

  • HWDBA 线路的状态

  • 母线电压的状态

  • 断路器位置

  • 发电机不带电母线协调的状态

软键允许切换到"同步概述"和 "HWDBA" 设置屏幕。



图 8g02313816

双向"箭头"表示输入/输出线路组合。 单向"箭头"表示输入或输出。 如果箭头有阴影,则箭头表示有效信号。 如果箭头没有阴影,则箭头表示无效信号。

箭头左侧的数字表示线路的状态。 A "1" 表示有效信号。 A "0" 表示无效信号。 对于双位线路,最左边的数字表示输入信号的状态。 最右边的数字表示输出信号的状态。

配置 DBA 参数

在"配置"子菜单中,可通过并联选项导航到用于配置的并联特定参数。 也可以通过"所有设定点"子菜单访问参数。 "不带电母线协调" (HWDBA) 配置屏幕包含必要的参数,以便设置相关功能,将正在运行的发电机组与不带电母线相连。 当多个机组同时尝试连接时,HWDBA 配置屏幕管理要与母线相连的发电机组。 "不带电母线协调"子菜单允许使用向下翻页软键配置参数。 参考表 1。

表 1
参数  范围/选择 
断路器闭合到不带电母线输入配置  未安装/硬连线输入 
断路器闭合到不带电母线最大时间  0.1-10 秒 

故障排除事件

表 2 显示每个信号和每个信号的相应硬线连接。

表 2
软件硬连线输入/输出说明 
信号  连接 
请求线路输入/输出  PIO5(触针 24) 
捕获线路输入/输出  PIO6(触针 25) 
前协调输入  PI7(触针 6) 
后协调输入  PI8(触针 7) 
协调继电器输出  PO9(触针 3) 

HWDBA 逻辑

如果发动机控制开关 (ECS) 设置为"自动",则同步模式将自动设置为"自动"。 如果 ECS 设置为"运行",则同步模式将自动设置为"手动"。 由于自动或手动同步控制产生的不带电母线合闸请求,将会启动不带电母线协调。 以下状态描述自动或手动控制下的 HWDBA 逻辑操作。

请求

"请求"状态激活"请求线"输出。 "请求"状态表示满足以下条件。

  1. 已发出不带电母线合闸请求。

  2. 发电机组可用于合闸不带电母线。

  3. 发电机组频率和电压高于规定的阈值。

  4. 母线不带电。

一旦满足上述条件,将允许发电机组请求令牌。

如果另一个发电机组有令牌,意味着"捕获线"输入处于激活状态,则发电机组将保持在"请求"状态。 如果"捕获线"输入未激活,意味着令牌可用,则发电机组将转到"捕获"状态。 如果检测到带电母线或不存在不带电母线合闸请求,则控制器将结束不带电母线协调。

捕获

在捕获状态下,发电机组激活以下功能:

  • 激活捕获线路

  • 激活协调继电器输出

  • 释放请求线路

  • 启动协调继电器定时器

在这种状态下,发电机组将捕获令牌并启动协调线路过程。 协调继电器定时器用于确认协调继电器在规定的时间内正常打开。 在出现协调故障的情况下,将会释放请求线,因此发电机组可以检查其他发电机组是否正在请求令牌。

事件发生 - 标准事件

标准事件将显示在"标准事件系统"日志中。 标准事件包括从 HWDBA 的操作生成的任何诊断、故障或警报。 下文介绍与 HWDBA 有关的诊断。

协调线路接线故障 - 协调电路接线中可能发生的故障。 在协调之前检查协调线路的状态。

协调线路的状态包括表 3 中的信息。

表 3
协调线路状态 
协调继电器输出 (HWDBA 5)  前协调输入 (HWDBA 3)  后协调输入 (HWDBA 4)  协调条件说明  协调线路接线故障(协调前检查) 
错误  错误  错误  协调下游  警告 
错误  错误  正确  不可接受的状态  停机 
错误  正确  错误  不可接受的状态  停机 
错误  正确  正确  常态  无行动 
正确  正确  错误  协调丢失  警告 
正确  错误  正确  不可接受的状态  停机 
正确  正确  错误  获得协调  无行动 
正确  正确  正确  不可接受的状态   警告 

DBA 故障(取决于发生次数的警告或停机) - 协调继电器定时器已过期,前协调和后协调输入未保持状态,且闭合断路器超时(在有其他请求时尝试闭合但失败)。

PIO5 导线短路诊断 - 如果过大电流要求下拉请求线路

PIO6 导线短路诊断 - 如果过大电流要求下拉捕获线路

配置支持

断路器闭合到不带电母线输入配置 - 设定点启用或停用不带电母线协调控制。

断路器闭合到不带电母线最大时间 - 允许 HWDBA 持有令牌的时间(秒)。 只有在通过其他发电机组激活"请求线"时,才会有效。 具有令牌的发电机组将停止激活"请求线",并检测是否有其他发电机组可用于获得令牌。 如果没有其他发电机组可用于不带电母线合闸,则具有令牌的单个发电机组可以尝试无限期合闸。 至少是在断路器合闸控制确定断路器需要暂停使用之前。 建议范围为 0.1 秒至 10 秒。 该范围由发电机组断路器控制块控制。

不带电母线合闸控制具有以下固定参数

协调检查定时器 - 在允许发电机合闸不带电母线之前,HWDBA 需要以秒为单位的时间延迟。 该定时器引入定时器延迟,以验证前和后协调输入是否有效。 在该定时器到期后,可以发出一个不带电母线合闸许可,并且可以执行合闸断路器指令。

协调继电器定时器 - 不带电母线协调继电器通电后,后协调输入上未检测到信号丢失时的时间延迟(以秒为单位)。 协调故障定时器到期指示协调输出或协调继电器中的故障。

发电机断路器定时器 - 如果另一个发电机组正在请求令牌,发出必须合闸发电机断路器的不带电母线合闸许可之后的时间延迟(以秒为单位)。 该定时器应小于发电机断路器控制中的最大断路器合闸时间。

故障延迟定时器 - 发生某种类型的协调故障(发电机组必须延迟以尝试重新获取令牌)之后的时间延迟。

硬连线负载感应/负载需求 (HWLSLD)

硬连线负载感应/负载需求 (HWLSLD) 的目的是具有自动优先级排序功能,以便在线调整发电机组的数量。 此功能控制每台机器的负载百分比。

HWLSLD 使用连接在多达 8 个等同或类似规格并联运行发电机组之间的的硬连线组合输入/输出触针进行工作。 HWLSLD 与不同额定功率的发电机组不能很好地协同工作。 该特性可与同等规格的发电机组实现最佳的配合。 如果发电机组的输出功率不同,配置和运行的灵活性就会降低。

每个发电机组将监测单个千瓦 (kW) 输出。

导线

发电机之间的硬连线负载感应/负载需求需要五条硬连线。

  • 全部运行线

  • 过载线

  • 过大线

  • 缓升线

  • 参考 "A" 此处列出的参考 "A" 与 HWDBA 的参考 "A" 是同一电路。 请参阅 HWDBA 章节,了解更多信息。

这些导线至少应为 16 AWG,600 V 或等同规格。 发电机组之间的连接如图 9 所示。



图 9g02124561

注: 禁用"全部运行线"、"过载"、"过大"和"缓升"均参考参考 "A"。 参考 A 是隔离电源的负极。 使用参考 "A" 可以让人们离开发电机组之间的接地回路。

基本操作

正常行为要求和基本功能

HWLSLD 通过连接在多达 8 个等同或类似规格并联运行发电机组之间的的硬连线输入和输出进行工作。 每个发电机组分配有并联优先级机组编号(1 到 N,其中 N 是系统中最大编号的发电机组)。 默认时间延迟与并联优先级机组编号相关联,并将其用作确保只有一个发电机组启动的优先级,以根据任何发电机组的请求来起作用。

HWLSLD 计划有两个关键设定点。 下降阈值设定点决定发电机组将脱机离线的功率水平。 增加阈值设定点决定额外发电机组需要上线,以获取额外负载要求的功率水平。

每个发电机组将监测单个千瓦 (kW) 输出。 如果任何一台发电机组的 kW 输出低于或高于可编程设定的下降或增加阈值设定点,则发电机组上的控制器将激活过大(过载)线路输出。 其他控制器将信号注册为输入,在经过可调节的时间延迟后,将开始协调过程,以确定要离线或上线的发电机组。

协调过程如下。 一旦时间延迟到期,将基于发电机组并联优先级机组编号,启动第二时间延迟。 一旦单个控制器上基于并联优先级机组编号的时间延迟到期,该控制器将激励缓升输出,阻止系统中的其他控制器进行缓升。 然后,根据系统需要,发电机组将继续缓升,以分配负载(过载条件),或斜降进行减载(过大条件)。

HWLSLD 设计用于等同或类似规格的发电机组。 对于规格不等发电机的操作,快速变化的负载可能导致发电机组负载的最佳组合减少。 在发电机组规格不等的情况下,应为最小规格的发电机组指定最低的"并联优先级机组编号"(最高优先级)。 硬连线 LSLD 不支持自动循环优先级。

如果由于任何原因(包括欠频和欠压警告)激活"全部运行",则所有机组将在没有任何额外延迟的情况下上线。

HWLSLD 逻辑

以下步骤介绍"硬连线负载感应/负载需求"逻辑。

  1. 如果"全部运行"线路输入在任何时刻激活,则发电机组将不会进入 HWLSLD 控制,或者,如果处于 HWLSLD 控制下,将会立即退出。 "全部运行"线将激活。

    1. 任何具有 "LSLD 启用模式"设定点的发电机组将设置为禁用。

    2. 如果任何发电机组在手动模式下运行,并且发电机断路器闭合,而与 "LSLD 启用模式"设定点无关。

  2. 在允许发电机组进入 HWLSLD 控制之前,必须满足系统中每个发电机组的以下条件:

    1. 发动机控制开关处于自动状态。

    2. 同步模式开关处于自动状态。

    3. 怠速/额定处于额定状态。

    4. 无停机故障。

    5. "LSLD 启用模式"设置为硬连线。

    6. 通过远程启动、组启动或可编程设置周期定时器,使启动指令生效。

      注: 如果使用组启动,则不应使用降低功耗模式。

  3. 具有满足上述条件的主动禁用 LSLD 线路输入的发电机组需要根据需要启动,同步上线,并根据模拟负载分配线路接受负载分配

    1. 一旦收到启动指令,发电机组将启动 LSLD 启用延迟。

    2. 当发电机组首次启动时,禁用 LSLD 线路输出将保持激活,直到 LSLD 启用延迟到期。 如果发电机组在此时间延迟上有所不同,则具有最长时间延迟的发电机组将保持禁用 LSLD 线路输出激活,直到延时超时

    3. 如果任何发电机组出现禁用 LSLD 事件(欠频或减载输出),则禁用 LSLD 线路输出将激活,要求系统中的所有发电机组都退出 HWLSLD 控制。

    4. 如果 LSLD 启用模式设定点设置为禁用,则禁用 LSLD 线路应激活(任何关闭的发电机组都将禁用所有发电机组,但应采用相同的设置)。

  4. 一旦处于 HWLSLD 控制下,发电机组将相对于 HWLSLD 下降机组百分比阈值和 HWLSLD 增加机组百分比阈值设定点,分析各个负载。 如果负载在 HWLSLD 下降机组百分比阈值和 HWLSLD 增加机组百分比阈值以内,则发电机必须释放过载和过大线路输出。

  5. 在 HWLSLD 增加机组延迟持续时间内,检测到负载大于 HWLSLD 增加机组百分比阈值设定点的在线发电机组将激活过载线路输出。 过载条件意味着当前在线发电机组过载,且任何可用的离线发电机应上线,以分配负载。

    1. 当发电机组的过载线路输入激活,且缓升线路输入未激活时,将会开始协调过程。 在协调中,发电机组启动并联优先级机组编号延迟定时器。 并联优先级机组编号延迟时间到期后,发电机组只有在缓升线路输入未激活时,才会激活缓升线路输出。

    2. 具有最短并联优先级机组编号延迟时间(最高优先级)的离线发电机组将首先激活缓升线路输出,并获得协调。

    3. 在激活过载线路输入之后,激活缓升线路的发电机组将启动以下条件:

      • 根据 LSLD 增加机组缓升速率缓升到运行速度,闭合断路器,并开始分配负载。

      • 一旦达到发电机组的负载分配,就会释放缓升线路

      • 将会相对于 HWLSLD 下降机组百分比阈值和 HWLSLD 增加机组百分比阈值设定点,分析发电机组负载。

      注: 如果禁用 LSLD 事件(闭合断路器故障,无法同步或无法起动),或出现任何导致同步模式开关或发动机脱离自动模式的事件,则发电机组将激活禁用 LSLD 线路,并为所有发电机组禁用 LSLD。

  6. 在 HWLSLD 下降机组延迟期间,感应到单个负载小于 HWLSLD 下降机组百分比阈值设定点的在线发电机组将激活过大线路输出。 过大条件意味着当前在线发电机组具有过大功率,并且最高优先级的在线发电机组应脱机离线。

    1. 当发电机组的过大线路输入激活,且缓升线路输入未激活时,将会开始协调过程。 在协调中,发电机组启动并联优先级机组编号延迟定时器。 并联优先级机组编号延迟时间到期后,发电机组只有在缓升线路输入尚未激活时,才会激活缓升线路输出。

    2. 具有最短并联优先级机组编号延迟时间(最高优先级)的在线发电机组将首先激活缓升线路输出,并获得协调。

    3. 在激活过大线路输入之后激活缓升线路的发电机组将检查该发电机组是否是在缓降之前在线的最后一个发电机组。 发电机组将通过释放过大线路输出进行检查,并在短时间延迟后监控过大线路输入。

      如果过大线路输入未激活,则该发电机组将最后一个离线,且发电机组将取消缓降并保持在线,直到检测到过载状况,然后将执行上述步骤。

      如果过大线路输入仍激活,并且发电机组不是最后在线,则发电机组将按照下表所示作出响应:

      • 根据 LSLD 下降机组缓升率缓降。 一旦负载下降到断开水平(设定点),则将会向断路器逻辑发送信号,以便断开断路器。 然后,发电机组将冷却并停止(在发电机有功负载控制块中处理)。

      • 一旦发电机组断路器断开,就会释放缓升线。

      • 等待至检测到过载状况,并按照上述步骤操作。

    4. 当发电机组从过大状况缓降时,如果检测到过载状况,则发电机组将根据 LSLD 增加机组缓升率,立即开始缓升。

  7. 通过过大线路和过载线路输入,检测到同时过载和过大状况的任何发电机组,应通过激活禁用 LSLD 线路输出,来产生警告并禁用 LSLD。

启用负载感应/负载需求

要启用负载感应/负载需求,请执行以下菜单项:



    图 10g02321678

  1. 在"主菜单"上,向下滚动到"配置"。

    按下"确定"键。



    图 11g02321680

  2. 向下滚动到并联。

    按下"确定"键。



    图 12g02321683

  3. 按下"确定"键,以进入"负载感应/负载需求"。

    按下"确定"键。



    图 13g02321685

  4. 按"向下翻页"软键,以访问"负载感应/负载需求输入配置"设置。


    图 14g02321713

  5. 按"确定"键,以突出显示"负载感应/负载需求输入配置"设置。


    图 15g02321694

  6. 选择"硬连线"。

    按下"确定"键。

查看参数

在"查看"子菜单中,可通过并联选项导航到仅供查看的并联特定参数。 此子菜单没有可用的控制或配置。 软键允许在子菜单之间快速导航。

负载感应/负载需求屏幕显示负载感应/负载需求电路的当前状态。 显示 HWLSLD 线路的状态以及母线电压、断路器位置、负载百分比和发电机负载分配状态。 发电机组优先级编号也将显示在右上角。 软键允许在同步概述、负载分配、不带电母线协调和负载感应/负载需求之间进行快速切换。 请参阅图 16。



图 16g02321800
负载感应/负载需求查看屏幕

双向箭头表示输入/输出线路组合。 如果箭头有阴影,则箭头表示有效信号。 如果箭头没有阴影,则箭头表示无效符号。 箭头左侧的数字也表示线路的状态。 A "1" 表示有效信号。 A "0" 表示无效信号。 对于双位线路,最左边的数字表示输入信号的状态,最右边的数字表示输出信号的状态。

控制参数

在"控制"子菜单中,可通过并联选项导航到用于控制的并联特定参数。 此子菜单没有可用的配置。

负载感应/负载需求屏幕显示负载感应/负载需求电路的当前状态,以及访问 HWLSLD 设置屏幕中的参数控制。 显示 HWLSLD 线路的状态以及母线电压、断路器位置、负载百分比和发电机负载分配状态。 发电机组优先级编号也将显示在右上角。 软键允许快速访问 AC 概述和 HWLSLD 设置屏幕。 参考图 17。



图 17g02321837
负载感应/负载需求控制屏幕

双向箭头表示输入/输出线路组合。 如果箭头有阴影,则箭头表示有效信号。 如果箭头没有阴影,则箭头表示无效符号。 箭头左侧的数字也表示线路的状态。 A "1" 表示有效信号。 A "0" 表示无效信号。 对于双位线路,最左边的数字表示输入信号的状态,最右边的数字表示输出信号的状态。

配置参数

在"配置"子菜单中,可通过并联选项导航到用于配置的并联特定参数。 也可以通过"所有设定点"子菜单访问这些参数。

负载感应/负载需求 (HWLSLD) 配置屏幕包含必要的参数,以便自动上线和离线其他发电机组,并在 HWLSLD 计划下分配负载。

"负载感应/负载需求"子菜单允许通过按下向下翻页软键来配置以下参数:

负载感应/负载需求启用继电器 - 该设定点确定在进入 HWLSLD 模式之前运行的时间量。 该设定点的范围为 1-30 分钟。 这是在释放"全部运行 HWLSLD" 线路,并允许开始 HWLSLD 控制之前,发电机必须在断路器闭合之后等待的时间。

负载感应/负载需求输入配置 - 该设定点决定 EMCP 4.4 是否启用 HWLSLD。 该设定点的可能选择为"禁用"和"硬连线"。

负载感应/负载需求增加机组百分比阈值 - 该设定点决定在另一机组上线以分配负载之前,该机组提供的发电机额定功率百分比。 该设定点的范围为 50-90%。 如果机组负载超过该设定点,则将在 HWLSLD 内部电路中触发"过载"条件。

负载感应/负载需求增加机组延迟时间 - 该设定点决定另一机组上线以分配负载所需的时间。 该设定点的范围为 0-10 秒。 该设定点是在 HWLSLD 内部电路中触发"过载"条件之前,机组负载必须超过"增加机组百分比阈值"设置的时间。

负载感应/负载需求下降机组百分比阈值 - 该设定点决定机组在离线之前,提供的发电机额定功率百分比。 该设定点的范围为 10-50%。 如果机组负载低于此设定点,则将会在 HWLSLD 内部电路中触发"过大"状况。

负载感应/负载需求下降机组延迟时间 - 该设定点决定使当前机组离线所需的时间。 该设定点的范围为 0-10 秒。 该设定点是在 HWLSLD 内部电路中触发"过大"条件之前,机组负载必须低于"下降机组百分比阈值"设置的时间。

发电机并联优先级编号 - 该设定点决定当前发电机上线和离线的优先级,以便分配负载。 如果发电机分配的编号较低,则此发电机将具有较高的优先级。 例如,如果两个发电机分别编程设定为优先级 2 和 3,则发电机 2 将首先上线,以分配系统负载。 发电机 3 将首先离线。

故障排除事件生成

标准事件

标准事件出现在标准事件系统日志中,并包括从 HWLSLD 操作生成的任何诊断、故障或警报。 下文介绍与 HWLSLD 有关的诊断

HWLSLD 线路接线故障 - HWLSLD 输入故障生成 LSLD 错误。 请参考表 4 以了解更多信息。

表 4
HWLSLD 输入诊断真值表 
禁用 LSLD 输入
HWLSLD #1 
过载输入
HWLSLD #2 
过大输入
HWLSLD #3 
缓升输入
HWLSLD #4 
条件说明  LSLD 禁用时的诊断检查响应 
LSLD 断开状态   警告 
可能的状态 - 缓升   警告 
可能的状态 - 过大条件  警告 
可能的状态 - 过大和缓升   警告 
可能的状态 - 过载条件  警告 
可能的状态 - 过载和缓升  警告  
不需要的状态  警告 
不需要的状态  警告 
LSLD 禁用状态  无行动 
不可接受的状态 - HWLSLD 线路故障  警告 
不可接受的状态 - HWLSLD 线路故障  警告 
不可接受的状态 - HWLSLD 线路故障  警告 
不可接受的状态 - HWLSLD 线路故障  警告 
不可接受的状态 - HWLSLD 线路故障  警告 
不可接受的状态 - HWLSLD 线路故障  警告 
不可接受的状态 - HWLSLD 线路故障  警告 

同时过大和过载警告 - 发电机组检测到同时激活过大线路和过载线路

过载线路短路诊断 - 如果过大电流要求下拉过载线路

过大线路短路诊断 - 如果过大电流要求下拉过大线路

缓升线路短路诊断 - 如果过大电流要求下拉缓升线路

禁用 LSLD 线路短路诊断 - 如果过大电流要求下拉禁用 LSLD 线路

同步

自动同步

EMCP 4.4 控制面板中包含 3 相自动匹配相位角和 3 相平均电压特性。 自动同步提供自动断路器控制。 自动同步还为 EMCP 4.4 控制内部的频率、相位和电压提供同步检测功能。 此检查功能无法禁用。

当在自动同步模式下工作时,需要频率、相位和电压同步,且无法禁用。

自动同步仅出现在"同步模式开关" (SMS) 处于自动状态时。 无法并联的事件可编程设定为带有可调节时间延迟的警告或停机。 无法并联定时器仅在发电机组运行,且 SMS 处于自动状态时工作。

事件

  • 发电机至母线同步故障警告

  • 发电机至母线同步故障停机

手动同步

EMCP 4.4 中包含用于手动匹配相位角和电压的特性。 手动同步特性提供手动断路器闭合信号,同时针对 EMCP 4.4 控制内部的频率、相位和电压保持同步检查功能。 此检查功能无法禁用。

手动同步仅出现在 "SMS" 处于手动状态时。 在手动同步中,可以从显示器或可编程输入端发送速度和电压指令。

此外,可以从显示器或专用手动按钮关闭按钮发送断路器闭合信号。 只有在同步检查有效时,才会发送断路器闭合信号。 相位角窗口和驻留时间仍适用于同步检查功能。

检查同步

EMCP 4.4 中包含 3 相自动匹配相位角和 3 相平均电压特性。 检查同步特性不会提供自动断路器控制,但在 EMCP 4.4 内部包含有同步检查功能。

当 SMS 处于检查状态时,将会出现包括频率、相位和电压的自动同步。 将不发出断路器闭合信号。 当 SMS 处于"检查"状态时,无法并联定时器将不会运行。

发电机感应故障

由于以下原因,立即出现不可调整和不可编程的停机:

  • 发电机断路器闭合

  • 发电机相位之间的相位差"不为零"

  • 检测母线上的相应相位

当断路器能够同时支持直流供电分流跳闸和直流供电欠压跳闸时,可实现最大的可靠性。

查看参数

在"查看"子菜单中,可通过并联选项导航到仅供查看的并联特定参数。 此子菜单没有可用的控制或配置。 同步概述屏幕显示发电机和母线的状态,其中发电机位于屏幕的左侧。 电压和频率以数字和图形形式显示。 相位和断路器位置仅用图形表示。 软键允许在以下屏幕之间进行切换:

  • 同步概述

  • 负载分配

  • 不带电母线协调

  • 负载感应/负载需求


图 18g02314354

电压、频率或相位图上的箭头表示该发电机参数相对于相应母线值的值。 图上的黑色条表示该参数的同步窗口。 当箭头与图上的黑色部分对齐时,该参数接近于相同母线参数的值。 黑色条的宽度代表该参数编程窗口的大小。

控制参数

在"控制"子菜单中,可通过并联选项导航到用于控制的并联特定参数。 "控制"子菜单中没有可用的配置。 同步概述屏幕显示发电机和母线的状态,其中发电机位于屏幕的左侧。 电压和频率以数字和图形形式显示。 相位和断路器位置仅用图形表示。 此屏幕还显示顶部的同步模式开关位置。 软键将根据 SMS 位置而有所不同。



图 19g02314356

电压、频率或相位图上的箭头表示该发电机参数相对于相应母线值的值。 图上的黑色条表示该参数的同步窗口。 当箭头与图上的黑色部分对齐时,该参数接近于相同母线参数的值。 黑色条的宽度代表该参数编程窗口的大小。

表 5 描述了"控制"子菜单同步概述屏幕每个 SMS 位置的软键。

表 5
SMS 位置  F1   F2  F3  F4 
自动  调节电压  调节频率  调节相位  同步模式 
检查  调节电压   调节频率  调节相位  同步模式 
断开    负载分配  HWDBA  HWLSLD 
手动  <V  V>  <Hz  Hz> 

注: 当 SMS 处于断开位置时,"控制"子菜单中的同步概述屏幕与"查看"子菜单中的屏幕相同。

当 SMS 处于自动或检查位置时,将可以访问电压、频率和相位的增益调节屏幕。

配置同步增益设置

确保 SMS 处于自动或检查位置。

  1. 在"主"菜单上,向下滚动到"控制"。 按下"确定"键。


    图 20g02314533

  2. 向下滚动到"并联"。 按下"确定"键。


    图 21g02314573

  3. 向下滚动到"同步概述"。 按下"确定"键。


    图 22g02314593

  4. 将出现同步概述屏幕。 按所需的软键。 本示例中选择的是"调节频率"。


    图 23g02314613

  5. 按相应的软键选择需要调节的增益。 箭头键可用于选择需要调节的增益。 按下"确定"键。 本示例中选择的是"比例增益"。


    图 24g02314633

  6. 使用向左和向右箭头键选择一个数字来编辑增益。 使用向上箭头或向下箭头键更改所选数字。


    图 25g02314634

  7. 按下"确定"键接受更改。 按下"退出"键拒绝更改。

注: 使用软键在增益之间切换将不会保存对增益进行的任何更改。

同步模式开并

"同步模式开关" (SMS) 是 EMCP 4.4 控制器内的四位软开关。 开关具有自动、断开、手动和检查位置。 在控制器启动时,开关自动置于自动位置。

通过将控制器的发动机控制开关置于自动位置,开关将自动置于自动位置。 无论发动机控制开关的当前位置如何,均可以使用显示器,将 SMS 置于任何其他位置。

然后,SMS 将保持手动状态,直到 EMCP 4 发动机控制开关置于自动位置,并循环通断电源,或将 SMS 开关再次置于自动位置。 当 SMS 置于"检查"位置时,系统运行方式与自动状态类似。 但是,将禁用"无法并联"。

将不会发出断路器闭合信号。 此外,SMS 将使用连接到可编程数字输入的瞬时离散开关来改变位置。 下面将详细说明每个模式。

除数字输入外,所有其他指令均为瞬时指令。 瞬时指令包括变为自动的显示、Modbus 输入和 ECS。 因此,这些指令均具有相同的优先级。 封装组有责任确保用户不提供彼此冲突的指令。 每个指令将立即生效,然后被收到的下一指令覆盖。

EMCP 4.4 外部的断路器控制按钮以不同的方式工作。 "闭合"按钮向 EMCP 4.4 发送请求,以闭合断路器。 "断开"按钮通常连接到 EMCP,并直接连接到断路器,以跳开断路器。



图 26g02314673

使用相应的软键,或按向上或向下箭头键,选择同步模式。 按"确定"键选择模式。 按向下箭头,直到突出显示同步概述文本。 按"确定"键选择同步概述。

注: 如果 EMCP 4.4 设置为"自动",则同步模式将自动设置为"自动"。 如果 EMCP 4.4 设置为"运行",则同步模式将自动设置为"手动"。

自动同步 - EMCP 4.4 的自动同步特性允许 EMCP 监控发电机和母线电压、电流和相位。 当参数处于编程设定的窗口之内时, EMCP 调整参数并自动闭合发电机断路器。

检查同步 - EMCP 4.4 的检查同步特性允许 EMCP 监视发电机和母线相电压、电流和相位。 EMCP 调整参数,直到参数处于编程设定的窗口内,但不会自动闭合发电机断路器。 外部信号可以闭合断路器。

断开 - 当 SMS 设置到断开位置时,EMCP 将不监视发电机电压、电流或相位。 当 SMS 设置到断开位置时,EMCP 将不监视母线电压、电流或相位。 即使发出断路器闭合请求, EMCP 4 也不会发出断路器闭合信号,前提是断路器闭合信号仅连接到 EMCP 4。

手动同步 - EMCP 4.4 的手动同步特性允许用户监视发电机电压和电流。 手动同步特性允许用户监视母线相电压和母线电流。 然后,用户可以调整参数,直到参数处于编程设定的窗口内,并手动闭合发电机断路器。 EMCP 将指示用户调整过的参数。

配置参数

在"配置"子菜单中,可通过并联选项导航到用于配置的并联特定参数。 也可以通过"所有设定点"子菜单访问参数。

同步配置屏幕包含必要的参数,以便设置与带电母线同步有关的功能。 可以在 EMCP 4.4 "配置"子菜单的"同步"子菜单中配置以下并联功能。



图 27g02314693

调节电压

同步子菜单允许配置以下参数。 子菜单确定发电机电压的工作方式,以便与母线同步。

表 6
参数  范围/选择 
"发电机至母线同步自动电压匹配启用状态"  停用/启用 
"发电机至母线最大电压差异 % 阈值"  1-15% 
"发电机至母线同步电压匹配速率配置"  1-100%/s 

调节频率

调节频率子菜单确定发电机频率的行为,以便与母线同步。 此子菜单提供以下参数。

表 7
参数  范围/选择 
比例增益 (Kp)  0-100% 
积分增益 (Ki)  0-100% 

调节相位

调节相位子菜单确定发电机相位的行为,以便与母线同步。 此子菜单提供以下参数。

表 8
参数  范围/选择 
比例增益 (Kp)  0-100% 
积分增益 (Ki)  0-100% 

同步窗口设定点

同步窗口设定点子菜单确定发电机电压、频率和相位需要接近母线的程度,以便与准备闭合断路器的母线同步。 此子菜单提供以下参数。

表 9
参数  范围/选择 
相位窗口 (+)  0-30 度 
相位窗口 (-)  0-30 度 
最短驻留时间(秒)  0.1-1 秒 

同步设定点

同步设定点子菜单确定发电机处理故障的方式,以便与母线同步。 此子菜单提供以下参数。

表 10
参数  范围/选择 
"发电机至母线同步负滑差频率启用状态"  停用/启用 
"发电机至母线同步故障警告事件阈值"  0-99 秒 
"发电机至母线同步故障停机事件阈值"  0-99 秒 

同步增益调节步骤

每个系统和配置具有不同的同步需求。 以下章节旨在帮助正确调节系统。

背景

当"自动电压调节器" AVR 匹配电压时,同步控制算法会考虑发电机断路器两端的频率和相位角。 如果频率差大于 0.1 Hz,则仅考虑频率。 该过程被称为"频率匹配"控制。

一旦频率差小于 0.1 Hz,则将相位角添加到控制回路设定点。 该过程被称为"相位匹配"控制。

比例增益对调整的整体影响最大。 如果比例增益设置过高,则机组将超过期望点,而难以保持稳定性。 如果比例增益设置过低,则机组将难以在合理的时间内达到所需窗口。 在后一种情况下,可以使用积分增益。 当需要大的变化时,如果比例增益不足以使机组进入所需窗口,则积分增益将提供额外的助力。

一般考虑事项

  1. 对于要调整的发电机组,确保正确调整发动机调速器和电压调节器。 在调整同步设定点之前,确保要调整的发电机组以稳定的电压和频率运行。

  2. 发动机调速器和电压调节器可能会影响此调整过程。 设置较低的模块增益可能有助于此过程。

  3. 对于带有电子调速器的发动机,在 EMCP 4.4 中调减增益设置将导致与发动机增益的交互更加简单。 例如,只有调整 Ki 才会导致交互更加简单。

  4. 待调整设备的温度、环境温度和高度将影响系统的增益调整和响应。 建议采用谨慎缓慢稳定的调整,而非快速不稳定的调整。

  5. 对于要调整的发电机组,确保没有可以将发电机组或 SMS 置于自动状态的输入。 不要按"自动"按钮。 可以对数字输入进行编程,以强制 SMS 进入"检查"状态。 如果机组在增益调整过程中处于自动状态,则在预定义的时间之后,将会出现"无法并联"事件。

  6. 如适用,确保正确调整发电机组和三相源"负载分配"设定点。

  7. 如适用,在发电机组和三相源上禁用 "HWLSLD",或确保 "HWLSLD" 设定点的设置不会导致故障断路器跳闸。

  8. 如果三相源是另一个 EMCP 4.4 发电机组,则可以将该机组置于"自动"状态,并将其 SMS 置于"自动"状态,并启用 "HWDBA",以确保断路器闭合。

  9. 如果使用"组"启动信号,确保两个整装发电机组都处于自动状态,并在第一个发电机组即没有调整的发电机组上启用 HWDBA。

策略

同步时,EMCP 4.4 将匹配电压、频率和相位。 电压匹配不需要调整步骤,但确实有必须考虑的相关设定点。

以下调整步骤将说明如何调整频率匹配,然后说明相位匹配。 为正确调整,应多次执行该步骤。 如果针对具有负载分配能力的三相源进行调整,则调整步骤变化应按照从最稳定到最不稳定的顺序进行。 从最稳定到最不稳定的迭代如下:

  • 在母线上有负载的情况下,禁用三相源或负载分配

  • 在母线上没有负载的情况下,禁用三相源或负载分配

  • 在母线上没有负载的情况下,启用三相源或负载分配

  • 在母线上有负载的情况下,启用三相源或负载分配

为了解发电机组的正确响应,需要通过必要的方式,在所调整的发电机组与三相源之间产生频率差。 一般来说,最好是首先调整到具有较低频率的源,然后调整到具有较高频率的源。 调整到较高频率的源通常会提供更好的响应,如果没有首先调整到较低频率的源,则可能会提供错误置信。

步骤

  1. 确保母线上有三相源。

  2. 起动要调整的发电机组,但不是从自动状态起动。

  3. "调整频率匹配 - 相位"箭头将变为灰色,但非纯灰色。

    1. 将 SMS 置于检查位置。

    2. 转到"同步概述"对话框。 确认母线上存在正确的电压。

    3. 按"调整 Hz" 软键。

    4. 将 "Kp" 和 "Ki" 设置为零。

    5. 按"同步"对话框软键。

    6. 观察发电机频率的箭头。

    7. 寻找在频带内具有长驻留时间的快速方法。 长驻留时间是更为重要的特征。

    8. 在母线上形成低于发电机组的频率。 可以通过改变三相源的频率(如负载阶跃频率设置),或通过将发电机组频率调整到高于母线频率的值来改变频率。 首选方法是调整发电机组的频率。

      注: 确保不是通过电子发动机调速器来驱动频率匹配。 如果通过电子发动机调速器驱动频率匹配,则可能会出现 "kW/KVAR" 停机。

    9. 在同步对话框上,寻找在频带内具有长驻留时间的快速方法。 长驻留时间是更为重要的特征。

    10. 如果箭头没有显示上述行为,则调整 "PI" 设置,直到发现上述行为。 重复步骤 3.e 至 3.i。 首先调整 "Ki",然后依次更改增益设置。

    11. 再次重复步骤 3.e 至 3.i,但母线上的频率高于步骤 3.h 中的发电机组。

    12. 当频带中的频率变得稳定时,观察趋于稳定的频率数值。

    13. 确保相位箭头保持黑色。

    14. 频率调整越到位,相位匹配就越容易。

    15. 频率不稳定可能表示发动机调整不适当。

  4. 调整相位匹配。

    1. 确认相位箭头为纯黑色。 灰色表示控制器仍处于"调整频率匹配"模式。

    2. 调整相位设置将影响发电机组的频率响应。

    3. 注意,相位栏上的测量标记不是线性的。

    4. 在 SMS 仍处于检查位置时,按"调整相位"软键。

    5. 将 "Kp"、"Ki" 和 "Kd" 设置为零。

    6. 按同步对话框软键。

    7. 观察发电机相位箭头。

    8. 在同步对话框上,寻找在相位带内具有长驻留时间的快速方法。 长驻留时间是更为重要的特征。 如果相位箭头变为灰色,则频率增益不是最佳。

    9. 在母线上形成低于发电机组的频率。 可以通过改变三相源的频率(如负载阶跃频率设置),或通过将发电机组频率调整到高于母线频率的值来改变频率。 首选方法是调整发电机组的频率。

      注: 确保不是通过电子发动机调速器来驱动频率匹配。 如果通过电子发动机调速器驱动频率匹配,则可能会出现 "kW/KVAR" 停机。

    10. 在同步对话框上,寻找在相位带内具有长驻留时间的快速方法。 长驻留时间是更为重要的特征。 同步对话框设定点可能会影响此调整。

    11. 如果箭头没有显示上述行为,则调整 "PI" 设置,直到发现上述行为。 重复步骤 4.e 至 4.i。 首先调整 "Ki",然后依次更改增益设置。

    12. 重复步骤 4.e 至 4.i,在母线上形成高于步骤 4.h 中的发电机组的频率。

    13. 频率调整越到位,相位匹配就越容易。

    14. 相位调整可能比频率匹配更积极,因为一旦断路器闭合,相位将保持匹配。

  5. 确保任何可将 SMS 置于自动以外任何状态的数字输入不起作用。

  6. 将 SMS 置于自动状态,查看机组是否同步。

  7. 如果成功同步,则断开断路器并重新同步几次,以确保可接受可重复的同步时间。

  8. 如果出现"反向功率"停机,则表明没有以适当的稳定性编程增益。

  9. 如果机组同步时间过长,请检查起动时间是否可接受。 发电机组运行情况下从自动开始同步的时间是起动时间加上同步时间。

重复步骤 1 到 7,再次重复负载分配启用与母线上的负载,如上文“策略”章节所述。

孤岛模式下的有功和无功负载分配

基本操作

EMCP 4.4 控制器可以通过负载分配线路在分配负载的孤岛模式下操作。 单独的线路用于有功功率 (kW) 和无功功率 (KVAR)。 当发电机断路器闭合,且负载分配设置为 HW 时,发电机组控制负载,直到内部产生的负载信号与外部测量负载信号匹配。

当外部测量信号变化时,EMCP 4.4 改变发电机组的速度或电压控制,以匹配信号。 如果关闭发电机无功负载分配,则不会向 AVR 发送任何信号来控制电压。 该操作允许客户实现与 EMCP 4 控制器分离的电压降或交叉电流。

随着不同的机组进入或离开系统,或负载变化,机组需要调整贡献度,以提供等同的功率。

有功负载、kW、分配线路可以在 0-10VDC 或 0-3VDC 电平下工作。 首选 0-10VDC 电平,除非负载分配网络上的其他设备需要较低的电压电平。

无功负载、KVAR、分配线路只能在 0-10VDC 电平下工作。 KVAR 分配线不是设计为与其他设备对接。

负载分配线路是参考第三条线路或参考线路的隔离信号。 参考线路必须连接在所有机组之间。 参考线路没有通过 EMCP 4.4 连接到蓄电池负极。

导线

这些导线应由屏蔽绞合三股线或等同产品组成。 电线规格应为 18 AWG 或更大。 图中描述发电机组之间的连接



图 28g02315013

分配 KW 和 KVAR 线路

EMCP 4.4 支持一个 3 线加屏蔽负载分配线。 模拟输入和输出位于每个信号的单个触针上。 有功功率 (kW) 与 0-3VDC 系统的 "Woodward 负载模块" (LSM) 分配线路兼容。 无功功率 (KVAR) 与有功功率线路的操作方式相似,但它是基于无功功率,并且与 0-4VDC 的 SPMD 系统不兼容。 当没有与传统 Woodward 组件一起使用时,固件在 0-10VDC 的较高电压下工作,以提高分辨率。 在该分配线路的 EMCP 上提供有一个参考触针。

启用负载分配

使用以下步骤启用负载分配。

  1. 在主菜单中,向下滚动到配置。按确定键


    图 29g02316536
    主菜单"配置"

  2. 向下滚动到"并联"。 按下"确定"键。


    图 30g02313073

  3. 向下滚动到"发电机负载分配"。 按下"确定"键。


    图 31g02315014

  4. 向下滚动到"发电机负载分配设定点"。 按下"确定"键。


    图 32g02315015

  5. 按"确定"键突出显示"发电机有功负载分配线路配置"设置。


    图 33g02315016

  6. 选择"硬连线 10V" 或"接线 3V 传统模式"。 按下"确定"键。


    图 34g02315017

  7. 按"向下翻页"软键,以访问"发电机无功负载分配线路配置"。 按"确定"键突出显示"发电机无功负载分配线路配置"设置。


    图 35g02315018

  8. 选择"硬连线输入"。 按下"确定"键。


图 36g02315019

查看参数

在"查看"子菜单中,可通过并联选项导航到仅供查看的并联特定参数。

"查看"子菜单中没有可用的控制或配置。

"负载分配"屏幕显示发电机功率和负载目标的状态。 发电机显示在屏幕左侧。 有功和无功负载以百分比和图形形式显示。 断路器位置仅用图形表示。 软键允许在以下屏幕之间进行切换:

  • 同步概述

  • 负载分配

  • 不带电母线协调

  • 负载感应/负载需求

参考图 37。



图 37g02316074
负载分配查看屏幕

图上连接到发电机符号的 kW 和 KVAR 箭头表示完整发电机容量的百分比。 通过负载分配线路连接到"目标" kW 和 KVAR 的箭头表示所需的发电机容量百分比。 当发电机和目标值一致时,发电机分配负载。 图示的浅灰色阴影区域代表 100-110% 的额定发电机功率。 图示的深灰色阴影区域代表 110-120% 的额定发电机功率。

控制参数

在"控制"子菜单中,可通过并联选项导航到仅供查看的并联特定参数。

"控制"子菜单中没有可用的配置。

"负载分配"屏幕允许控制 kW 和 KVAR 设置。 该屏幕还显示发电机功率和负载目标的状态,并在屏幕左侧显示发电机。 有功和无功负载以百分比和图形形式显示。 断路器位置仅用图形表示。 软键允许快速切换到"调整 kW" 和"调整 KVAR" 屏幕。 参考图 38。



图 38g02316313
负载分配控制屏幕

图上连接到发电机符号的 kW 和 KVAR 箭头表示完整发电机容量的百分比。 通过负载分配线路连接到目标 kW 和 KVAR 的箭头表示所需的发电机容量百分比。 当发电机和目标值一致时,发电机分配负载。 图示的浅灰色阴影区域代表 100-110% 的额定发电机功率。 图示的深灰色阴影区域代表 110-120% 的额定发电机功率。

要调整 kW 或 KVAR 增益,请按相应的软键。

在 kW 和 KVAR 增益调整屏幕中,可以单独选择和更改比例和积分增益。 通过软键可以快速返回负载分配屏幕。 参考图 39。



图 39g02316339
调整有功负载分配增益屏幕

使用以下步骤更改负载分配增益设置:

  1. 在"主菜单"上,向下滚动到"控制"。 按下"确定"键。


    图 40g02316554
    主菜单"控制"

  2. 向下滚动到"并联"。 按下"确定"键。


    图 41g02316693
    主菜单"控制 - 并联"

  3. 向下滚动到"负载分配"。 按下"确定"键。

    负载分配屏幕显示"按所需的软键"。

    图 43 中选择的是"调整 KW" 软键。



    图 42g02316754
    主菜单"负载分配"


    图 43g02316935
    主菜单"调整 KW 软键"

  4. 通过按相应的软键选择要调整的期望增益,或者使用向下箭头向下滚动,然后按"确定"键。

    图 44 中选择的是"比例增益"



      图 44g02316994

    1. 执行以下步骤,以编辑"增益"。

    2. 使用"向左箭头"或"向右箭头"选择一个数字

      要更改所选数字,请使用"向上箭头"或"向下箭头"

    3. 要接受变更。 按"确定"键。

      要拒绝更改,按"退出"键。



图 45g02317017
主菜单"调整有功负载分配"

配置参数

在"配置"子菜单中,可通过并联选项导航到用于配置的并联特定参数。 也可以通过"所有设定点"子菜单访问这些参数。

"发电机负载分配"配置屏幕包含设置"发电机负载分配"功能所需的参数。 以下并联功能可在 EMCP 4.4 "配置"子菜单的"发电机负载分配"子菜单中配置。 参考图 46。



图 46g02317038
负载分配配置子菜单

"发电机负载分配"子菜单允许配置以下参数:

调整有功负载分配

这些设定点决定在"有功负载分配"模式下的发电机响应。

此子菜单提供以下参数:

表 11
参数  范围/选择 
kW 比例增益 (Kp)  0-100% 
kW 积分增益 (Ki)  0-100% 
Hz 比例增益 (Kp)   0-100% 
Hz 积分增益 (Ki)  0-100% 

调整无功负载分配

这些设定点决定在无功负载分配模式下的发电机响应。

此子菜单提供以下参数:

表 12
参数  范围/选择 
KVAR 比例增益 (Kp)  0-100% 
KVAR 积分增益 (Ki)  0-100% 
V 比例增益 (Kp)   0-100% 
V 积分增益 (Ki)  0-100% 

发电机负载分配设定点

这些设定点启用负载分配,并确定发电机有功负载分配时间延迟和阈值。

此子菜单提供以下参数:

表 13
参数  范围/选择 
"发电机有功负载分配"线路配置  禁用/硬连线 10V/硬连线 3V 传统模式 
"发电机无功负载分配"线路配置  禁用/硬连线输入 
"发电机有功负载控制最大发电机软负载时间"配置 - 用于计算从空载 (0% kW) 到满载 (100% kW) 的缓升率 (kW/s) 的时间量。  0-600 秒 
"发电机有功负载控制最大发电机软卸载时间"配置 - 用于计算从满载 (100% kW) 到空载 (0% kW) 的缓升率 (kW/s) 的时间量。  0-600 秒 
阈值 - 通过发送指令以断开发电机断路器,EMCP 4 将断开负载时的有功负载 (kW) 百分比。  1-50% 

负载分配增益调整

每个系统和配置都有不同的负载分配增益调整需求。 本章节旨在帮助正确调节系统。

背景

负载分配是在发电机组之间分配有功功率 (kW) 和无功功率 (KVAR) 的过程,同时仍然保持适当的频率和电压。

一般考虑事项

kW 和频率的控制系数相同。 两者均基于发动机提供的扭矩或功率。 增加发动机功率将增加所提供的 kW(必须消耗),或者将增加频率。 KVAR 和电压是基于发电机激励。 增加激励将提供必须消耗的额外 KVAR,或者将增加电压。 由于这些原因,负载分配的调整将更加困难,因为单个控制点受多个因素的驱动。

策略

由于这些因素中的每一个都具有多个控制因素,因此需要一种接近负载分配调整的方法。 需要注意的是,由于这些不同因素彼此作用,因此不可能完全集中在负载分配的任何部分上。 例如,电压/KVAR 分配中的任何不稳定性将会影响频率/kW,因为负载消耗的功率通常受电压的影响。 因此,必须同时考虑多个项目。

指导原则

在尝试建立一组增益前,请务必熟悉屏幕和设定点的导航。 阅读并熟悉如何查看有关负载状态的信息,以及发电机组的电气输出信息。 由于负载分配影响系统中的多个机组,系统很容易变得不稳定。

应检查所有保护继电器设置,如反向功率和反向 KVAR,并进行可能的调试拧紧,以保护发电机组。 建议使用电阻和无功负载组来调整发电机负载分配。 虽然可以只通过一个电阻式负载组来调整有功功率分配,但调整两个参数将需要 kW 和 KVAR 控制。 如果要使用客户负载进行调整,则必须注意确保电压和频率变化不会对负载造成损害。

负载分配调整过程是一个迭代过程。 在调整其他设置之前,1 设置无法达到最佳设置。 此外,如果不调整与 1 发电机组分配负载的其他发电机组,则无法调整 1 发电机组。 如果发电机组为等效功率额定值,则更易于调整,因为可以将设定点从一个机组复制到下一个机组。 采用多个人,或在 1 机组上使用 ET,并在第二个机组旁使用笔记本电脑,将有助于修改多个机组的设定点。

为避免频率(电压)增益超过 kW (KVAR) 增益,在发电机接近标称频率和电压时,关闭频率和电压增益。 这可能导致频率和电压的轻微波动,同时它会在标称频率或电压周围振荡。

不管现场有多少机组,建议首先只使用 2 个机组建立初始增益。 当添加额外的机组时,可能需要作为迭代过程的一部分调整这些增益,但一旦达到稳定设置,就可以更容易地调整增益。

机组在出厂时可以设置起点增益。 如果是这样,从这些增益开始,并根据需要调整增益。 如果没有可用的起始增益,执行以下步骤,以建立初始增益:

  1. 1. 清零 Hz 和电压增益(Kp 和 Ki)。 这将允许机组集中在分配 KVAR 和 kW 上,而与系统的电压或频率无关。 如果使用不同的发电机组,由于调速器或调节器可能会影响频率(转速)或电压,因此可能无法清零。

  2. 2. 从小的积分增益甚至零开始,但是对于 kW 和 KVAR,则具有中等大小的比例增益。 密切关注系统变化。 在使用比例增益的同时,不要期望机组平均分配,但应该进行一些分配。

  3. 3. 增加积分增益,以改善该过程。 注意,由于环境条件、负载条件、燃油质量等导致的系统变化,稍慢的响应可以有效避免不稳定性。

  4. 4. 一旦获得部分增益,可以进行合理的 (+/-10%) 分配时,则开始引入电压和频率增益,以便将电压和频率校正为标称值。 这些增益将与 kW 和 KVAR 回路同时处理,并可能推动变更。 在调整这些增益的同时,应考虑系统对负载变化的响应,增加和删减发电机组等。确保观察单个机组自行分配负载,以及与母线上的第二个机组共同分配负载时的响应。

没有一组增益是必然正确的,增益的形成是一个迭代过程。 调速器软件或设置或电压调节器软件或设置的任何更改,都将对最佳增益产生影响。 如果您遇到不稳定问题,降低调速器或电压调节器增益可能会提高系统性能。 单个机组的最佳负载设置对于作为系统组成部分的机组,不一定就是最佳设置。

故障排除事件

  • 有功负载分配线路对低压电源短路

  • 有功负载分配线路对高压电源短路

  • 无功负载分配线路对低压电源短路

  • 无功负载分配线路对高压电源短路

公用电的负载监视和控制

EMCP 4.4 控制面板与各种 AVR 和 Woodward 以及 Caterpillar 调速器交互。 速度和电压偏置是 EMCP 4.4 核心固件的一部分。

减载

减载特性提供一种根据用户配置,从系统上断开负载的方法。 该特性可用于多个或单个发电机组。

减载是一项可配置的功能,可用于激活一个或多个数字输出。 这些输出可以配置为根据用户定义的标准进行激活。 当满足一个或多个标准时,将会激活相关的数字输出。

在"配置"菜单中的"所有设定点"子菜单中,可以通过"控制"子菜单访问可配置的减载特定参数。

减载条件配置屏幕包含设置减载功能所需的参数。 以下功能可在 EMCP 4.4 "配置"子菜单的"发电机负载分配"子菜单中配置。

参考图 47。



图 47g02317255
减载条件配置子菜单

当满足以下所有条件时,将会激活减载:

  • 数字输出编程设定为减载,

  • 在减载条件屏幕中选择任何或全部减载条件

  • 出现任何选定的减载条件

断路器选择

必须小心选择 EMCP 4.4 并联控制器的断路器。 必须根据发电机电流能力,以及来自并联源的故障电流中断能力,适当调整断路器。

需要满足行业标准的 5 至 6 循环闭合能力。 还需要具有断开和闭合断路器的能力。 还需要来自断路器的辅助触点(A 和 B)。 并联系统需要电动式断路器。

为获得最大的可靠性,当断路器能够支持时,可同时使用直流供电分流跳闸和直流供电欠压跳闸。 如果断路器只能支持这些功能之一,则使用直流欠压释放。 断路器的直流电力损失后,欠压释放将断开断路器。

如果断路器由于失去对发电机组的控制而保持闭合,则发电机将充当电动机。 这将导致发电机组损坏。 当直流电压系统上存在多个断开装置时,应注意机组布线的设计。

与并联 EMCP 4.4 控制器一起使用的所有电控断路器必须有一个盖,用于禁用断路器上的闭合按钮。 只有在通过 EMCP 4.4 验证母线不带电或发电机组与母线同相时,才能闭合断路器。

发电机感应故障(仅限 EMCP 4.4)故障排除

当发电机断路器闭合时,将立即出现不可调整和不可编程的停机,但在发电机的相位 A 和母线的相位 A 之间将会检测到相位差(非零)。 此测试也将出现在其他相位上。

Caterpillar Information System:

3516C Locomotive Engine Fuel Tank Water and Sediment - Drain
TH55FT-E70 and TH55FT-E90 Transmissions Reference Material
C15 and C18 Engines for Caterpillar Built Machines Exhaust Manifold Shield
TH48-E80 Petroleum Transmission S&middot;O&middot;S Information
C13 Industrial Engines Electronic Unit Injector Wiring
TH55FT-E70 and TH55FT-E90 Transmissions Transmission Cooling System
349F and 352F Excavators Fuel Tank Shutoff and Drain Control
G3520E Generator Set Engines Accessory Drive
C175-16 Locomotive Engine Temperature Sensor - Engine Coolant
C175-16 Locomotive Engine Temperature Sensor - Exhaust Temperature
Procedure for Improving the Ground System{4459, 7423} Procedure for Improving the Ground System{4459, 7423}
793F Off-Highway Truck Engine Supplement Engine Oil Cooler - Remove and Install
2010/04/02 Information on the New Valve Recession Tool Gp that Is Used on All G3500 Commercial Engines {0701, 1105}
3516C Locomotive Engine and Generator Set Configuration Parameters
Installing the Package Mounted Radiator for the C175 Generator Set Engine {1353, 1356} Installing the Package Mounted Radiator for the C175 Generator Set Engine {1353, 1356}
797F Off-Highway Truck Power Train Oil Filter and Base (Differential) - Remove and Install
TH48-E80 Petroleum Transmission Component Location
793F Off-Highway Truck Machine Systems Lubrication Pump (Automatic) - Disassemble
793F Off-Highway Truck Machine Systems Lubrication Pump (Automatic) - Assemble
C13, C15, and C18 Tier 4 Final Engines Cylinder Head
G3520E Generator Set Engines Alternator Mounting
Salvage of Weld on Water-Cooled Exhaust Manifold for 3500 Series Engines {0679, 1059} Salvage of Weld on Water-Cooled Exhaust Manifold for 3500 Series Engines {0679, 1059}
G3520E Generator Set Engines Temperature Sensor
2010/03/22 Accurate Diagnosis of Turbocharger Failure on Caterpillar Engines {1052, 1053}
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