丁月英
天津博威动力设备有限公司 天津市 300400
摘要：以1台350kW柴油发电机组（简称机组）与3台100kW机组并联运行为例，总结了运用机组并联运行控制模块来控制机组并联运行的调试步骤。从机组并联运行三要素（电压、频率、相位角）出发，以避免环流为宗旨，结合工作中遇到的实际问题，从机组并联运行设计到出厂调试的过程中总结了机组并联运行的注意事项。以便从事发电机组工作人员参考。
关键词：并联运行 控制模块 环流
1 引言
对于负载容量不断变化的用电场所，柴油发电机组（以下简称机组）并联运行可以使电能利用更加高效、节能、经济。本文以1台350kW机组与3台100kW机组并联运行为例，介绍了运用机组并联运行控制模块来控制机组并联运行的调试步骤，并对机组并联运行调试过程中出现的故障进行分析。
2 机组并联运行调试步骤
1台350kW机组与3台100kW机组并联运行，柴油机均采用康明斯S6700H型电子调速控制器(GOV)，电机采用斯坦福AS440型自动电压调节器（AVR）,机组并联运行控制模块选用AGC150型发电机组控制器。
机组并联运行三要素：电压、频率、相位角。此三者数值、相角相同时方能并联运行成功。机组并联运行原理图，如图1所示。
图1 机组并联运行原理图
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机组并联运行调试步骤分为：单台机组调试、空载手动并机、带载手动并机、全自动并机。
2.1单台机组调试
1)检查控制器参数配置。
2)检查机组接线，检查机组之间MSC CAN 连线。
3)手动开机，检查发动机与发电机数据是否正常。
4)手动开机，开关合、分闸是否正常。
5)手动开机，合闸后，发电频率是否可以调整到额定频率（例如：额定频率设置为51Hz或49Hz）否则，需要调整频率调节方向。
6)手动开机，合闸后，发电电压是否可以调整到额定电压（例如：额定电压设置为235V或
225V）否则，需要调整电压调节方向。
7)手动开机带载，观察发电功率因数、有功功率、无功功率是否正常，检查发电电压与电流的相序，电流互感器的进线方向，电流互感器的二次电流同名端。
8)手动开机，单台机组按照国家推荐标准GB/T2820-2009做发电机组性能测试。
2.2空载手动并机
1)手动合闸并机，观察发电机组同步并机是否平稳，合闸冲击电流是否过大。
2)机组空载并机后，观察AGC150电流显示是否有很大的环流。
3)机组空载并机后，观察AGC150有功功率、无功功率输出是否为零。
2.3带载手动并机
1)手动并机后，做带载试验，观察各个机组的有功、无功功率分配是否均匀。
2)手动并机后，做软加载试验，观察在加载过程中是否有非常大的过冲或功率振荡现象，
如有可通过计算机软件适当调整带载斜率。
3)手动并机加载后，做软卸载试验；观察发电机组卸载是否达到最小带载百分比设定值后分闸。
4)手动并机后，做负载突加，突卸试验，观察机组是否有功率振荡现象。
2.4全自动并机
控制器在自动状态下，开关量输入口远程开机带载（按需求）有效时，做全自动并机、开机、停机试验，自动并机方案有以下3种：
1)按需求开机：优先级最高的模块首先开机，当负载大于模块设定的开机最大百分比（80％）时，次优先级的模块开机，同步并机，带载均分。当负载小于模块设定的停机最小百分比（50％）时，次优先级的模块停机延时完后，分闸散热停机。
2)全部开机：所有模块全部同时开机，首先达到带载条件的模块先合闸，其它模块达到带载条件后，一一同步并机。然后模块检测负载，当负载小于模块设定的停机最小百分比（50％）时，优先级小的模块停机延时完后，分闸散热停机。当负载大于模块设定的开机最大百分比（80％）时，剩余未开机的机组再次全部开机。
3)均衡发动机运行时间：发动机累计运行时间少的发电机组首先开机。当运行中的机组运行时间大于其它机组均衡发动机运行时间时，调度其它运行时间最少的机组开机（可按需求开机、全部开机两种模式），其它机组同步并机后, 自己分闸卸载停机。所有的发电机组按均衡发动机运行时间的大小轮流循环自动开停机。
3 机组并联运行调试过程中故障一例
3.1故障现象
1台350kW机组与3台100kW机组并联运行，每台机组单机运行时均能运行正常，空载手动并机，AGC150液晶显示器上显示出较大环流且功率输出不为零。此时调整发动机GOV和发电机AVR上的增益、稳定度电位器也不起作用，调整AGC150功率控制的增益与稳定度值也没能解决问题。
3.2故障原因及分析
单台机组调试时，1台350kW机组与3台100kW机组单机运行时均能正常运行，并且可以通过国标规定的发电机组性能测试，说明机组单机运行没有问题。
机组并联运行产生环流，有可能是空载电压或空载频率相差过大造成的，因此调节单台机组的发电机AVR和发动机GOV上的增益、稳定度电位器，并且调整AGC150功率控制的增益与稳定度值，尽量减小空载电压差和空载频率差。但是环流依旧很大，并且环流持续上升。说明故障不是由空载电压或空载频率相差过大造成的。
既而，又检查了单台机组的手动开机，合闸，发电频率是否可以调整到额定频率设定值51Hz，发电电压是否可以调整到额定电压设置值235V。检查后发现频率和电压的整定方向也都没有问题。
最后，检查电流互感器的安装方向。打开发电机上盖查看电流互感器的进线方向，电流互感器的二次电流同名端，发现其中一台机组的电流互感器进线方向与其它三台机组的电流互感器进线方向完全相反。因此，可以判断并联运行调试过程中环流过大这一故障的原因是电流互感器进线方向接反。
3.3故障解决
通过以上分析调试，更改电流互感器进线方向后问题得到解决。
4 并联运行注意事项
（1）若需要机组并联运行，首先要将需要并联机组的空载电压、调压特性调整到完全相同。调整发电机AVR和发动机GOV上的增益、稳定度电位器，使电压和频率完全相同，否则，并机时将产生较大环流。表明:环流产生的根本原因是多台机组空载电压不是完全相等或调压特性有差异,造成输出端电压向量不相等而产生了环流。
（2）并联运行的机组，汇流到母排的电压相序必须一致，检查电流互感器初次级接线方向必须正确，检查电压与电流的相序必须正确。
（3）必须按照机组并联运行调试步骤的要求，手动并联运行无误之后，方能进行自动并联运行操作。
（4）并联运行的机组，设计时必须选用可通过电压或电流模拟量调节的发动机GOV与发电机AVR,并且发电机出口的空气断路器必须为电动操作型，否则将不能使用发电机组并联运行控制模块实现自动控制机组的并联运行。
5 结束语
利用发电机组并联运行控制模块来实现机组的并联的运行，使得机组并联运行操作更加简单、可靠，控制模块的高度集成化将机组控制与并联运行同期合闸控制融为一体，同时，通过各控制模块之间的通讯连接，实现各机组之间的“对话”。
遇到问题时不慌乱，从故障表现的现象来研究产生故障的可能性，并一一检查排除，最终将问题解决。
参考资料
[1].AGC150发电机组控制器用户手册[Z]. DEIF A/S [2].S6700H速度控制器使用说明书[Z].东风康明斯发动机有限公司
[3].AS440自动电压调节器使用说明书[Z].康明斯发电机技术有限公司