CN208797594U - 柴油发电机组并机装置和系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了柴油发电机组并机装置和系统，包括自动频载调节装置和发电机组，自动频载调节装置包括调压装置、调频装置和合闸装置，发电机组包括运行发电机和待并入发电机；调压装置，用于根据监测到的运行发电机和待并入发电机的测量电压，进行并机电压调节；调频装置，用于根据监测到的运行发电机和待并入发电机的频率，进行并机频率调节；合闸装置，与调压装置和所述调频装置相连接，用于在并机电压调节和并机频率调节达到预设范围时发送合闸指令，以使待并入发电机的主开关合闸完成并机操作。本实用新型实现了待并入发电机与运行发电机的自动同步和并机，提高了并机的可靠性，自动化程度高。

Description

柴油发电机组并机装置和系统

技术领域

本实用新型涉及发电机并网技术领域，尤其是涉及柴油发电机组并机装置和系统。

背景技术

现有并机系统采用传统的断路器加接触器的控制模式或采用专门并机控制器。

传统模式需要依靠操作人员的个人经验，而专门并机控制器价值昂贵，由于考虑全面致使参数众多，需要精心选择参数，需要对机组的运行和参数的应用环境有深入了解，设置参数多，不同厂家的控制器还各有特色，专业性较强，对品牌的使用熟悉程度要求较高，同时由于自动化程度高，个人经验难以发挥作用，而实际工作中设计人员往往不在一线，只完成初期的调试任务，在投入实际运行后，当并机运行不稳定时，电工人员认为是由机械的问题引起的而机务人员认为是由电气设备的问题引起的，并且电工人员和机务人员都可以证明各机组的相关部分性能正常，以致互相推诿。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供柴油发电机组并机装置和系统，实现了待并入发电机与运行发电机的自动同步和并机，提高了并机的可靠性，自动化程度高。

第一方面，本实用新型实施例提供了柴油发电机组并机装置，包括自动频载调节装置和发电机组，其中，所述自动频载调节装置包括调压装置、调频装置和合闸装置，所述发电机组包括运行发电机和待并入发电机；

所述调压装置，分别与所述运行发电机和所述待并入发电机相连接，用于根据监测到的所述运行发电机和所述待并入发电机的测量电压，进行并机电压调节；

所述调频装置，分别与所述运行发电机和所述待并入发电机相连接，用于根据监测到的所述运行发电机和所述待并入发电机的频率，进行并机频率调节；

所述合闸装置，与所述调压装置和所述调频装置相连接，用于在所述并机电压调节和所述并机频率调节达到预设范围时发送合闸指令，以使所述待并入发电机的主开关合闸。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述调压装置包括调压器和调压器测量元件；

所述调压器测量元件，分别与所述运行发电机和所述待并入发电机相连接，用于测量所述运行发电机和所述待并入发电机的所述测量电压；

所述调压器，与所述调压器测量元件相连接，用于通过改变所述待并入发电机的励磁电流调节所述待并入发电机的无功功率，以调节并机电压。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述调压装置还包括均压电阻，所述均压电阻分别与所述调压器测量元件和所述调压器相连接。

结合第一方面的第二种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述调压器包括与所述运行发电机相连接的第一调压器和与待并入发电机相连接的第二调压器，所述调压器测量元件包括与所述运行发电机相连接的第一调压器测量元件和与所述待并入发电机相连接的第二调压器测量元件，所述均压电阻包括第一均压电阻、第二均压电阻、第三均压电阻和第四均压电阻。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述合闸装置包括与非电路、RS触发器和滤波电路，其中，所述与非电路包括第一与非电路和第二与非电路，所述滤波电路包括第一滤波电路和第二滤波电路。

结合第一方面的第四种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述第一滤波器和第二滤波器分别输出第一锯齿波和第二锯齿波。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述预设范围包括电压预设范围、频率预设范围和相位预设范围，在所述电压预设范围、所述频率预设范围和所述相位预设范围同时满足的情况下，所述合闸装置发送所述合闸指令以使所述待并入发电机的主开关合闸。

结合第一方面的第六种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，还包括所述电压预设范围、所述频率预设范围和所述相位预设范围中任一项不满足，则进行闭锁。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，所述合闸装置还用于计及所述待并入发电机的所述主开关的固有动作时间，并将所述固有动作时间转化为恒定超前相角，根据所述恒定超前相角提前发出所述合闸指令。

第二方面，本实用新型实施例提供了柴油发电机组并机系统，包括如上所述柴油发电机组并机装置，还包括导线。

本实用新型提供了柴油发电机组并机装置和系统，包括自动频载调节装置和发电机组，自动频载调节装置包括调压装置、调频装置和合闸装置，发电机组包括运行发电机和待并入发电机；调压装置，用于根据监测到的运行发电机和待并入发电机的测量电压，进行并机电压调节；调频装置，用于根据监测到的运行发电机和待并入发电机的频率，进行并机频率调节；合闸装置，与调压装置和所述调频装置相连接，用于在并机电压调节和并机频率调节达到预设范围时发送合闸指令，以使待并入发电机的主开关合闸完成并机操作。本实用新型实现了待并入发电机与运行发电机的自动同步和并机，提高了并机的可靠性，自动化程度高。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的柴油发电机组并机装置示意图；

图2为本实用新型实施例提供的另一柴油发电机组并机装置示意图；

图3为本实用新型实施例提供的调压装置电路图；

图4为本实用新型实施例提供的合闸装置电路图；

图5为本实用新型实施例提供的另一合闸装置电路图。

图标：

100-调压装置；110-调压器；111-第一调压器测量元件；112-第二调压器测量元件；120-调压器测量元件；121-第一调压器；122-第二调压器；130- 均压电阻；131-第一均压电阻；132-第二均压电阻；133-第三均压电阻；134- 第四均压电阻；200-调频装置；300-合闸装置。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

目前，现有并机系统采用传统的断路器加接触器的控制模式或采用专门并机控制器。传统模式需要依靠操作人员的个人经验，而专门并机控制器价值昂贵，由于考虑全面致使参数众多，需要精心选择参数，需要对机组的运行和参数的应用环境有深入了解，设置参数多，不同厂家的控制器还各有特色，专业性较强，对品牌的使用熟悉程度要求较高，同时由于自动化程度高，个人经验难以发挥作用，而实际工作中设计人员往往不在一线，只完成初期的调试任务，在投入实际运行后，当并机运行不稳定时，电工人员认为是由机械的问题引起的而机务人员认为是由电气设备的问题引起的，并且电工人员和机务人员都可以证明各机组的相关部分性能正常，以致互相推诿。基于此，本实用新型实施例提供的柴油发电机组并机装置以及系统，实现了待并入发电机与运行发电机的自动同步和并机，提高了并机的可靠性，自动化程度高。

为便于对本实施例进行理解，首先对本实用新型实施例所公开的柴油发电机组并机装置进行详细介绍。

实施例一：

参照图1，柴油发电机组并机装置包括自动频载调节装置和发电机组，其中，自动频载调节装置包括调压装置100、调频装置200和合闸装置300，发电机组包括运行发电机和待并入发电机；

调压装置100，分别与运行发电机和待并入发电机相连接，用于根据监测到的运行发电机和待并入发电机的测量电压，进行并机电压调节；

调频装置200，分别与运行发电机和待并入发电机相连接，用于根据监测到的运行发电机和待并入发电机的频率，进行并机频率调节；

合闸装置300，与调压装置和所述调频装置相连接，用于在并机电压调节和并机频率调节达到预设范围时发送合闸指令，以使待并入发电机的主开关合闸。

具体地，并机系统的自动控制包括两个内容：一是发电机组的自动并车，另一是自动频载调节，由三部分组成：调压部分、调速部分和合闸部分。原理图见图2：

(1)调压部分：自励恒压发电机的调压装置的精度满足调压需求，故只需要电压闭锁环节。

(2)调速部分：根据频差符号，发出控制调速马达的信号，从而调整原动机的速度，增加或降低待并发电机的频率，使频差在一定范围内。

(3)合闸部分：在待并机组的电压与运行机组的电压相等，待并机组与运行机组的电压频率相等，待并机组的电压相位与运行机组的电压相位一致，以上三个条件满足的瞬间，将待并发电机的主开关合闸。

利用微机为核心构建自动准同步并机装置，完成下列功能：

i)检测待并发电机与运行发电机的电压表、频率表和相位差，当任一条件不满足要求时，实现闭锁，不允许发出合闸指令；

ii)接受检测到的待并发电机电压与运行发电机的频率差，并根据频率的大小和方向自动地对待并发电机组发出调频信号，使待并发电机组频率与运行发电机组频率接近，减小频差，为合闸创造条件。

iii)当电压差、频率差在允许范围内时，要能计及发电机自动空气开关的固有动作时间，将固定动作时间转化为恒定超前相角由微机实现，相应的要提前发出合闸指令，实现自动同步。以上功能的实现，见图3、图4、图5。

根据本实用新型的示例性实施例，调压装置100包括调压器110和调压器测量元件120；

调压器测量元件120，分别与运行发电机和待并入发电机相连接，用于测量运行发电机和所述待并入发电机的所述测量电压；

调压器110，与调压器测量元件120相连接，用于通过改变待并入发电机的励磁电流调节待并入发电机的无功功率，以调节并机电压。

根据本实用新型的示例性实施例，调压装置100还包括均压电阻130，均压电阻130分别与调压器测量元件120和调压器110相连接。

根据本实用新型的示例性实施例，调压器110包括与运行发电机相连接的第一调压器121和与待并入发电机相连接的第二调压器122，调压器测量元件120包括与运行发电机相连接的第一调压器测量元件111和与待并入发电机相连接的第二调压器测量元件112，均压电阻130包括第一均压电阻131、第二均压电阻132、第三均压电阻133和第四均压电阻134。

根据本实用新型的示例性实施例，合闸装置300包括与非电路、RS触发器和滤波电路，其中，与非电路包括第一与非电路和第二与非电路，滤波电路包括第一滤波电路和第二滤波电路。

根据本实用新型的示例性实施例，第一滤波器和第二滤波器分别输出第一锯齿波和第二锯齿波。

根据本实用新型的示例性实施例，预设范围包括电压预设范围、频率预设范围和相位预设范围，在电压预设范围、频率预设范围和相位预设范围同时满足的情况下，合闸装置300发送合闸指令以使待并入发电机的主开关合闸。

根据本实用新型的示例性实施例，还包括电压预设范围、频率预设范围和相位预设范围中任一项不满足，则进行闭锁。

根据本实用新型的示例性实施例，合闸装置300还用于计及待并入发电机的主开关的固有动作时间，并将固有动作时间转化为恒定超前相角，根据恒定超前相角提前发出所述合闸指令。

需要说明的是，关于图3中的EQ1和EQ2，两组整流桥输出分别经过均压电阻R12和R22并联在一起。R12和R22上的电压分别和各发电机调压器的测量元件电压相叠加，当两发电机的无功电流不相等时，例如IQ1＞ IQ2，则EQ1＞EQ2，电阻R12和R22上出现环流Δi，这一环流在R12上的压降+ΔU，将提高第一台发电机的测量电压，使调压器减小该发电机的励磁电流，从而减小发电机的无功功率；而环流在R22上的压降-ΔU，将减小第二台发电机的测量电压，从而增大该发电机的励磁电流和无功功率，直到两台发电机的无功电流完全相等，即EQ1＝EQ2，环流消失，无功电流的分配过程也随之结束。在无功功率达到均衡分配以后，由于R12和R22 上的压降为0，调压器的测量环节即不再受无功电流的大小的影响，也就是说发电机仍保持原来接近于无差的调压特性，这对保持整个电站的电压精度当然是有利的。EQ1通过在三相的A相接入电流互感器测得电流流入一滑动变阻器和一从B，C相引出的变压器串接，通过整流以后输出直流电压 EQ1＝βUQ1，其中UQ1为滑动变阻器电压和变压器电压之和。

本实用新型提供了柴油发电机组并机装置和系统，包括自动频载调节装置和发电机组，自动频载调节装置包括调压装置、调频装置和合闸装置，发电机组包括运行发电机和待并入发电机；调压装置，用于根据监测到的运行发电机和待并入发电机的测量电压，进行并机电压调节；调频装置，用于根据监测到的运行发电机和待并入发电机的频率，进行并机频率调节；合闸装置，与调压装置和所述调频装置相连接，用于在并机电压调节和并机频率调节达到预设范围时发送合闸指令，以使待并入发电机的主开关合闸完成并机操作。本实用新型实现了待并入发电机与运行发电机的自动同步和并机，提高了并机的可靠性，自动化程度高。

实施例二：

参照图4，柴油发电机组并机系统包括如上所述柴油发电机组并机装置，还包括导线。

本实用新型实施例提供的柴油发电机组并机系统，技术效果包括下述三点：

(1)针对工厂、工地的备用电源和电站的发电机型号、参数也比较复杂的场合，这类电站精度要求不是特别高，重要的是发电机组要充分发挥发电机组的功率和运行的安全性，同时操作人员不是特别具有专业性，但拥有一定的个人经验的场合，通过数模结合，充分发挥数字芯片和传统电路相结合的特点，减少专业的参数选择、调整，利用专业的数字电路保证自动化，同时又使个人能结合具体情况把经验方便的应用到具体实际中。

(2)利用微机和一些外围电路，提高并车可靠性，缩短机组投入时间，减少了购买专用并车控制器的投资费用和后期的培训费用，成本低廉，同时减轻操作强度，能根据具体情况作出调整，适合工地使用。

(3)高度自动化的并车系统和简单的调节系统，便于使用人员掌握。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

另外，在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种柴油发电机组并机装置，其特征在于，包括自动频载调节装置和发电机组，其中，所述自动频载调节装置包括调压装置、调频装置和合闸装置，所述发电机组包括运行发电机和待并入发电机；

所述调压装置，分别与所述运行发电机和所述待并入发电机相连接，用于根据监测到的所述运行发电机和所述待并入发电机的测量电压，进行并机电压调节；

所述调频装置，分别与所述运行发电机和所述待并入发电机相连接，用于根据监测到的所述运行发电机和所述待并入发电机的频率，进行并机频率调节；

所述合闸装置，与所述调压装置和所述调频装置相连接，用于在所述并机电压调节和所述并机频率调节达到预设范围时发送合闸指令，以使所述待并入发电机的主开关合闸。

2.根据权利要求1所述的柴油发电机组并机装置，其特征在于，所述调压装置包括调压器和调压器测量元件；

所述调压器测量元件，分别与所述运行发电机和所述待并入发电机相连接，用于测量所述运行发电机和所述待并入发电机的所述测量电压；

所述调压器，与所述调压器测量元件相连接，用于通过改变所述待并入发电机的励磁电流调节所述待并入发电机的无功功率，以调节并机电压。

3.根据权利要求2所述的柴油发电机组并机装置，其特征在于，所述调压装置还包括均压电阻，所述均压电阻分别与所述调压器测量元件和所述调压器相连接。

4.根据权利要求3所述的柴油发电机组并机装置，其特征在于，所述调压器包括与所述运行发电机相连接的第一调压器和与待并入发电机相连接的第二调压器，所述调压器测量元件包括与所述运行发电机相连接的第一调压器测量元件和与所述待并入发电机相连接的第二调压器测量元件，所述均压电阻包括第一均压电阻、第二均压电阻、第三均压电阻和第四均压电阻。

5.根据权利要求1所述的柴油发电机组并机装置，其特征在于，所述合闸装置包括与非电路、RS触发器和滤波电路，其中，所述与非电路包括第一与非电路和第二与非电路，所述滤波电路包括第一滤波电路和第二滤波电路。

6.根据权利要求5所述的柴油发电机组并机装置，其特征在于，第一滤波器和第二滤波器分别输出第一锯齿波和第二锯齿波。

7.根据权利要求1所述的柴油发电机组并机装置，其特征在于，所述预设范围包括电压预设范围、频率预设范围和相位预设范围，在所述电压预设范围、所述频率预设范围和所述相位预设范围同时满足的情况下，所述合闸装置发送所述合闸指令以使所述待并入发电机的主开关合闸。

8.根据权利要求7所述的柴油发电机组并机装置，其特征在于，还包括所述电压预设范围、所述频率预设范围和所述相位预设范围中任一项不满足，则进行闭锁。

9.根据权利要求1所述的柴油发电机组并机装置，其特征在于，所述合闸装置还用于计及所述待并入发电机的所述主开关的固有动作时间，并将所述固有动作时间转化为恒定超前相角，根据所述恒定超前相角提前发出所述合闸指令。

10.一种柴油发电机组并机系统，其特征在于，包括如权利要求1至权利要求9任一项所述柴油发电机组并机装置，还包括导线。