自动和手动准同期设备的发电机并车操作法

摘要：康明斯发电机组并列运行是指将多台发电装备并机运行，以共同承担负载，提升供电功率和可靠性。其基础要素包括准备作业、起动和调整单台机组、同步操作、并联使用、负荷分配、监控与保护、指引精选，以确保多台康明斯发电机组并车后能够稳定、安全地共同供电的核心要点。现代实际多以自动并列为主，通过PLC或并联操作界面（如DEIF、ComAp）自动调整电压、频率和相位，适用于高可靠性场景（如数据中心）。

      多台康明斯发电机组并车运转时，其较大的容量与较小的功率比值应不超过3倍。作为并车运转时，对每一台的发电机组都有几个基础调剂：三相相序相同、频率相同、电压相同、电压相位角相同。为使并机运行各台发电机的容量分配差度符合要点，还要必须符合两个条件：一是每台康明斯发电机组的柴油发动机的调速特点必须相同或相近。一是柴油发电机组的发电机调压板中的调差环节的调差曲线应具有垂特性，且每台特征应相同或相近。

（2）原理：电压差别会导致环流（Circulating Current），即电流在不带负载的机组间流动，造成能量损耗、设备高温甚至损坏。

（2）机理：相位不一样步会在并机瞬态发生电压差，致使巨大的冲击电流（类似短路），可能烧毁绕组或断路器。

② 试并机法：在低电压下短暂闭合断路器，若产生剧烈震动或异响康明斯柴油发电机组官网，立即断开并严查相序。

      手动准同期设备用于检定发电机的并联因素，以实现并列使用。它通常由2只电压表、2只频率表、1只同期表和1个同期开关组成，这些仪表、开关 组装在小屏上。也有用1只电压表、1只频率表和1只组合式同期表直接装在监控系统上。

      其中U、V、W接至待并发电机的三相电压输出端，L1和L2接 装置电m输出端，同期开关分I （粗同期）、断、n （精同期）3挡。当开关拨至断位置时， 同期设备不作业，当开关拨至I位置时，将待并发电机和机构电压送到电压表和频率表（其 中?和?用来测量待并发电机电压和频率，?和?用来检测系统电压和频率〉。此时可根据 ?和?的指示调节待并发电机的电压和频率，使之与装置的电压和频率相等。然后将开关 拨至n位置，此时，同期装置的电压表、频率表、同期表均投人作业。同期表的用途是监视 发电机和装置的相位关系。当发电机与机构同频率、同相位时，同期表的指针停留在表面红 线位置：当频率相等、相位不一致时，指针停留在红线左边或右边的某一角度上，这时相当 于相位表。如果频率不同，同期表指针向左或向右转动，频率相差越大，指针转动就越快。 指针顺时针转动表明发电机频率大于机构频率，指针反时针转动表明发电机频率小于机构频 率。发电机并联操作时，断路器合闸的指令在同期表的指针慢慢地转向红线且稍提前一定角 度发出。

      由于发电机的并联条件能否满足是靠同期设备来检定的，若同期装备不能准确地检定并列因素，而进行并机操作，就会使发电机出现过度的冲击电流和对转轴出现过度的扭转力矩，会事故发电机。因此使用手动准同期装备并列时必须注意：

（1） 要认真检査同期装备各仪表作业是否正常，两只电压表和两只频率表的准确度应基础 一致，无卡壳状况，以免产生仪表指示误差。

（2） 同期表是按短时工作规划的，通电时间长了，仪表高温易发生误差，同时会故障，因 此不宜长时间通电。所以操作时，必须将同期切换开关先转至“粗同期”位置，将电压表、 频率表投人作业，并对待并发电机进行频率和电压调整。当发电机与装置的频率、电压基本 相等时，再将同期切换开关转至“精同期”位置，使同期表投入作业。发电机并联完成后， 应尽快将同期装备退出作业。

（3）当同期装置在“粗同期”位置作业时，要认真调节待并发电机的电压和频率，使其基 本相等，要点两者电压差不超过±5%，频率差不超过±0. 1Hz。

（4） 当同期表投人作业时，要注意微调待并发电机的频率，同期表指针顺时针转动时应减 小发电机频率，反时针转动时应增加发电机频率，使同期表指针缓慢转动。断路器合闸指 令，不允许在指针很快地转向红线时发出。为避免同期设备事故造成误并车，不允许同期表 指针没有转动便稳定在红线）当同期表指针产生跳动状况时，不准合闸，因为同期表内部可能有卡带状况，反映不出康明斯发电机组准确的并机因素。

（6）当同期表旋转过快时，说明待并发电机组与另一台发电机组的频率相差太大，因为断路器的合闸时间难以掌握，往往使断路器不在同期点合闸，于是此时不准合闸。

（7）如果同期表指针停在同期点上不动，止时不准合闸。这是因为断路器在合闸程序中如果其中一台发电机组的频率突然变动，就有可能使断路器正好合在非同期点上。

      微机型自动准同期设备克服了模拟式准同期设备的局限性，其硬件简易、编程方便，运转可靠，技术上日趋成熟，成为当前发展的方向。微机型自动准同期装置具有高速运算和逻辑预判能力，可以对压差、频差、相角差进行精确的运算，并能考虑到相角差可能具有加速运动问题，按照相角差当时的变化规律，捕捉较佳的合闸时机，实现快速无冲击并网。

      微机型自动准同期装置形式较多，但其用途及装置原理是相似的。微机型自动准同期装置的微机机构由微排除器、存储器及相应的输入/输出接口电路构造。输入/输出接口电路为可编程并行接口，用以采集并车点选择信号、远方复位信号、断路器辅助节点信号等开关量，并控制输出继电器实现调压、调速、合闸、报警等功用。

      为了增强并车动作的正确性，降低合闸冲击电流，保护发电机，可采用自动准同期装并车。在构造上规划了频差测定、电压差测量、相位测定、同步闭锁、调频、调压和稳压电源 等环节，但不同型号具有不同的环节组合，以满足不同的需要。

      使用自动准同期装置并联前应认真阅读产品操作介绍，弄懂工作原理和使用手段，并切实注意下列事项：

      当本机零线和市电零线接在一起时，则本机N 线和市电线并接到零线上。当使用开关为电动空气开关，则不需并车交流接触器，而直 接操作电动开关并联。并联交流接触器额定电流可按发电机额定电流的1/4?1/3选取。调 频、调压环节分别控制发电机组的调速和调压。

（3）在并车使用前，必须先检査同步闭锁环节和相位环节有无故障。检査时，把自动准同 期设备面板上的“输出”柴油机故障灯图解大全大图、“测量”开关拨至“测量’’端，把电源开关合上，此时脉振灯应闪 亮。然后把“相位”、“闭锁”开关.分别拨至“相位”、“闭锁”端，若脉振灯灭，合闸灯 亮，合闸继电器动作（或脉振灯亮，合闸灯暗，合闸继电器不动作），则说明该环节正常， 否则要查明原由并处理故障。

（4） 将“相位”、“闭锁”开关拨至“相位”端，合上配电盘上的空气开关，断开隔离开关 （对于直接用电动空气开关并机的，则应合上隔离开关，断开电动空气开关），再把“输出”、 “检测”拨至“输出”端，待本机并车条件符合时，接通合闸系统合闸。

（5）确认执行系统动作后（此时三相电流表有指示，脉振灯灭，合闸灯亮），再合上隔离 开关，关掉本设备的电源开关，断开交流接触器，发电机并列完成柴油发电机拆解图。

综上所述，康明斯发电机组并车的基础要素本质是电气数据的一致性，核心目的是避免并联时的电气冲突和机械冲击。并机后需确保机组速度控制器（Governor）和调压器（调压板）的响应速度匹配，预防负载突变时发生容量争夺（Power Hunting）。由此可见同类型、同容量机组更易实现均载；若功率差别较大，需通过控制步骤（如主从模式）分配负载。实际使用中需结合仪器测量、经验判定和系统保护，才能实现安全可靠的并车运行。