王曉鵬，牛星軍

WANG Xiao-peng, NIU Xing-jun

（金陽(yáng)電氣有限公司，鄭州 450006）

0 引言

由于各種用電設(shè)備對(duì)柴油發(fā)電機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行的要求越來(lái)越多，以提高電源系統(tǒng)不間斷供電的安全性、可靠性。傳統(tǒng)的并網(wǎng)一般用暗燈法和旋轉(zhuǎn)燈光法或整步表監(jiān)測(cè)法，由于燈光閃爍刺眼，燈絲發(fā)光有惰性，脈振電壓低時(shí)，燈絲不亮，加上手推動(dòng)開(kāi)關(guān)要一定的時(shí)間，在很熟練的情況下操作，開(kāi)關(guān)合閘瞬間，己過(guò)合閘點(diǎn)，因此，有較大的沖擊電流。在不熟練的情況下操作，開(kāi)關(guān)合閘瞬間往往超出允許合閘電角度，產(chǎn)生很大沖擊電流，使發(fā)電機(jī)組產(chǎn)生強(qiáng)裂震動(dòng)，開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)燒傷，甚至造成開(kāi)關(guān)跳閘機(jī)組解列。為此，要求有并列運(yùn)行的各機(jī)組都必須使用自動(dòng)同步并車控制器。它能準(zhǔn)確自動(dòng)調(diào)整發(fā)電機(jī)的頻率、迅速地跟蹤電網(wǎng)的相位，使待并網(wǎng)的各機(jī)組安全可靠的并列運(yùn)行，對(duì)防止和消除事故，減少操作人員精神緊張和降低勞動(dòng)強(qiáng)度有積極作用。

1 GUS600自動(dòng)同步器功能介紹

GUS600自動(dòng)同步器是專門(mén)為機(jī)組自動(dòng)并機(jī)或并網(wǎng)而設(shè)計(jì)的。它能實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)或者多臺(tái)機(jī)組和機(jī)組或者機(jī)組和公用電網(wǎng)之間 的頻率自動(dòng)跟蹤、相位準(zhǔn)確快速調(diào)整、同期合閘等功能。它具有捕捉范圍寬、同步時(shí)間快、調(diào)試簡(jiǎn)便等特點(diǎn)。它適用合各種柴油、燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組做并機(jī)或并網(wǎng)輔助裝置使用。本自動(dòng)同步器能夠?qū)χ鳈C(jī)組與待并機(jī)組的相位差進(jìn)行精確檢測(cè)，通過(guò)調(diào)節(jié)待并機(jī)組的電子調(diào)速器減小兩者之間的相位差，當(dāng)相位差減小到允許的范圍內(nèi)時(shí)，同期合閘繼電器動(dòng)作，輸出并機(jī)合閘信號(hào)，完成同步過(guò)程。本自動(dòng)同步器具有以下功能：

a) 精確檢測(cè)兩路交流電壓信號(hào)的相位，并合成兩者的相位差；

b) 對(duì)待并機(jī)組的相位進(jìn)行補(bǔ)償；

c) 對(duì)同期合閘提前角度進(jìn)行設(shè)置；

d) 自動(dòng)調(diào)節(jié)待并機(jī)組的電子調(diào)速器，使它達(dá)到同期合閘條件，并且自動(dòng)同期合閘；

e) 可以對(duì)自動(dòng)同步的速度和穩(wěn)定度進(jìn)行調(diào)節(jié)。

2 主要技術(shù)參數(shù)

2.1 基本規(guī)格參數(shù)

2.1.1 品種

GUS600自動(dòng)同步器。

2.1.2 基本參數(shù)

電源模式：DC24 V或12 V；

電源功率：不大于1.5 VA；

電壓信號(hào)輸入：?jiǎn)蜗嗷騼上?/p>

AC110/190 V、AC230/400 V

50 Hz、60 Hz、400 Hz；

相位誤差補(bǔ)償：±10°；

同期合閘提前角度：0～20°；

捕捉范圍：在額定基礎(chǔ)上的±4%；

同期合閘繼電器容量：常開(kāi)，5 A/AC250 V；

沖擊：20G；

振動(dòng)：500 Hz以下。

2.1.3 尺寸：長(zhǎng)＊寬＊高： 168＊164＊28 （mm）。

2.1.4 重量 ：不大于0.9 kg

2.2 工作及承受條件

1）溫度： 工作條件：-40℃～+60℃；

承受條件：-45℃～+70℃。

2）相對(duì)濕度：+35℃時(shí)相對(duì)濕度93%。

3）高度：最大海拔高度4000 m。

4）鹽霧：應(yīng)具有防鹽霧、腐蝕的能力。

5）霉菌：長(zhǎng)霉等級(jí)不大于GB 2423.16-1999《電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)第2部分：試驗(yàn)方法 試驗(yàn)J和導(dǎo)則：長(zhǎng)霉》試驗(yàn)J的二級(jí)規(guī)定。

3 安裝和調(diào)試

3.1 安裝

GUS600自動(dòng)同步器和其它電控裝置一起安裝在控制柜中。當(dāng)把一臺(tái)發(fā)電機(jī)與其它發(fā)電機(jī)組或電網(wǎng)同步運(yùn)行，必須保證其頻率、相位和電壓等級(jí)匹配。使用時(shí)要防止裝置的表面溫度過(guò)高，防止進(jìn)水。安裝時(shí)盡可能垂直安裝。

電氣連接如圖1所示。

圖1 電氣連接圖

端子1-4有高壓，連接時(shí)要可靠，防止使用時(shí)觸電。端子3、4為主機(jī)取樣信號(hào)，該信號(hào)為基準(zhǔn)信號(hào)，端子1、2為輔機(jī)取樣信號(hào)，此信號(hào)為比較信號(hào)，兩個(gè)信號(hào)不允許接錯(cuò)位置。主機(jī)的相位和輔機(jī)的同步信號(hào)在同步器殼體的端子標(biāo)號(hào)1和3上面用點(diǎn)表示。只要相位相同，可以使用相電壓或線電壓作為檢測(cè)信號(hào)。

由于通過(guò)的電流很小，所有電纜線的粗細(xì)不作要求。連接電子調(diào)速器和自動(dòng)同步器的端子的線容易受干擾，所以一定要整線屏蔽，以提高抗干擾能力，接線圖終端上已作標(biāo)記。

3.2 調(diào)試

因?yàn)橄到y(tǒng)要穩(wěn)定及快速同步，所以正確調(diào)節(jié)同步器以適應(yīng)系統(tǒng)的運(yùn)行，并且優(yōu)化系統(tǒng)是必要的。確認(rèn)安裝和連接正確后，方可進(jìn)行調(diào)試。同步器調(diào)試前要確保并機(jī)機(jī)組之間的壓差在 ±5%內(nèi)，頻率差誤差小于0.1 Hz,主輔機(jī)組的相序保持一致。

調(diào)試方法如下：

1）調(diào)整同步器的參數(shù)時(shí)，把端子5和12的跳線接上或把端子11、12的繼電器輸出線斷開(kāi)，此方法使得發(fā)電機(jī)組不能并網(wǎng)合閘；

2）調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)組的電子調(diào)速器使與電網(wǎng)的頻率誤差小于0.1Hz。注意自動(dòng)同步器上面指示燈的狀態(tài)：電網(wǎng)、機(jī)組和電源的發(fā)光二極管點(diǎn)亮，合上自動(dòng)同步器與電子調(diào)速器的控制開(kāi)關(guān)。這時(shí)紅色同步跟蹤指示燈同時(shí)點(diǎn)亮。自動(dòng)同步器將立即嘗試同步，當(dāng)系統(tǒng)同期，那綠色的“準(zhǔn)同步”指示燈點(diǎn)亮，同時(shí)同期合閘繼電器觸點(diǎn)將閉合；

3）連續(xù)過(guò)多調(diào)節(jié)自動(dòng)同步器增益，可能引起系統(tǒng)不穩(wěn)定；

4）優(yōu)化增益設(shè)置,用如下一種方法調(diào)整不同步系統(tǒng)：

（1）同步器的端子7（投入）不通電；

（2）端子3或4的電網(wǎng)信號(hào)不接；

（3）暫時(shí)手動(dòng)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)油門(mén)使頻率偏離電網(wǎng)的頻率；

（4）恢復(fù)自動(dòng)同步器工作，用同期鑒定器（同步表或同步燈）觀察速度變化和自動(dòng)同步器的穩(wěn)定狀態(tài)，重新快速調(diào)節(jié)同步增益。應(yīng)使其快速跟蹤同步又不超調(diào)；

（5）校正穩(wěn)定，調(diào)節(jié)穩(wěn)定度，優(yōu)化同步，過(guò)多的穩(wěn)定度設(shè)置會(huì)降低同步跟蹤靈敏度，使同步響應(yīng)遲鈍；

（6）相位校正，當(dāng)系統(tǒng)接近同步可以微調(diào)相位，調(diào)整“相位補(bǔ)償”微調(diào)誤差，可以有±10°的相位誤差微調(diào)以補(bǔ)償某些采用變壓器來(lái)取得測(cè)量電壓而造成相位誤差的系統(tǒng)，同步鑒定器通過(guò)端子1與2和端子3與4，校對(duì)相位誤差；

（7）開(kāi)關(guān)合閘角度的調(diào)整，系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行和同步，設(shè)定合閘角度為零。慢慢調(diào)節(jié)“合閘角度”微調(diào)從右至左（逆時(shí)針）直到“開(kāi)關(guān)合閘”指示燈亮，還繼續(xù)向前調(diào)節(jié)一小格。逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)“合閘角度”電位器到底時(shí)合閘角度為“20o”，順時(shí)針到底時(shí)合閘角度為“0o”。多數(shù)機(jī)組不容易達(dá)到“0o”此精度，且會(huì)造成同步合閘時(shí)間過(guò)長(zhǎng)；

注意：發(fā)電機(jī)相位不匹配可能會(huì)引起設(shè)備損壞！

（8）允許開(kāi)關(guān)合閘功能，斷開(kāi)端子5和12，并接上端子10、11的繼電器輸出線，實(shí)現(xiàn)同步跟蹤和同期合閘；

（9）全面檢查后，起動(dòng)發(fā)電機(jī)和投入系統(tǒng)同步，要確保所有的參數(shù)最優(yōu)化。

4 使用過(guò)程特別需注意的問(wèn)題

當(dāng)系統(tǒng)操作失敗或同步出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，需對(duì)自動(dòng)同步器作如下檢查：

1）測(cè)量電池的電壓，測(cè)量端子6（+）和端子12（-），正常電壓為：DC12 V或DC24 V；

2）“機(jī)組”電源指示燈應(yīng)該點(diǎn)亮，測(cè)量端子1和端子2，它們之間的正常電壓為：AC50～500 V(可以采用相電壓或線電壓)；

3）“電網(wǎng)”電源指示燈應(yīng)該點(diǎn)亮，測(cè)量端子3和端子4，它們之間的正常電壓為：AC50～500 V(可以采用相電壓或線電壓)；

4）“同步跟蹤”指示燈，測(cè)量端子7(+)和端子12(-)，它們之間的正常電壓為：電源電壓；

5）同時(shí)確認(rèn)電壓檢測(cè)裝置的信號(hào)狀態(tài)是否有效；

6）測(cè)量自動(dòng)同步器輸出的電壓，測(cè)量端子8(+)和端子12(-)，當(dāng)發(fā)電機(jī)頻率低于電網(wǎng)頻率時(shí)，小于DC5 V，在DC3～5 V之間；當(dāng)發(fā)電機(jī)頻率高于電網(wǎng)頻率時(shí)，大于DC5 V，在DC5～7 V之間；

注：調(diào)整發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速直到DC5 V！

7）如果用同步鑒定器（同步表或同步燈）檢測(cè)已同期，但“準(zhǔn)同步”指示燈仍不亮，可能斷路器同步合閘角度太小，逆時(shí)針調(diào)整開(kāi)關(guān)合閘控制電位器直到LED亮；

8）同步單元沒(méi)有合閘信號(hào)輸出，同步單元的常開(kāi)觸點(diǎn)端子10、11同步時(shí)應(yīng)閉合，否則自動(dòng)同步器失效；

9）同步失敗或同步變慢，

問(wèn)題通常是電子調(diào)速器不能連續(xù)控制引起，電子調(diào)速器能夠連續(xù)快速同步，相位的控制基于轉(zhuǎn)速的控制。在同步之前，一定要優(yōu)化系統(tǒng)，確保系統(tǒng)正常工作；

發(fā)電機(jī)或電網(wǎng)產(chǎn)生大量諧波，會(huì)干擾自動(dòng)同步器，如果諧波分量超過(guò)10%，須外部加上AC濾波器。

5 結(jié)論

自動(dòng)同步并車控制器在發(fā)電機(jī)組自動(dòng)并機(jī)或并網(wǎng)得到廣泛使用，它能實(shí)現(xiàn)機(jī)組和機(jī)組或者機(jī)組和公用電網(wǎng)之間的頻率準(zhǔn)確快速調(diào)整、相位自動(dòng)跟蹤判斷、同步合閘等功能。能適用于進(jìn)口/國(guó)產(chǎn)的中、高速柴油發(fā)電機(jī)并列運(yùn)行時(shí)作自動(dòng)同步、自動(dòng)合閘。它和負(fù)載分配器一起可適合各種柴油、燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組做并機(jī)或并網(wǎng)輔助裝置使用。

自動(dòng)同步并車控制器動(dòng)作準(zhǔn)確可靠，合閘沖擊電流極小，能有效地保擴(kuò)發(fā)電機(jī)組和開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)，并列動(dòng)作迅速，在允許頻差的第一個(gè)周期內(nèi)即可合閘，因而對(duì)事故或特殊條件下并列特別適合。