功能說明與康明斯知識

三相柴油發電機和配電柜母線連接方法

 

在民用建筑里，柴油發電機常用作為消防用電和重要負荷用電的備用電源，從柴油發電機出線到配電柜的配電線路一般采用銅芯電纜或封閉式母線槽。當柴油發電機容量為600KW，其額定電流為1082A，每相可以選用兩根截面為400平方毫米的單芯電纜，所以小于600KW的柴油發電機其出線可以選擇電纜配電；當柴油發電機容量超過600KW時，其電流更大，而每相電纜數量會超過兩根，這樣會造成連接端子處接線困難，因此宜采用封閉式母線槽作為配電線路。由于柴油發電機在運行是有一定的震動，所以在采用封閉式母線與之連接時需采用銅編織帶導體作為軟連接，以保證連接固定處在震動時不松動，避免造成安全事故，同時合理設計連接箱保護裸露的密集母線連接法蘭和銅編織帶導體。

 

 

 

一、柴發與母線連接方法

 

密集型封閉母線已經是很成熟的產品，它具有載流量大，體積小，安裝施工速度快，易于維護，配電可靠性高等優點，廣泛應用在建筑電氣的配電系統。

封閉式密集型母線與柴油發電機連接的結構包括有柴油發電機、柴發出線端子、柴發出線端子箱、連接保護箱、絕緣膠木板、銅編織帶導體、密集母線接線法蘭、絕緣軟橡膠、密集型母線、固定螺栓、連接保護箱門，連接保護箱固定在柴油發電機出線端子箱上，在連接保護箱和發電機出線端子箱之間用絕緣膠木板隔開，密集母線連接法蘭裝設在連接保護箱內，密集型母線的一端通過密集母線接線法蘭與銅編織帶導體的一端連接，銅編織帶導體的另一端穿過絕緣膠木板所設的開孔與柴油發電機出線端子連接，密集型母線的另一端從連接保護箱上端的開孔穿出并與連接保護箱之間保持一定的間隙，密集型母線及密集母線接線法蘭固定在柴油發電機的機房頂板上，與連接保護箱脫開。

大功率柴油發電機出線配電線路當采用密集母線時的軟連接大多采用軟電纜連接，由于電流很大，同樣每相要兩根以上的電纜，在和發電機的出線端子和密集母線的連接法蘭處接線困難，造成供電可靠性的降低。因此，配電線路的軟連接應采用銅編織帶軟連接導體，可以作為大電流配電的軟連接。

 

發電機組外部母排接線圖

垂直母排結構圖

 

二、高壓機型運行方式

 

（1）10kV市電/油機切換系統主接線采用分段單母線運行的接線方式，系統不設置母聯。

每路電源最大可提供100%的供電能力，正常情況兩路市電電源同時工作，互為備用，各提供50%的供電能力。

各發電機房10kV中壓系統采用分段單母線運行的接線方式，系統設置母聯。兩路市電進線和母聯開關之間設電氣聯鎖，任何時候只能有兩臺開關處于合閘狀態。當一路市電電源失電，發電機房10kV中壓系統自動投入母聯開關。由另一路市電提供100％的供電容量。當失電電源恢復供電后，手動恢復正常狀態（即自投不自復）。

 

母線集成組件圖

 

（2）柴油發電機采用10kV高壓發電機組，并機母線采用單母線。

每個發電機組自帶控制柜或控制箱，能手動/自動控制每臺機組的啟停或并機；發電機組的并機運行通過并機系統自動完成, 發電機并機及控制系統可以通過Modbus RS485接口與自動化配電控制管理系統通訊。

柴油發電機組的應急電源電纜接到市電油機切換系統的I段、II段高壓母線。設置手動、自動運行模式。在自動狀態時，當接到發電機啟動命令時，立即啟動，1分鐘內完成啟動、并機程序并向負載供電。

柴油發電機進線和市電進線開關之間設電氣聯鎖，任何時候只能有一臺開關處于合閘狀態。

（3）當兩路10 kV市電電源均失電后，發電機房10kV系統，將發電機房(兩路電源均斷電的發電機房)10kV系統兩段單母線下負載進行下電（即10kV系統輸出開關均分閘）；同時發送發電機啟動信號，10kV發電機快速自啟動。

動力中心市電和油機切換系統中2個市電進線開關分閘，斷路器手車搖出 (電動或人工搖出)。市電油機切換系統的2臺市電進線開關均在試驗位置時，2臺油機進線開關搖進至工作位置并合閘(電動或人工搖進至工作位置)。柴發進線開關和市電進線開關設置電氣聯鎖，確保不能同時合閘。

柴發進線開關合閘后，再按照設定的邏輯每隔5S（根據運行調試情況，時間可調）順序投入各發電機房10kV中壓系統。上述所有延時時限均應在0~60S現場可調，時限根據用戶最終給定時限為準。

（4）市電有電后，由人工恢復供電。任何隔離手車與其對應的開關設電氣聯鎖，限制隔離手車與開關的操作順序，先合隔離手車再合開關，分閘時則相反。

 

三、供配電設備要求

 

所有設備均應是滿足行業及國家相應標準，每個產品應有產品合格證，并獲得國家的安全認證。要求設備制造廠提供設備安裝指導，特別是確認設備基礎與設計院圖紙是否吻合。

（1）高壓開關柜

高壓開關柜要滿足五防要求。配微機型綜合保護器，除滿足就地顯示測量參數和繼電保護要求外，還需滿足遠距離傳送測量數據、狀態、信號功能。配電柜內照明、防潮設備。采用電纜下進、下出線的接線方式。防護等級不低于IP30。發電機廠家提供編制二次原理及端子排圖。

 

10KV高壓配電柜內部配置框架圖

 

 

（2）10kV斷路器

斷路器操動機構采用與斷路器一體化的彈簧儲能操動機構，儲能方式為電動和手動兩種方式，操動機構儲能電機電源和斷路器的控制電源應能采用DC220V供電。

市電油機切換系統市電進線斷路器和油機進線斷路器要求采用全電機驅動系統，并可遠程進行斷路器的各種運行操作。

（3）10kV繼電保護

開關柜均配有微機型綜合保護繼電器，該裝置集繼電保護、測量、顯示于一體，繼電保護裝置的整定，由當地供電公司確定并調試。

① 電源進線柜設過電流保護、電流速斷保護、零序保護。

② 過電流保護、電流速斷保護、零序保護，保護動作于跳閘并發事故信號。

③ 跳閘回路斷線、保護裝置故障、母線失壓、PT熔斷器熔斷等發預告信號。

④ 柴油發電機必須配置自帶保護裝置。

（4）操作電源

10kV開關的操作及控制電源采用 DC 220V；配鉛酸免維護電池，后備容量100AH, 配集中監控，液晶顯示，RS485與上位機通訊接口。操作電源供給全站微機監控、繼電保護、自動裝置、遠動裝置、斷路器合閘等直流電源。

（5）計量方式

商業計量設在市電油機切換系統10kV市電電源進線側，采用全電子多功能電能表，就地布置在相應的計量柜上，由發電機廠家根據供電部門要求設計。

 

四、自動化配電控制管理系統

 

（1）采用分層分布式結構，現場設備與智能通訊管理機的通信，智能通訊管理機放在每個變電所或控制室內，每個智能通訊管理機和以太交換機間采用光纖或雙絞線，每個智能通訊管理機通過以太交換機于后臺主機進行通信。

（2）智能通訊管理機是電力監控裝置人機界面，監控裝置通過RS485接口、MODBUS通信協議采集現場數據，智能通訊管理機可以顯示現場智能設備的遙信、遙控、遙測量及告警信息，并同時把這些信息打包以TCP/IP協議送到監控系統后臺。

（3）發電系統監控裝置具有登陸操作、鎖機操作、運行/編輯切換操作、打開文件列表操作、查詢等多種功能，同時能和環境監控系統通信。

（4）發電系統采用主機和備用主機模式(包括智能通訊管理機），系統內任一點故障時，不影響整個系統的功能。

（5）康明斯發電機組控制管理系統具有負荷控制功能，當柴油發電機供電時，監控系統應能根據系統的電壓、頻率，負荷分級情況，投切或解除變電所的負荷。

（6）10kV開關柜采用微機保護測控裝置，測控裝置具有通信功能，10kV開關柜的所有遙信、謠測、遙控功能由保護裝置完成。

（7）變壓器自帶溫控、溫顯裝置，溫控、溫顯裝置帶通信功能,變壓器的遙測、遙信量均通過該裝置接入系統。

（8）監控裝置可采集開關的分合狀態、故障狀態等開關量狀態，監控裝置有繼電器接點輸出，可對斷路器進行遙控操作。

 

五、設備之間的配合條件

 

（1）10kV開關柜設置綜合保護單元，具備繼電保護、測量、信號功能；各斷路器手車、接地刀的開關位置信號、事故報警信號、故障跳閘信號等電氣信號通過綜合保護器輸出；綜保繼電器具有如下功能:采集數據，保護處理，不小于11IN/5OUT點，控制和監測處理，觸發執行機構，信息發送給顯示器和通過通信鏈接至遠程后臺；

（2）柴油發電機的運行狀況、事故報警信號、所有電氣參數通過自帶控制器輸出；

（3）直流屏的運行狀況、事故報警信號、所有電氣參數通過自帶控制器輸出。

 

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