老式柴油发电机自启动及配电屏改造方案

老式柴油发电机自启动及配电屏改造方
案
摘要：由于生产生活的需要，对电力的安全供给在许多场合会显得十分重要，目前由于国家发展的不平衡，电力供给会发生短缺，因此不少地方需要用柴油发
电机来作为应急补充。

但由于历史原因，一般老式的柴油发电机是没有自动启动
/停止功能的，因此对于用电要求较高的地方，一般需要配备在启动的发电机组
来保障，下面介绍一种柴油发电机的在启动改造方案，可供参考。

关键词：柴油发电机自启动配电屏改造方案
一，前言
目前我国一般民用航空导航台都采用一市电二油机的电力供给方案。

基于无
人值守台站的管理要求，电力的安全供给十分重要的。

在突发停电的情况下，能
够使柴油发电机能自动启动发电显得尤为紧要。

由于早期建造的导航台使用的柴
油发电机往往都是没有自动启动功能的，这样就难以满足无人值守的基本要求。

因此，需要对老式柴油发电机进行更换或改造。

而在原来的柴油发电机基础上进
行自启动改造，也不失为又经济又有效的方法。

同时为了实现供配电自动切换功能，所以也需要配电屏进行相应的改造。

二，方案基本原理框图
一般导航台站为一市电二油机的供电方案。

原理框图如图一：
（图一）（图二）
下面是柴油发动机自启动及供电方案，原理方框图如图二，
(一)“高速暖及次启动。

1111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111 111111111111111111111图中ATS1,ATS2是两个自动切换开关。

它是一种智能型双电源切换开关，它是机电一体化的产品，内部已设定基本的切换逻辑，主回路与副回路供电可以自动切换。

哪一路有电就自动切向哪一路，如图三，它有主用/空档/备用三个档位。

主回路断电，副回路有电，则自动切回到副回路。

(二)主回路有电，副回路也有电，则自动切回到主回路。

(三)主回路与副回路完全机械隔离，不存在主回路副回路相互串连的现象。

因此不会产生发电机电流倒灌的现象。

(四)ATS开关具有自动和手动切换功能。

（图三）（图四）
K1、K2、K3是三个三相隔离开关或三相断路器。

其中K1、K2是一种线控断路器，它可以通过一条控制线来控制断路器的通断。

如图四。

1#、2#发电机自启动控制器是用于检测市电或两台互为备份的发电机有没有电的情况的，通过有没有正确的电压来控制柴油发电机的启动与停机。

发电机的启动由启动继电器完成。

发电机的停止由熄火执行器完成。

自动控制器得到发电机停机指令后，熄火
器得电工作，拉动发电机的供油开关，使发电机断油熄火。

延时60秒后，熄火
器自动复位，等待下次工作。

见图五
图五
发电机自启动工作原理
发电机的自启动是由自启动控制器和执行单元来完成的。

发电机自启动控制
器是通过对主用回路电压检测，判别出有没有供电的情况，从而去控制柴油柴油
发电机的启动与停机。

工作原理及过程如下：
(一)，在市电正常的情况下，K0断路器合上，AST2主用回路有电，AST2的
移动触点转到主用回路中，市电通过K0→AST2的主用回路向负载供电。

(二)，当市电停电时，启动控制器检测到主用回路失电，发出接通发电机的
启动继电器的信号，接通启动继电器，启动发电机工作；在自动判别发电机工作
正常后，通过输出控制信号来接通发电机线控断路器K1向ATS1的主用回路供电，ATS1移动触点转到主用回路上并输出到ATS2的备用回路，ATS2检测到备用回路
有电，则进行自动切换，将移动触点转向备用回路，备用回路接通，输出供电。

这样1#柴油发动机发出的电通过K1→ATS2的主用回路→ATS1的备用回路向负载
供电。

(三)，当市电恢复正常后，ATS2检测到主用回路有电，就会将移动触点转向
主用回路，供电通过K0→ATS2的主用回路向负载供电；发电机自动控制器检测
到市电后，向发电机的熄火控制器发出指令，使熄火控制器得电工作，切断发电
机的供油，使发电机断油而停止工作。

（四），发电机自动控制器启动次数可以设定，若1#发电机启动失败，而且启动次数到达设定次数，即转2#发电机启动工作。

2#发电机的工作过程视同1#发电机为市电，工作过程类似。

两台发电机的工作关系由逻辑控制器来实现。

1#发电机与2#发电机的控制逻辑：
A。

在有市电供应时，2#发电机启动被抑制。

B，1#发电机与2#发电机的自启动逻辑使1#发电机为主用发电机。

C，1#发电机停止发电或无法启动时，转2#发电机启动工作。

（或1#发电机与2#发电机通过倒计时控制器进行轮换启动工作，如每4小时更换一次）
为配合各种开关的功能，配电屏也需要进行改造，将原来的手动切换开关改造成ATS 开关。

三，柴油发动机改造自启动的模块简介：
目前市面上有好几款可以用于发电机自启动改造的成熟模块电路，大多是采用多位（16、32、64位）微处理器技术,实现多种参数的测量、定值调节、域值整定等等。

结构简单，可靠性高、接线简单等优点实现柴油发动机的自动开/停机、参数测量、报警保及“三遥”等功能。

经过筛选，选择某公司GEC 6120D电站自动化控制器，它能更好的满足发电机自启动以及电源的自动切换的功能实现。

它的控制界面如图六。

（图六）（图七）
发电机自启动控制器的工作过程：如图七
自动开机顺序：
1，当市电异常（过压、欠压、缺相）时，进入“市电异常延时”。

LCD屏幕显示倒计时，市电异常延时结束后，进入“开机延时”。

2，LCD屏幕显示“开机延时”倒计时；
3，开机延时结束后，预热继电器输出，LCD 屏幕显示”预热延时##s”;
4,预热延时结束后，燃油继电器输出1s，然后启动继电器输出：如果在“启动时间”内发电机组没有启动成功，燃油继电器和启动继电器停止输出，进入“启动间隔时间”等待下一次启动；
5，在设定的启动次数内，如果发电机组没有启动成功，LCD屏幕显示“启动失败告警停机”；
6，在任何一次启动时，如果启动成功，则进入“安全运行延时”在次时间内油压低、水温高、欠速、充电失败以及其他辅助输入报警量等均无效，安全运行结束后则进入“启动怠速延时”（如果开机怠速时间被配置）；
7，在启动怠速延时过程中，欠速、欠频及欠压报警均无效，启动怠速延时过完，进入“高速暖机延时”（如果高速暖机时间被配置）。

8，当高速暖机延时结束时，若发电正常则发电状态指示灯亮，如发电机电压、频率到达带载要求，则发电合闸继电器输出，发电机组带载，发电机供电指示灯亮，发电机组进入正常工作状态；如果发电机组电压或频率不正常，则控制器报警停机（LCD屏幕显示发电报警）
急停开关的作用：当发电机运行需要立即停机时，可以按下急停开关，控制发电机停机发电。

在线式充电器的作用：用于对发电机电池的充电，以保证控制系统及发电机能正常工作。

发电机的输出的断路器K1/K2由输出继电器J3 控制。

四、制作单台发电机自启动及切换控制柜
采用XL-21 动力柜进行安装制作，根据设计的线路图，将所有器件进行合理的排布，连线安装。

如、图八、图九。

控制柜正面（图八）控制柜内器件排布（图
九）
2023年8月。