基于AMF25柴油發(fā)電機(jī)的主備切換控制改造

李孟軒 歐陽曉 阮鑒杰 趙北林

（廣西廣播電視技術(shù)中心桂林分中心）

一、前言

以239臺為例，在2018年1月新采購了一臺200KW柴油發(fā)電機(jī)與一臺ATS柜，新的柴油發(fā)電機(jī)與原柴油發(fā)電機(jī)均為AMF25控制器，新ATS與原ATS的控制部分基本相同，均為市電和柴油發(fā)電機(jī)間的切換，不能實現(xiàn)兩臺柴油發(fā)電機(jī)之間的主備切換。如何實現(xiàn)接入原有供配電系統(tǒng)，在不影響原有供配電及旁路的情況下，使得新ATS作為兩臺柴油發(fā)電機(jī)之間的自動主備切換及還需保持原ATS作為總輸出的設(shè)計目標(biāo)，本文著重介紹了一種簡單的改造方法。

二、原柴油發(fā)電機(jī)及原ATS控制原理

原ATS是溯高美的雙電源切換開關(guān)，當(dāng)切換開關(guān)電機(jī)在220V供電的情況下，公共端317與316、315、314任意一個端口持續(xù)閉合，切換開關(guān)的電機(jī)做出相應(yīng)的動作使得開關(guān)切換至相應(yīng)的位置，即只要317與315持續(xù)閉合，314和316端口就會與317端口全部斷開，切換開關(guān)切換至I位置，為市電供電輸出；317與314持續(xù)閉合，315和316端口就會與317端口全部斷開，切換開關(guān)切換至II位置，為柴油發(fā)電機(jī)供電。

圖1 ATS切換開關(guān)的控制線路接線圖

在原有的倒換ATS接線方案中，是由AMF25控制器發(fā)出指令完成的，在AMF25判斷市電故障后（缺相，過欠壓，頻率故障等），控制柴油發(fā)電機(jī)控制箱內(nèi)GOR繼電器來完成對ATS切換開關(guān)的倒換，原柴油發(fā)電機(jī)控制箱內(nèi)GOR繼電器的接線圖為圖2所示。

圖2 原柴油發(fā)電機(jī)GOR繼電器接線圖

此GOR繼電器為3組常開常閉觸點(diǎn)，直流12V線包控制，其中觸點(diǎn)1,3,4為一組，觸點(diǎn)5,6,7為一組，觸點(diǎn)8,9,11為一組；觸點(diǎn)2,10為線包控制引腳。觸點(diǎn)1接163線，觸點(diǎn)4接162線，觸點(diǎn)3空置；觸點(diǎn)6接160線，觸點(diǎn)7接161線，觸點(diǎn)5為空；觸點(diǎn)8,9,11全部空置；觸點(diǎn)2接電瓶正極（充電器正極）即+12V，觸點(diǎn)10接AMF25控制器的B03端口。利用萬用表測量后發(fā)現(xiàn)，160與162是同一組控制線，同時與原ATS切換開關(guān)控制端口317是同一組線；161與原ATS切換開關(guān)控制端口314是同一組線；163與原ATS切換開關(guān)控制端口315是同一組線。

同時研究新柴油發(fā)電機(jī)控制箱與新ATS切換開關(guān)后發(fā)現(xiàn)，倒換的原理與原柴油發(fā)電機(jī)及原ATS的切換原理幾乎一樣。

三、兩臺柴油發(fā)電機(jī)實現(xiàn)主備切換的設(shè)計改造

新柴油發(fā)電機(jī)及新ATS在市電故障后能自動啟動，但不能自動控制原ATS，需要手動切換，故需要改造兩臺柴油發(fā)電機(jī)和兩臺ATS切換開關(guān)的控制部分，使新柴油發(fā)電機(jī)成為主用，原柴油發(fā)電機(jī)為備用的，且可以分別自動倒換兩臺ATS切換開關(guān)的功能。設(shè)計改造圖如圖3所示。

圖3 油機(jī)主備切換改造總框圖

（一）新、原柴油發(fā)電機(jī)與新ATS切換控制的改造

把新柴油發(fā)電機(jī)的GOR繼電器上的160、161、162、163線全部拆除，其余標(biāo)號的線保持不變，利用這個GOR上的一組常開常閉觸點(diǎn)（如1,5,9為一組），常開觸點(diǎn)5接163線，公共端觸點(diǎn)9接162線,常閉觸點(diǎn)1懸空；162線懸空不接任何觸點(diǎn)。并同時對應(yīng)接入新ATS切換開關(guān)接線排上162和163端口。如圖4所示。

把原柴油發(fā)電機(jī)的GOR繼電器上的160、161、162、163線全部拆除，其余標(biāo)號的線保持不變，利用這個GOR上的一組常開常閉觸點(diǎn)（如1,3,4為一組）,常開觸點(diǎn)3接161線，公共端觸點(diǎn)1接160線，常閉觸點(diǎn)4懸空；163線懸空不接任何觸點(diǎn)。并同時對應(yīng)接入新ATS切換開關(guān)接線排上160和161端口。如圖4所示。

圖4 新、原柴油發(fā)電機(jī)GOR繼電器改造圖

新ATS接線圖如圖5所示。

圖5 新ATS接線圖

（二）原柴油發(fā)電機(jī)市電檢測的改造

由于新柴油發(fā)電機(jī)做主用，原柴油發(fā)電機(jī)做備用，故新柴油發(fā)電機(jī)AMF25上的MAIN VOLTAGE市電檢測需要直接檢測三相市電電壓，即原柴油發(fā)電機(jī)AMF25上的MAIN VOLTAGE市電檢測線需拆除，接在新柴油發(fā)電機(jī)AMF25的MAIN VOLTAGE市電檢測。

原柴油發(fā)電機(jī)的市電檢測改造圖如圖6所示。

圖6 原柴油發(fā)電機(jī)市電檢測改造圖（新裝繼電器A）

即利用一個新裝的有四組常開常閉觸點(diǎn)（繼電器A），DC12V線包的繼電器，4個常閉觸點(diǎn)接原市電三相檢測線，4個常開觸點(diǎn)接新柴油發(fā)電機(jī)的三相發(fā)電電壓，即新柴油發(fā)電機(jī)AMF25上GENERATOR VOLTAGE三相發(fā)電電壓檢測點(diǎn)，4個公共端接回原柴油發(fā)電機(jī)AMF25上MAIN VOLTAGE市電檢測點(diǎn)，此繼電器線包并入接在新柴油發(fā)電機(jī)FCR供油閥（油門）繼電器的線包上（此線包一定不能接GOR繼電器線包）。

（三）原ATS切換控制的改造

原ATS上160、161、162、163線從接線排上全部拆除，新裝兩個有兩組常開常閉觸點(diǎn)，線包DC12V的繼電器（以下稱繼電器B、C）。

繼電器B接線如圖7所示。一組觸點(diǎn)上常開觸點(diǎn)接原ATS的162線，公共端接原ATS的161線，常閉觸點(diǎn)懸空；另一組觸點(diǎn)上常閉觸點(diǎn)接原ATS的163線，公共端接162線，常開點(diǎn)懸空；線包接在繼電器C的公共端上。

繼電器C接線如圖8所示。兩組常閉觸點(diǎn)分別接新柴油發(fā)電機(jī)GOR繼電器的線包；兩組常開觸點(diǎn)和線包均接原柴油發(fā)電機(jī)GOR繼電器的線包；公共端接繼電器B的線包。

圖7 原ATS線路改造圖（新裝繼電器B）

（四）新、原柴油發(fā)電機(jī)AMF25的延時設(shè)置

我們需對AMF25的啟動延時做調(diào)整，即預(yù)啟動時間、緊急啟動延時、市電恢復(fù)延時，以避免在市電故障時兩臺柴油發(fā)電機(jī)出現(xiàn)倒換邏輯錯誤。以239臺為例，配備有兩路市電和全臺性UPS的，全臺性UPS可至少帶載2個小時，故可適當(dāng)延長柴油發(fā)電機(jī)的啟動時間，兩路市電間的切換到輸出在20秒，主用柴油發(fā)電機(jī)從冷啟動到倒換ATS完成帶載的時間應(yīng)大于20秒，可設(shè)置預(yù)啟動延時5秒，緊急啟動延時20秒, 市電恢復(fù)延時為默認(rèn)設(shè)置的60秒；備用柴油發(fā)電機(jī)從冷啟動到倒換ATS完成帶載的時間可放寬到3分鐘以內(nèi)，可設(shè)置預(yù)啟動延時5秒，緊急啟動延時40秒，市電恢復(fù)延時設(shè)置在10秒左右，這樣就避免了柴油發(fā)電機(jī)之間的倒換邏輯錯誤。

（五）新、原柴油發(fā)電機(jī)AMF25與遠(yuǎn)程監(jiān)控的通信

圖8 原ATS線路改造圖（新裝繼電器C）

按照原柴油發(fā)電機(jī)與遠(yuǎn)程監(jiān)控的通信方式，再配置一套全新設(shè)備安裝在新柴油發(fā)電機(jī)上，只需要在交換機(jī)上插入新油機(jī)的通信網(wǎng)線即可完成對新油機(jī)的通信。原柴油發(fā)電機(jī)通信設(shè)備保留，若新油機(jī)發(fā)生故障通信失敗且無法自動啟動，可在交換機(jī)上立即插入原油機(jī)通信網(wǎng)線使其通信上。另原油機(jī)可用AMF25自帶的軟件單獨(dú)通信，在惡劣天氣無法至現(xiàn)場檢查油機(jī)時可遠(yuǎn)程查看并啟動油機(jī)。

四、總結(jié)

此種設(shè)計改造方案的原理有兩個。其一是AMF25控制器在檢測到外電故障（缺相，過欠壓，頻率故障等）確認(rèn)后，才會控制GOR繼電器吸合倒換ATS；其二是主備切換利用了強(qiáng)制倒換ATS油機(jī)供電的原理。239臺于2018年4月對此設(shè)計方案改造完成，投入使用近一年，未出現(xiàn)任何故障問題，確保了穩(wěn)定性，對安全播出保障工作是一個很大的幫助。而設(shè)計方案中僅增加了三個繼電器和一些控制線纜，成本僅幾十元，容易實現(xiàn)對其他臺站的推廣。