欠频和逆功限制
• 由于负荷增加等原因，使交流电源频率 降到48HZ时，Z7输出频率限制信号，防 止断路器跳闸。 • 如果发生逆功现象，在TP1点出现的负 值信号，使Z6输出功率限制信号。
接地故障检测电路
• 接地故障检测电路的功能的检测交流接 地故障。并显示出来。该电路设置在交 流控制柜上，包括L1，L2，L3，交流接 地表M08和直流接地表M9。 • 如果没有接地故障，三个灯均为橘黄色， 接地表指示为零。
同步装置连接线路
• 发电机的同步控制线路在下面的图中。 图中的S02为同步选择开关，同步盒 （SYNC BOX）中M1为频率表，M2为 同步表，M3为电压表，L1和L2为同步灯。 • 同步盒通过四条线与外电路连接，三条 线与同步开关S02相连，一条接地。
同步开关选择待上线发电机的输出， 例如：S02选在GEN1时，A10-B10接 通、A04-B04接通，C04-D04接通。 同步盒便检测GEN1的电压和频率， 分别的电压表和频率表上显示，并同 母线频率（以及相位）相比较，用同 步表和同步灯显示同步状态。
负荷增加速率的限制
• 限制值设定以后，只要尚未达到设定值， 司钻可以任意增加交流负载，由于机组 不能瞬时达到满功率，必须经过几秒钟 才能达到，但负荷功率往往是快速变化 的，因此将功率限制电路设计成有一定 速率的功率增加线路，由Z10和Z8组成。
功率限制
• 若在增加手轮给定过程中不能增加泥浆 泵的冲程和转盘的转速，则表明钻机已 达到功率限制值。也就是说，进一步增 加手轮给定不会使柴油发电机组提供更 大的功率。 • 实际上保持机组运行大接近机组最大功 率是最好的运行状态，对保养机组和节 省燃料都有好处。
功率限制器
功率限制器的作用
• 当发电机的有功功率或总电流达到设定 值时，对直流电动机或交流电动机负载 进行限制，以防止柴油机或发电机断路 器脱扣。 • 当负载突然增加时，使柴油机组的负载 逐渐增加，保护机组。 • 机组欠频或逆功时，对直流电动机负载 进行限制。
限制值的设定
• 由四个开关确定设定值的大小。 全部闭合时，设定值为机组额定 值信号的80%；全部打开时则为 110%，最小可得到2%的设定改 变量（80%、82%、 84%……108%、110%）。
断路器给定值的设定
• 操作断路器以前，注意保护额定值、长 延时设定值、瞬时值与发电机额定值之 间的关系，必须正确设定。 本断路器采用三段设定----（L）过载保 护、（S）选择性短路保护、（I）+瞬时 断路保护。
当断路器断开时，储能指示器显示“断 开”（OFF）。要闭合断路器，首先转 动手柄数次，储能指示器显示“储能” （Charged spring），再按下柜体面板 上的接通按钮（Push on），断路器便 接通，要断开断路器，只要按一下“分 断”（Push off）按钮即可。
发电机控制柜
天津市瑞灵自动化工程有限公司 二零零四年十二月
电控系统简介
• 发电机控制柜是为油田钻井平台而设计。
• ZJ50（70）钻机电传动系统为由交流控 制装置（GEN）、直流控制装置、司钻 控制台（SCR）或变频调速、PLC系统、 交流电动机控制中心（MCC）及电磁刹 车控制器等主要部分组成。
交流控制系统
• 交流控制系统的功能是控制柴油发电机 机组，使其输出稳定的600V、50Hz 。 • 每套交流控制系统包括发电机断路器、 同步装置、交流控制组件、功率限制电 路、接地故障检测电路等。 • 交流控制组件安装在一个柜中，称GEN 柜。
发电机断路器
• 发电机断路器的作用是隔离发电机母线 与电网母线。断路器上装有过电流时自 动分断的磁脱扣装置。还有一个欠电压 （UV）脱扣线圈（17-01 sheet1）。它 同交流组件中的保护电路相联锁，当电 路发生欠频、超频、过压和逆功率等故 障状态时，保护电路使欠压脱扣线圈自 动脱扣。断路器跳闸，保护发电机组。
待上线发电机和母线信号送入 同步盒的同时，也送入同步继 电器RL04的01端和04端。若 频率或相位不相同，同步表指 针旋转，同步灯忽暗忽明；该 两信号同步以后，同步表指针 指向12点的位置，同步灯熄灭。
与此同时，RL04的07端和08 端接通，将待并发电机的电压 送到推合按钮灯LPB1上，该灯 发光。在此瞬时果断按下推合 按钮灯（Push to close），断 路器合闸线圈通电，断路器 （合闸），将发电机并入母线。
• 端子512~517输入115伏交流电压作 为电压反馈信号，同时为组件整流 电源的输入电压（T10）。 ■ • 510和511接到蓄电池的+ / -，为手 动断合电路(HOC)。 • 534 和525分别将机组的有功电流 (I_real)和总电流(I_total)输至功率限 制器。
• 503（-16V）、507(-160V)、 543、544端为组件的主从控制 端。 • 504、505端将电压控制脉冲输 至励磁板(PC11) 的SCR控制极。 反馈信号从556返回。 • 533和545端将机组转速控制信 号送到柴油机的执行器。
LED1 PO W ER
C30
AUX_32
C20 1000pF /MICA
C36
+ 11V
16 / 50W 1N3315B D61
1N3315B D60
AUX_7_VBA
+ 62V
16V / 50W
1
47uF / 25V
1000pF
C34 MI CA
R92 1.5K / 20W
AUX_28
1000uF / 25O M I T
• 519至524端输入电流互感器CT的电流反 馈信号，547端输入速度给定信号，551 端输入电压给定信号。 • 550端输出有功功率信号至KW表。553 端输出无功功率信号至KVAR表。518端 输出电流信号至KA表。 • RL01为紧急判断继电器，控制533和545 间的动合触点。触点闭合，柴油机油门 关闭。
• 如果直流系统没有接地故障， M09的黑色指针在中心位置。若 正极有接地故障，黑色指针偏右； 若负极有接地故障，黑色指针左 偏。当交流接地故障达到一定严 重程度时，黑色指针同两个红色 指针中一个重合，同样使司钻台 发出报警。
AC模块
• AC模块分三个部分，即频 率调节器(FREQ REGULATOR)、电压调节 器(VOLTAGE REGULATOR)、和保护电 路(PROTECTION)。
J2-2 1 CON1 -16V
C31
J12
-11V
J27 AUX_27
MI CA
AUX_11_VCB
16V / 50W
R93 1.5K / 20W
1000uF / 25V
1
AUX_8_VBC J11 515 1
DB2 1000V / 5A 1 AC V+ AC V3
1N944 D58
J8
+ 62V
525 526 527
508 509 510 511 512 513
+12V -12V VAB VBA VBC VCB VCA VAC
528 529 530 531 532 533 534 535 536 537 538
SPD REF +11V THROTTLE M / S LOGJC MSTR SLAVE SLAVE SLAVE SLAVE SLAVE
当交流母线上已有发电机在线 运行，若另一发电机要上线时， 在闭合发电机断路器前，使用 同步装置将发电机的电压频率 与交流母线的电压频率相匹配。
当面板上的同步开关置于“关断” （OFF）位置时，同步装置上的频率 表和电压表分别显示公共母线的频率 和电压。 当两电压相同时，面板上的同步表和 同步灯比较待并发电机和母线的频率 或相位。
• 断路器的欠压脱扣线圈(GEN CB UVR)的01端只有得到24VDC电压时 才能使断路器合闸。 • 如果机组发生故障，使组件528和 529之间的动合触点断开，线圈失电， 断路器脱扣跳闸。 • 同理，柴油机控制开关的“RUN”按 钮如果不在按下位置，或使用了发 电机紧急关断开关，都会使断路器 跳闸。
• 而526和527端又将机组转速反馈信 号输至组件，参与转速调节。 • 536端作为机组运行/怠速 (RUN/IDLE)的控制端。当按钮PB01 按通时，536端接地，为“怠速”位 置；PB01断开时，则为运行位置。 • 508端提供+160VDC电源，经电阻 降压后给502端输入+16VDC电压。
AC模块的外接线路
• AC模块控制组件是交流控制系统的核心 部件，交流控制组件对外联结关系如下 图。
1
2
3
4
501
A
COM +16V -16V GATE A+ GATE A-
519 520 521 522 523 524
IA + IA IB + IB IC + IC I TOTAL TACH 0V CB TRIP CB TRIP CB TRIP REV PWR REV PWR THROTTILE + PWR LMT
556 555 554 553 552 551 550 549 548 547 546 545 544 543 542 541 540
I EX +
A
502 503 504 505 506 507
B
I EX REV PWR RST KVAR MTR
VOLT REF KW MTR
B
-160V +160V
J10 1 512 2 4 DB1 1000V / 5A 1 AC V+
550uF / 250V
+ 160V + 160V
750 / 20W
J1-1 J28 1
R89
J1-2 1
+ 16V + 15V