摘要：柴油发电机启动线根数及信号线参数，启动信号，一般都采用速度传感器取运转信号，并用继电器及声光显示系统，表示柴油机启动运转，母线分段的情况“市电-柴油发电机”型ATSE中的发电机组启动信号线的使用是有条件的，如果对其不正确使用会导致柴油发电机的误启动，因此应在设计时注意避免。

 

一、问题的提出

 

 在工程设计中，对于不能取得第二路城市电网电源的一、二级负荷和消防负荷的地方，应急柴油发电机以其启动迅速（可控制在15~30s之内完成启动并投入工作）、启动完成后供电可靠性高，特别是供电容量大和持续供电时间长等优点得到了广泛的应用并取得了良好的效果。

 柴油发电机在启动时必须有启动控制信号，既能够保证它在主电源停电时迅速启动以保证及时供电，同时又还要防止其误启动。关于这部分内容，在《供配电系统设计规范》（GB 50052-95）第3.0.2条中有明确规定，同时在对该条文的解释中也明确提出“例如应急电源原动机的启动命令必须由正常电源主开关的辅助接点发出，而不是由继电器的接点发出”。本文着重讨论防止因启动信号来源的设置错误而造成柴油发电机误启动的问题。

 在工程设计中，电源自动转换开关电器（ATSE）得到广泛应用。众所周知，大多数ATSE都包含两种类型，即“市电-市电”型和“市电-柴油发电机”型。其中“市电-市电”型仅完成两路电源之间的转换，而“市电-柴油发电机”型中多了一根启动柴油发电机的启动信号线，它具有启动柴油发电机的功能。在仅有一路市电电源和一台柴油发电机的工程设计中，将安装在配电房的ATSE选用为“市电-柴油发电机”型，这本身没错，因为在配电房的ATSE其第二电源确是引自柴油发电机。并且该类ATSE除有两路电源的三相缺相检测、三相过欠电压检测外，还具备柴油发电机电源频率检测的功能，可以在确定柴油发电机电源稳定后才将其触头闭合，以保证柴油发电机电源在稳定可靠的前提下投入使用。

 但是，不分场合地利用“市电-柴油发电机”型ATSE的启动信号线去启动柴油发电机就值得斟酌了，部分设计人员这样作因为他们认为这是市电是否有电的“最可靠”的检测点。笔者认为这是缺乏依据的，笔者将其分为3种场合并分别分析如下。

 

二、信号线接错的影响

 

双电源信号线接错是严重的人为故障，可能引发系统性风险。务必在安装、调试阶段仔细核对，并通过系统测试验证逻辑正确性。若运行中发现异常切换、误报警等问题，应立即停机检查接线。

1、控制系统逻辑混乱

（1）ATS（自动转换开关）误动作：信号线接错可能导致ATS误判市电和发电机状态，该切换时不切换，不该切换时切换，造成供电中断或电源冲突。

（2）发电机错误启停：可能造成市电正常时发电机自启动，或市电断电时发电机无法启动。

2、电气设备损坏风险

（1）电源反送（倒送电）：若发电机与市电同时输出且相位不同步，可能产生巨大环流，损坏发电机、ATS、配电设备，甚至引发火灾。

（2）负载设备损坏：电压异常或相位错误可能导致敏感设备（如服务器、PLC、医疗设备等）损坏。

3、安全风险

（1）人员触电风险：错误接线可能导致设备外壳带电或维护时意外触电。

（2）火灾隐患：短路、过流可能引发线路过热甚至火灾。

4、系统功能异常

（1）监控失效：远程监控、报警信号无法正常传输，影响运维判断。

（2）保护功能失效：过载、短路等保护信号无法正确触发，扩大故障范围。

5、发电机本体损伤

（1）不同步并网冲击：若发电机意外与市电并列运行，因频率、相位不同步，会导致发电机承受巨大机械扭力和电流冲击，损坏绕组、轴承甚至发动机。

（2）频繁启停损耗：错误信号导致发电机频繁启停，缩短发动机寿命。

 

三、问题分析

 

1、单台配电变压器，配电房内单个ATSE，无消防负荷，且非消防重要负荷仅有一个出线回路的情况

 系统中非消防重要负荷不受不同电价计量的影响，此种情况下利用发电机组型ATSE的启动信号线去启动发电机组是没什么问题的，因为此时ATSE开关仅对它后面的重要负荷回路负责，只要它检测到其前端无电，都要立即启动发电机组。而部分地方供电部门将用电负荷按用途进行了不同的计量分类，在这种情况下重要负荷有可能会因计量不同而采用两台及以上数量的ATSE本文为简化仅考虑二台）。

 那么此时发电机组启动信号线该取自哪一台ATSE呢?我们已经可以看出，任意一台ATSE前端的信号输出点都是一段小母线或内部电缆接头处的电源情况的反映，而不能表示系统电源的真实情况。

2、单台配电变压器，且有消防双回路的情况

  在这种情况下利用发电机组型ATSE的信号线启动发电机组已经显得不合适了，因为此时按照本文开始时所提到所谓“最可靠”的说法,ATSE还是仅反映它的进线电源端的信息。那么假如该ATSE的市电进线端接头处或其前方发生问题（当然可能性极小），它也会立即发出启动发电机组的信号。而此时市电电源是有电的，此时的发电机组启动就属误启动。因此，所谓的“可靠点”并不可靠。

3、两台配电变压器，且有消防双回路的情况

 这里请注意，消防负荷的第一电源回路来自变压器TM1，而其第二回路来自变压器TM2的ATSE之后。如果此时将发电机组启动信号取自ATSE也同样有问题，例如TM2因过载等原因跳闸断电，ATSE检测到主电源端无电，就会立即输出启动发电机组的信号使发电机组启动，而此时TM1是有电的，亦即消防第一电源回路有电，无需发电机组的投入，那么此时的发电机组启动就属于误启动。当然两台变压器之间的母联断路器会闭合，但就算是自动闭合，它的动作时间也并不比发出启动发电机组信号的时间短，况且规范并未排除母联断路器手动闭合方式。所以图4所示接线方式同样不能避免发电机组的误启动。

 综上所述，对发电机组型ATSE启动信号线的不正确使用将不可避免地造成柴发电机组的误启动。因此，我们应该从设计上杜绝其发生，正确的常规接线如图1所示。

 

图1 柴油发电机信号线正确接线图

三、解决思路

 

 根据《供配电系统设计规范》第3.0.2条，按照其条文解释将发电机组启动信号取自变压器低压侧主断路器的辅助接点就可以解决上述各项问题，不过得分情况将启动信号线作出处理，具体如下：

（1）可直接按规范要求将发电机组的启动信号线引自主断路器的辅助接点，因为在工程实际中配电房内大电流母线或接头处出问题的机会较小，我们不须过分考虑母线或其接头出问题的概率问题，而应该注意市电电源的供电状况。只要市电电源在供电，就不应启动发电机组，而只有在市电电源（全部）失电的情况下，才需要立即启动发电机组。

（2）需要将发电机组的启动信号线引自主断路器的辅助接点，因为这才是市电停电的真正最可靠的信号点，理由详本文2.2所述。

（3）则应该从两台变压器低压侧主断路器的辅助接点分别引出信号线，并在发电机组启动控制屏上形成“与条件”，只有在两台变压器都失电的条件下才启动发电机组，这样就能够保证发电机组不会误启动。

 

总结：

设计人员在使用新产品或产品的新功能时，一定要审慎地加以利用，不能只注意其解决问题的方便性，还要注意其解决的方式方法是否科学合理。本文提到的《供配电系统设计规范》第3.0.2条就是这样，它虽然基于以往的实际运行只提出将发电机组启动信号取自变压器低压侧主断路器而不应取自高压侧继电器，但通过本文的分析我们可以知道，发电机组启动信号取自变压器低压侧主断路器同样优于取自发电机组型ATSE的专用启动信号线。

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