WOODWARD SPM-D2-1040B

WOODWARD SPM-D2-1040B 是伍德沃德公司（Woodward） SPM-D系列 中的一款高性能、多功能 数字式同步和保护模块。该模块集成了自动同步、负荷分配以及发电机综合保护功能于一体，专为单台或多台并联运行的发电机组（燃气轮机、蒸汽轮机、水轮机、柴油/燃气发动机驱动）设计，用于实现发电机与电网（或母线）的快速、平滑、安全并网，并在并网后实现有功/无功负荷的自动分配，同时提供全面的电气故障保护，是电站自动化系统的核心控制设备。

应用场景：

在一座大型数据中心的关键备用电源系统中，四台大功率柴油发电机组需要能够在市电中断后快速启动并完成并联，共同承担数据中心的全负荷。当市电故障信号传来，四台机组同时启动。每台机组的 WOODWARD SPM-D2-1040B 模块立即开始工作。首先，它通过内置的自动同步功能，精确测量发电机输出电压与残存母线电压的频率差、电压差和相位差。它向机组调速器和励磁系统发出微调指令，当三个条件（压差、频差、角差）同时满足严苛的并网要求时（通常在±0.25%以内），模块在相位差为零的“最佳时刻”发出合闸命令，断路器闭合，机组无冲击地投入电网。随后，其负荷分配功能启动，通过CAN或模拟信号与其他机组通信，确保四台机组按比例平均分担负载，避免过载或振荡。整个过程在10-15秒内自动完成，确保了数据中心的供电连续性。SPM-D2-1040B 的精准判断和快速响应，是保障这一关键操作成功的“大脑”。

核心参数速览：

技术原理与创新价值：

创新点1：高精度的同步算法与快速的动态响应。SPM-D2-1040B 的核心优势在于其先进的同步算法。它持续计算发电机电压与母线电压的滑差频率和相位角差，并预测合闸导前时间，以补偿断路器的机械动作时间。其高精度的计时电路和快速的处理能力确保合闸命令在相位差几乎为零度的精确时刻发出，将并网冲击电流降至最低，极大地减少了对发电机和电网的机械及电气应力，延长了设备寿命。创新点2：集成的负荷分配与强大的保护功能。该模块将同步、负荷分配和保护功能高度集成。其负荷分配功能通过下垂控制或ISOchronous（恒频）运行模式，实现多台机组间有功和无功功率的精确、无差分配。同时，它集成了数十种保护功能（如过流、逆功率、欠频等），并可根据发电机容量进行灵活定值整定。这种“控制+保护”的一体化设计，简化了系统架构，提高了可靠性，并确保了在故障情况下能快速隔离故障设备。创新点3：灵活的配置与强大的通信能力。通过前面板或PC配置工具（如Woodward ToolKit），用户可以灵活设置所有同步参数（压差、频差、死区）、保护定值、负荷分配模式等。其支持的标准通信协议（如Modbus）使其能轻松集成到电站控制系统（DCS/SCADA）中，实现远程监控、数据记录和事件追忆，为电站的智能化管理和故障分析提供了强大支持。

应用案例与行业价值：

某海岛微电网项目，采用多台燃气发电机组作为主电源。项目选用了 WOODWARD SPM-D2-1040B 作为每台机组的本地控制器。电站运维负责人表示：“SPM-D2-1040B的自动同步功能非常精准可靠，无论机组是并网还是离网切换，都非常平稳。其CAN总线通信实现的负荷分配功能，让我们可以根据负载变化自动启停机组，实现了最优的经济运行。最令人印象深刻的是其保护功能，去年一次因负载突卸导致的频率飙升，模块的过频保护在毫秒级内动作，果断解列发电机，避免了‘飞车’风险。它就像一位经验丰富的值班工程师，时刻守护着电站的安全。”

相关产品组合方案：

构建完整的发电控制系统，SPM-D2-1040B 需要与以下设备协同工作：

· •执行机构：调速器（控制发动机转速/功率）、励磁系统（控制发电机电压/无功）。

· •传感器：电压互感器、电流互感器，提供测量信号。

· •断路器：发电机出口断路器，接收合闸/跳闸指令。

· •通信网络：CAN总线或Modbus网络，用于多台SPM-D模块间及与上位机通信。

· •上位监控系统：电站控制系统，用于全局监控和优化调度。

· •配置工具：Woodward ToolKit 软件，用于参数设置和诊断。

安装维护与全周期支持：

SPM-D2-1040B 通常为盘装式安装。安装需确保PT/CT回路接线正确（注意极性），电源稳定可靠。首次上电后需使用配置软件设置系统参数（如额定电压、电流变比、保护定值等），并进行同步和保护功能测试。日常维护主要是通过前面板或通信监控模块状态、报警信息，定期检查接线紧固性。