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柴油发电机自动转换开关（ATS）的工作原理如下：

ATS 通常由控制器、切换机构和相关的检测电路等组成。

当主电源（如市电）正常供电时，ATS 的检测电路持续监测主电源的电压、频率等参数。此时，ATS 将负载连接到主电源上，柴油发电机处于待机状态。

一旦检测到主电源出现异常，比如电压波动超出设定范围、停电等情况，检测电路会迅速将信号传递给控制器。控制器接收到信号后，经过分析判断，立即发出指令启动柴油发电机。

在柴油发电机启动并稳定运行后，控制器会控制切换机构动作，将负载从主电源切换到柴油发电机上，从而实现供电的无缝切换，确保负载能够持续获得电力供应。

当主电源恢复正常后，ATS 会再次检测到主电源的正常状态，然后控制切换机构将负载切换回主电源。同时，根据设定，柴油发电机会逐渐停机或进入待机状态，等待下一次需要时再启动。

在整个过程中，ATS 依靠的检测和控制机制，快速、准确地完成电源切换动作，以保障电力供应的连续性和可靠性。它通过智能化的控制和管理，实现了主电源和柴油发电机之间的自动转换，大大提高了电力系统的应急保障能力和运行效率。

船用柴油发电机需要60赫兹的原因主要有以下几点：

- 设备设计要求：许多船舶设备，如导航系统、通信设备、电力推进系统等，是按照60赫兹的频率设计和运行的。如果柴油发电机的频率与这些设备不匹配，可能会导致设备故障、性能下降或无法正常工作。
- 电力系统稳定性：60赫兹的频率被广泛认为是电力系统的标准频率之一，它有助于维持电力系统的稳定性和可靠性。在船舶上，稳定的电力供应对于保障船舶的安全和正常运行至关重要。
- 兼容性和通用性：60赫兹是国际上广泛使用的频率标准之一，与其他电力设备和系统具有较好的兼容性和通用性。这使得船舶在不同地区和港口之间运行时，能够更方便地接入当地的电力网络。
- 效率和性能：柴油发电机在设计和运行时，通常会针对特定的频率进行优化，以实现佳的效率和性能。60赫兹的频率可能与柴油发电机的设计特点相匹配，从而提高能源利用效率和发电性能。

需要注意的是，不同类型和用途的船舶可能对电力频率有不同的要求。在一些特殊情况下，船舶也可能使用其他频率的柴油发电机，例如某些军事船舶或特定工程船舶。此外，为了确保船舶电力系统的正常运行，还需要对柴油发电机进行适当的维护和调试，以其输出频率的稳定性和准确性。

当柴油发电机在运行中突然遇到市电恢复时，需要采取以下步骤来解决：

1. 不间断恢复（无人值守管理模式）：这种模式需要当地供电局认可，允许反同期并网。电站模块中设置一个与电网排联的模块，它将通过 CAN 总线命令所有机组控制模块，跟踪市电电压、频率，调整机组电压和频率，发出市电准同期合闸指令。市电开关合上后，机组负载将平滑转移到市电，机组各开关解列、分闸和冷却停机。
2. 间断恢复：市电恢复时，人工干预逐级卸分路负载后，机组控制屏可自动控制（也可手动控制），如油机总输出开关分闸，再将市电开关合闸，再投入分路负载，再发出市电恢复信号，后自动解列并冷却停机，再次进入准备状态。

在市电恢复时，直接手动分机组总输出开关，这属于突卸负载，会引起机组频率瞬间上冲。在这种情况下，只要频率保护设定范围够宽，并机控制器将迅速自动调整控制，整个并机系统将保持稳定运行。

此外，接地电阻柜的控制也需要注意。高压并机所有运行机组中性点只有一点接地，这需要控制高压中心接地电阻的真空接触器的投入顺序。并机控制器集成了 PLC 控制功能，可直接控制并机投入机中性点接地电阻投入的顺序和数量。

在无人值守的情况下，电站模块中的并机控制器可以通过 CAN 总线与所有机组控制模块进行通信，跟踪市电的电压和频率，并向它们发送指令，以调整机组的电压和频率。具体来说，当市电恢复时，电站模块会检测到市电的电压和频率，并将其与设定值进行比较。如果市电的电压和频率与设定值不同，电站模块会向机组控制模块发送指令，要求它们调整机组的电压和频率，使其与市电的电压和频率相匹配。

这个过程中，电站模块会不断监测市电的电压和频率，并根据需要向机组控制模块发送指令，以确保机组的电压和频率始终与市电的电压和频率保持一致。当市电的电压和频率稳定后，电站模块会发出市电准同期合闸指令，将市电开关合上，然后将机组负载平滑转移到市电上，后自动解列并冷却停机，使柴油发电机进入准备状态。

电站模块中的并机控制器与机组控制模块之间的通信，通常采用CAN总线进行连接。CAN总线是一种串行通信协议，具有可靠性高、实时性强、抗干扰能力强等优点，非常适合用于发电机组并机控制系统中。

在CAN总线通信中，每个机组控制模块都有一个的标识符，称为CAN ID。并机控制器通过发送带有特定CAN ID的消息，来与相应的机组控制模块进行通信。同时，机组控制模块也可以通过发送消息，将自身的状态和数据反馈给并机控制器。

为了确保通信的可靠性和稳定性，CAN总线通信通常采用双绞线作为传输介质，并在通信过程中进行数据校验和错误处理。此外，为了提高通信效率和实时性，并机控制器和机组控制模块之间的通信还可以采用中断、DMA等技术。

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