| 摘要：柴油发电机组的应用,可以说是个涵盖选型、安装、运行、配电、排障、维修等几方面的广义命题。每个环节相互依托,密切关联。 |
图2 柴油发电机组输出配电框图
馈送发电机组输出电能的电缆,通过配电柜内的Sf开关,与自动转换柜ATS的Sc开关相连。Sc与市电输入开关Ss互锁。有市电时Ss闭合,UPS和其所带的设备,以及其它可以暂时断电的负荷(例如机房空调等),分别通过负荷配电柜的S1、S2开关得电工作。一旦市电中断,ATS就会发出起动柴油发电机组的指令。机组的输出电压稳定后(一般15s左右)Ss断开、Sc闭合,所有的负荷由发电机供电。市电恢复后,ATS会自动断开Sc,闭合Ss,转换为市电供电,并发出关闭发电机组的指令。
柴油发电机组利用ATS不仅做到自动开、关机,而且还可靠地向负荷馈送电能。
4 柴油发动机常见问题的处理
安装年限或累计使用时间较长、维护工作不到位的机组中的柴油发动机,因其零部件多,结构精密复杂,有时也会遇到一些问题。及时鉴别其异常现象、分析其产生的原因并做出处理,是提高设备可用性的重要环节。
柴油发动机一般常见的问题与处理办法有:
(1)起动不正常,要起动两、三次,甚至开不起来可能的原因是:起动用蓄电池内阻变大,输出
电流不足。起动电机离合齿轮故障。燃油泵、滤清器及喷油嘴问题,造成供油异常。气缸进、排气门开关不到位。活塞环损坏。处理的方法是:判断可能出现问题的部位,做重点检查,进而找出故障原因。采用以下办法做对诊处理:
更换蓄电池。紧固并润滑离合齿轮。拆修油泵与油嘴,换滤芯。清除气门积炭。去除有问题的活塞环,安装新的并调整与缸套的间隙。
(2)发动机开起来后,冒黑烟且噪声大
有可能存在喷油泵、油嘴供油不正时。进气门开启异常,而造成燃油不能充分燃烧等问题。
解决的方法是:重点检查燃油供给和进、排气部分。对应更换问题零部件。特别是电动喷油嘴,除了检查它的电磁部件外,还要注意电子调速器的性能有无变化。
(3)发动机无力,曲轴给不出足够的扭矩
一般出现这种现象的原因主要是油路:喷油泵或喷油嘴故障,油路倒入空气。造成需加大油门时喷入汽缸的燃油不足。其次是气缸盖与机体之间的密封垫漏气,使气缸内的爆燃气体压缩无力找到问题的根源,采取更换气缸盖的密封垫或油路的故障零部件,是正确的措施。
5 同步发电机一般常见问题的处理
同步发电机直接与负荷连接,电压高、电流大,在长期的运行中有时也会出现一些问题。
(1)柴油发动机工作正常,但发电机发不出电或发出的电压很低
这有可能缘于和发电机相关的部件,例如:励磁机损坏,无法提供励磁电压。旋转整流器故障,不能向转子绕组注入励磁电流。转子铁心剩磁减弱或消失。都会使得发电机发不出电或输出电压极低。
应对的手段一般有:选择合适的直流电压并按着极性,直接接到励磁绕组充磁。仔细检查励磁机和旋转整流器,找到问题元器件或绕组,予以更换修复。
(2)发电机输出电压不稳定,而且一带大负荷,输出电压就跌落得很厉害
一般自动电压调节器(AVR)、励磁发电机和旋转整流器有故障,是出现这种现象的主要原因。AVR对电压或负荷变化的负反馈调节功能失效、旋转整流器部分器件及励磁发电机电压整定电路的元件损坏等,哪个方面出问题都会引起输出电压不稳定。
需采取的措施是:重点检测AVR,用模拟实验法考核它的灵敏度和输出线性是否符合出厂标准,有问题则给以维修。旋转整流器和励磁发电机相关电路的元器件不多,查测的对象主要是整流元件、电位器。若有损坏及时更换。
(3)运行过程中机体温升快,振动大
出现这种问题,大多是因为励磁绕组线圈匝间短路或负荷量严重超过额定值,使励磁电流大增而造成转子发热。发电机的转子与定子间隙变化,导致部分碰触扫膛,使机体温度速升。
根据这些情况,要检查转子轴前与弹性联轴器后与轴承,有无零部件松动、损坏。并对诊拆旧换新。转子绕组匝间短路点需重新缠绕绝缘蜡绸。应认真计算并合理配置负荷总的有功功率和无功功率,使它们均不超过发电机的额定值。
6 UPS与柴油发电机组的配接
UPS与柴油发电机组一起组成不间断供电系统,已是普遍采用的方式。平时UPS靠市电工作;它不仅隔除了电网上的干扰及电压波动,为设备提供优良的电能,而且还对电池组充电储能。一旦市电中断,UPS即刻将电池的直流电能逆变成交流电,不间断地支撑设备工作。但是电池组的能量必定有限,只有靠柴油发动机组发出的电能代替市电,让UPS再回到输入交流电工作,这才可以长时间地保证设备连续的运行。
然而在UPS转为发电机组供电时,常会出现不能正常工作的问题。分析其原因:主要是有的单相或三相输入的UPS它们的前级都只是桥式全波整流滤波电路。这种电路导致输入电流中出现了甚至高达25%的高次谐波分量。这些谐波分量对于电能容量比UPS本身的输出功率大千万倍的市电来说,虽然会造成电力网的污染,但形不成对发电厂发电机工作的明显干扰。而对于输出功率与UPS相差不大的柴油发电机组而言,就会有很大的问题。含有高次谐波分量的UPS输入电流,也就是发电机的输出电流,流经发电机的电枢绕组时所产生的电枢磁场,会因高次谐波电流的存在而变得杂乱。从而使它与主磁场构成的合成磁场也发生畸变和偏移，在这样的合成磁场作用下发出的电压，波形自然也会畸变即含有高次谐波分量。此种电压再送入UPS的输入端，则UPS的锁相跟踪电路就无法锁定基波而不被高次谐波干扰。从而造成机器总在旁路和逆变之间切来换去无法正常工作。
这里有两个解决办法:一是选择输出功率比UPS大几倍甚至十几倍的柴油发电机组。象市电那样不怕高次谐波的干扰;另一个是选择输入电流高次谐波分量小的即输入功率因数高的UPS。显然选择后者,无论从尽量减小对电力网的污染、采用绿色能源,还是从经济及设备利用率方面考虑都是正确的。
现代的中、小型UPS大都采用带有功率因数校正电路(PFC)的全波整流,IGBT整流技术也被大功率UPS广泛作为前级。这些措施使得输入电流的高次谐波分量减小到5%以下,输入电流和电压几乎同相,即输入功率因数达到0.95以上。很小的高次谐波分量不仅大大减少了对电网的污染,而且也使得发电机的合成磁场畸变可以忽略,输出电压波形的正弦性得以保持,从而使UPS与差不多同等功率的柴油发电机组能够很好的配接。
责任编辑：尕刺
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