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關于柴油發電機組的探討 一、發電機組主要參數 當前,性能優良的柴油發電機是一個功能完善、功率容量范圍大、對環境和場地條件要求低、安裝使用方便的小型發電設備。其使用相對廣泛,輸出容量從數KVA到數兆VA。柴油發電機組主體主要由發動機、發電機和控制系統三部分組成。其中與現代柴油發電機組配套的同步交流發電機由于性能及結構的特點,普遍采用自勵恒壓型,通常選用自激式同步交流發電機和PMG永磁式激勵式同步交流發電機。發電機組包括以下幾項主要性能參數。 電壓調整率:在負載功率因數為0.8-1、負載空載至滿載變化、從冷機到滿機及轉速下跌4.5%以內等情況下,電壓調整率可以控制在±1%以內。 頻率調整率:負載從0-范圍內變化,頻率穩定不變。 隨機頻率波動:負載處于0-功率之間任何值,隨機頻率波動率 值±0.25%。 電壓波形:電路開路空載, 總波形畸變1.5%,只相平衡負載 總波形畸變5%。 金融業機房一般采用“市電——發電機——UPS”并機系統組成的供電系統。系統中,發電機的負載主要包括UPS、機房專用空調、應急照明、消防電梯等,這些負載啟動或運行時都會對發電機產生振蕩和干擾。盡管在組成“市電——發電機——UPS”供電系統時,發電機的負載量在其額定輸出容量范圍內,但在實際情況中,市電中斷而發電機投人運行過程中卻經常發生工作不穩定,產生多種使“發電機——UPS”系統不能正常工作的現象。 1、負載反饋的波動電壓造成發電機輸出電壓穩定度較差,常出現發電機組輸出電壓振蕩現象。UPS整流器允許的輸人電壓范圍一般在±15%巧或更寬,發電機的輸出電壓不穩定對其影響較小。 2、UPS整流器的輸人諧波造成多個過零點。 3、發電機的頻率(轉速)振蕩一般情況下,頻率振蕩比電壓、電流振蕩范圍小,但影響比較大,導致UPS處于頻繁切換及非正常工作狀態。頻率振蕩一般在±5%以內,由于負載有規律地忽大忽小,造成發電機組工作也忽強忽弱,加劇機組振動,加速機械磨損,甚至引起機件嚴重損壞。頻率振蕩明顯的特征之一,即柴油機工作噪聲有規律地忽大忽小,因此必須引起高度重視。 4、工作不正常空調壓縮機啟動和電梯升降的瞬間會導致發電機發生±Hz頻率漂移,造成UPS頻繁切換。當頻率、電壓振蕩變化超出UPS輸入工作范圍時,UPS由蓄電池供電,而發電機在無UPS負載時恢復正常,隨即UPS又自動投人,這樣交錯進行。頻率漂移會對UPS正常運行產生兩方面影響。一方面是不能旁路,另一方面是電池壽命縮短。 二、發電機運行不穩定原因分析 在“市電——發電機——UPS”供電系統中,UPS電路結構決定了其輸人非線性的特性。典型的是傳統雙變換在線式UPS,由于其輸人端AC/DC變換器是整流濾波電路,它的輸入電流是脈動電流,不僅輸入功率因數低(0.7一0.8),還包括大量的高次諧波電流(30%一40%)。低輸人功率因數和諧波電流都會通過發電機定子線圈的感性內阻,由于發電機組定子線圈內阻大于電力變壓器的短路阻抗,因此發電機更易受到非線性負載的影響,即在同樣的負載電流波形失真度(THDI)情況下,其電壓波形失真度(THDI)大于變壓器。同時的諧波電流使發電機損耗明顯增大(磁滯損耗正比于電流頻率,渦流損耗比于電流頻率的平方及導線的電流趨膚效應),并使得發電機的輸出電壓波形失真度明顯增大,嚴重影響發電機的正常工作。 此外,負載的階躍變化、UPS前端濾波器提供的容性電流都是造成發電機組不能正常工作的主要原因。 三、發電機組的使用與維護 為確保發電機組的運行,日常運行維護和快速的故障排除至關重要。根據發電機組的不同,維護和檢修的內容、步驟、方法有所區別,一般應按照發電機組保養要求和本單位制定的維護計劃進行。 (1)定期檢查項目定期測量發電機電池組的電壓及內阻情況,并進行記錄定期檢查空氣過濾器、冷卻液位、驅動皮帶、排煙系統、燃油液位、機油液位、各種控制器及工作環境等情況。 (2)須按照發電機組保養要求及時更換機油、三濾、啟動電池及冷卻液。 (3)定期由供應商對發電機組進行檢測,并出具報上口 (4)定期(至少一個季度一次)進行發電機組空載、帶載測試。 針對柴油發電機組出現的故障,應該有步驟有目的地進行檢查與分析,切不可盲目檢查,胡亂拆卸。應根據故障的異常征兆、跡象、響聲、出現時機、變化規律來尋找故障產生的部位,從原理與結構層面進行細致的分析推理,做出正確判斷來尋找產生故障原因。查找故障時,應從簡到繁、由表及里,按系統部位分段分步驟進行。
這些部件故障會引起柴油發電機的功率不足 1空氣弗列加濾清器不清潔 空氣弗列加濾清器過臟會造成阻力增加,空氣流量減少,影響空氣和柴油的比例,混合氣就不能完全燃燒,浪費柴油致使發動機動力不足。應根據要求清洗柴油空氣弗列加濾清器芯子或紙質濾芯上的灰塵,必要時更換濾芯。 2排氣管沮塞 排氣管阻塞會造成排弓不暢通,新一輪工作循環的吸環節也會受阻,燃油效率下降。柴油發電機動力下降。應檢查是否由于排氣管內積炭太多而造成排氣導阻力增加。一般排氣背壓不宜超3.3kPa,平時應經常清降排氣管內的積炭。 3供油提前角過大或過小 供由提前角過大或過小會造成油泵噴油時間過早或過晚,使燃燒過程不是處于 狀態。使柴油機才燃油耗增加,排溫增高,噪聲大。使柴油機可靠性降低此時應檢查噴油傳動軸接合器釘是否松動,如果松動,則應重新按照要求調整供油提前角,并擰緊螺釘。 4活與缸套拉傷 由于活塞與缸套拉傷嚴重或磨損過,以及活塞環結膠造成摩擦損失增大,造成發動機自身的機械損失增大,壓縮比減小,著火困難或燃燒不充分,下充氣增大,漏氣嚴重。此時,應更換缸套、活塞和活塞環。 5燃油系統有故障 燃油弗列加濾清器或管路內進入空氣或阻塞,造成油路不暢通,動力不足、甚至著火困難應進入管路的空氣,清洗柴油濾芯,必要時更換。噴油偶件損壞造成漏油、咬死或霧化不良,此時容易導致缺缸、發動機動力不足。應及時清洗、研磨或換新。 噴油泵供油不足也會造成動力不足,應及時檢查、修理或更換偶件并重新調整噴油泵供油量。
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