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关于庆阳柴油发电机组的技术探讨
一、庆阳柴油发电机组主要参数
当前,性能优良的庆阳柴油发电机是一个功能完善、功率容量范围大、对环境和场地条件要求低、安装使用方便的小型发电设备。其使用相对广泛,输出容量从数KVA到数兆VA。庆阳柴油发电机组主体主要由发动机、发电机和控制系统三部分组成。其中与现代庆阳柴油发电机组配套的同步交流发电机由于性能及结构的特点，普遍采用自励恒压型,通常选用自激式同步交流发电机和PMG永磁式激励式同步交流发电机。发电机组包括以下几项主要性能参数。
电压调整率：在负载功率因数为0.8-1、负载空载至满载变化、从冷机到满机及转速下跌4.5%以内等情况下,电压调整率可以控制在±1%以内。
频率调整率：负载从0-100%范围内变化,频率稳定不变。
随机频率波动：负载处于0-100%功率之间任何值,随机频率波动率 值±0.25%。
电压波形：电路开路空载, 总波形畸变1.5%,只相平衡负载 总波形畸变5%。
金融业机房一般采用“市电——发电机——UPS”并机系统组成的供电系统。系统中,发电机的负载主要包括UPS、机房专用空调、应急照明、消防电梯等,这些负载启动或运行时都会对发电机产生振荡和干扰。尽管在组成“市电——发电机——UPS”供电系统时,发电机的负载量在其额定输出容量范围内，但在实际情况中，市电中断而发电机投人运行过程中却经常发生工作不稳定，产生多种使“发电机——UPS”系统不能正常工作的现象。
1、负载反馈的波动电压造成发电机输出电压稳定度较差，常出现发电机组输出电压振荡现象。UPS整流器允许的输人电压范围一般在±15%巧或更宽,发电机的输出电压不稳定对其影响较小。
2、UPS整流器的输人谐波造成多个过零点。
3、发电机的频率（转速）振荡一般情况下，频率振荡比电压、电流振荡范围小，但影响比较大，导致UPS处于频繁切换及非正常工作状态。频率振荡一般在±5%以内，由于负载有规律地忽大忽小，造成发电机组工作也忽强忽弱，加剧机组振动，加速机械磨损,甚至引起机件严重损坏。频率振荡明显的特征之一，即柴油机工作噪声有规律地忽大忽小，因此必须引起高度重视。
4、工作不正常空调压缩机启动和电梯升降的瞬间会导致发电机发生±Hz频率漂移,造成UPS频繁切换。当频率、电压振荡变化超出UPS输入工作范围时，UPS由蓄电池供电,而发电机在无UPS负载时恢复正常，随即UPS又自动投人，这样交错进行。频率漂移会对UPS正常运行产生两方面影响。一方面是不能旁路，另一方面是电池寿命缩短。
二、发电机运行不稳定原因分析
在“市电——发电机——UPS”供电系统中，UPS电路结构决定了其输人非线性的特性。典型的是传统双变换在线式UPS，由于其输人端AC/DC变换器是整流滤波电路，它的输入电流是脉动电流，不仅输入功率因数低（0.7一0.8），还包括大量的高次谐波电流（30%一40%）。低输人功率因数和谐波电流都会通过发电机定子线圈的感性内阻，由于发电机组定子线圈内阻大于电力变压器的短路阻抗，因此发电机更易受到非线性负载的影响,即在同样的负载电流波形失真度（THDI）情况下，其电压波形失真度（THDI）大于变压器。同时的谐波电流使发电机损耗明显增大（磁滞损耗正比于电流频率,涡流损耗比于电流频率的平方及导线的电流趋肤效应），并使得发电机的输出电压波形失真度明显增大，严重影响发电机的正常工作。
此外，负载的阶跃变化、UPS前端滤波器提供的容性电流都是造成发电机组不能正常工作的主要原因。
三、发电机组的使用与维护
为确保发电机组的安全运行,日常运行维护和快速的故障排除至关重要。根据发电机组的不同,维护和检修的内容、步骤、方法有所区别，一般应按照发电机组保养要求和本单位制定的维护计划进行。
(1)定期检查项目定期测量发电机电池组的电压及内阻情况,并进行记录定期检查空气过滤器、冷却液位、驱动皮带、排烟系统、燃油液位、机油液位、各种控制器及工作环境等情况。
(2)须按照发电机组保养要求及时更换机油、三滤、启动电池及冷却液。
(3)定期由供应商对发电机组进行检测,并出具报上口
(4)定期(至少一个季度一次)进行发电机组空载、带载测试。
针对庆阳柴油发电机组出现的故障，应该有步骤有目的地进行检查与分析，切不可盲目检查，胡乱拆卸。应根据故障的异常征兆、迹象、响声、出现时机、变化规律来寻找故障产生的部位，从原理与结构层面进行细致的分析推理，做出正确判断来寻找产生故障原因。查找故障时,应从简到繁、由表及里,按系统部位分段分步骤进行。
庆阳柴油发电机组有什么特性
介绍柴油机特性的目的在于通过分析柴油机特性曲线的变化规律，了解柴油机在各种调整情况和工况(即各种转速及负荷)下的动力性和经济性，从而分析影响特性的各种因素，以便合理使用柴油机，了解它在什么情况下动力性 ，在什么情况下经济性 。当需要 功率输出时，就充分发挥它的动力性能，在其他情况下工作时，则尽可能使它的经济性 。
柴油机特性内容较多，其中主要是使用特性。实际上，柴油机经常在类似于使用特性工况下工作，因此，这里仅介绍它的使用特性。
(1)速度特性柴油机在保持供油量不变的情况下(即高压油泵调节齿条位置固定)，其功率、扭矩、油耗率等性能参数随转速的变化关系，称为速度特性。油量调节机构固定在标定功率循环供油量位置时的特性称为柴油机全负荷速度特性(一般称外特性)。它代表该柴油机在使用中允许达到的 性能。
速度特性是通过试验测得的，试验时应将供油提前角、冷却水温度、润滑油温度等调整到 值，油量调整机构的齿条固定在 供油的位置上，然后逐渐增加柴油机的负荷，使转速改变，分别在几种转速下测定柴油机的有效功率Ne、扭矩Me、燃油消耗率ge等参数，即得柴油机的外特性。
①扭矩Me曲线的变化规律：循环供油量不变时，扭矩Me与指示效率ni、机械效率nm。及充气系数书nv正比，若知道ni、nv及nm随转速而变化的关系，即可知道Me随转速变化的关系。
高转速时，充气系数nv降低，而且燃烧过程经历的时间缩短，不完全燃烧现象增加，致使ni有些下降，nm也下降，而每循环的供油量g，由于喷油泵在喷油过程中，溢流的燃油通过油孔时发生节流，转速较高时，节流作用增强。因此，g增加。
当转速过低时，由于空气涡流减弱，燃烧不良及散热漏气损失增加，使ni降低，扭矩Me也降低。因此，速度特性曲线中，扭矩随转速变化形成两头低(即高速和低速)，中间凸起的形状。
②功率戈曲线的变化规律从功率Ne=Ne2πn/60×1/1000关系式可知，在一定转速范围内，扭矩Me随转速n变化不大，因此，功率Ne几乎随转速n成正比增加。外特性中Ne曲线几乎一斜率直线段，故在 转速下有效 功率。
(2)柴油机的调速特性调速器的作用是根据负荷变化自动调节供油量而改变扭矩，使柴油机转速变化不超过允许范围。在调速器的作用下，柴油机的扭矩、功率、燃油消耗率等性能参数的变化关系称为调速特性。
调速特性曲线由实验而得，由调速器控制喷油泵齿条移动，使负荷由零变到 ，测取其扭矩、功率、油耗率等参数，然后绘成曲线。曲线1为柴油机的外特性曲线，曲线2到曲线7是调速器手柄处于不同位置的调速特性
(3)柴油机的负荷特性柴油机的负荷特性是在转速保持一定数值不变时，通过改变喷油泵调节杆的位置，用增加或减少供油量的方法来改变载荷。在这种情况下，每小时燃料消耗量GT和燃料消耗率g，和排气温度Tr,及排气烟度随柴油机负荷(Pe或Nn)改变而变化的关系，即GT=f(Ne)、gg=f(Ne)称为柴油机的负荷特征。
从小负荷区域，燃油消耗率gg随负荷增大逐渐减少，当减小到一定程度时，便不再减小，反而随负荷增加而升高。这是因为随负荷增加机械效率nm迅速增加，同时热损失也随负荷增加而相对减小，指示效率nm随之增加，当负荷达某值时，ni、nm的乘积达 值，因而出现 油耗率。然而负荷再增加，供油量增加，使热损失增大，燃烧情况恶化，使ni减小，因而油耗率增大，当供油量超过点2时，排气出现黑烟，故2点称为“冒烟界限”点。当喷油量增到点3时，功率达到 值，继续增大喷油量，gg显著增加，而功率Ne反而降低。这是因为喷油量超过。“冒烟界限”时，由于燃烧不完全，排气冒烟，不仅使燃料消耗率ge增大，而且使柴油机过热，影响柴油机寿命，容易引起故障，因此，标定的循环供油量一般限制在“冒烟界限”范围内。6135G型柴油机在不同转速下的负荷特性。
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