柴油發(fā)電機(jī)工作原理及電氣典型故障分析

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摘 要：現(xiàn)如今，我國(guó)的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)在快速發(fā)展，社會(huì)在不斷進(jìn)步，大容量高參數(shù)發(fā)電機(jī)組已成為電力系統(tǒng)的主力電源。作為電力系統(tǒng)中的重要生產(chǎn)環(huán)節(jié)，發(fā)電廠(chǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行具有至關(guān)重要的作用。柴油發(fā)電機(jī)作為發(fā)電廠(chǎng)廠(chǎng)用電的應(yīng)急保安電源，具有啟動(dòng)迅速的特點(diǎn)。柴油發(fā)電機(jī)可靠運(yùn)行對(duì)廠(chǎng)用電的安全具有至關(guān)重要的作用。針對(duì)發(fā)電廠(chǎng)中柴油發(fā)電機(jī)工作原理及電氣部分典型故障進(jìn)行梳理，分析了故障原因，提出了解決措施。

關(guān)鍵詞：柴油發(fā)電機(jī);工作原理;電氣典型故障;分析

引言

柴油發(fā)電機(jī)是一種廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)和生活中的小型發(fā)電設(shè)備，整套機(jī)組通常由柴油機(jī)、控制箱、發(fā)電機(jī)、保護(hù)裝置、燃油箱、蓄電瓶及應(yīng)急柜等部件組成，可應(yīng)用于家庭、辦公室及大中小企業(yè)日常發(fā)電中，有良好的應(yīng)用價(jià)值。在高原地區(qū)因?yàn)槭艿江h(huán)境因素的影響，導(dǎo)致柴油發(fā)電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中極易出現(xiàn)各類(lèi)的故障問(wèn)題，導(dǎo)致性能和可靠性大大降低。比如當(dāng)柴油發(fā)電機(jī)受到高原特殊環(huán)境影響時(shí)，其機(jī)組功率會(huì)下降，柴油耗油量會(huì)增加，熱負(fù)荷隨之上升，繼而對(duì)柴油發(fā)電機(jī)的電氣參數(shù)產(chǎn)生較大的影響。再比如當(dāng)柴油發(fā)電機(jī)動(dòng)力性能下降時(shí)，在使用過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)負(fù)荷能力下降的問(wèn)題，導(dǎo)致設(shè)備供電能力不足，無(wú)法實(shí)現(xiàn)預(yù)期的生產(chǎn)能力。總的來(lái)說(shuō)，高原地區(qū)工作的柴油發(fā)電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中所出現(xiàn)的故障問(wèn)題主要包括無(wú)法正常啟動(dòng)、無(wú)法預(yù)熱、啟動(dòng)運(yùn)行冒煙、排氣管振動(dòng)斷裂、水溫過(guò)高，每一種故障問(wèn)題均會(huì)對(duì)柴油發(fā)電機(jī)的有效運(yùn)行和安全使用產(chǎn)生影響，積極做好這些故障問(wèn)題的排查和處理工作尤為關(guān)鍵，必須予以充分的重視。

1柴油發(fā)電機(jī)組的組成

柴油發(fā)電機(jī)組主要由3個(gè)部分構(gòu)成，即柴油機(jī)、三相交流同步發(fā)電機(jī)和控制屏。柴油機(jī)為發(fā)電機(jī)組提供動(dòng)力，是由多種不同的系統(tǒng)構(gòu)成，其中主要的配件以及系統(tǒng)包括：曲軸連桿機(jī)構(gòu)、機(jī)體組件、配氣機(jī)構(gòu)、進(jìn)排氣系統(tǒng)、柴油供給系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)等，發(fā)電機(jī)組成部分包括定子、轉(zhuǎn)子以及端蓋。對(duì)于大中型發(fā)電機(jī)而言，通常采取旋轉(zhuǎn)磁極式結(jié)構(gòu)，這樣方便電樞電流的進(jìn)出，同步發(fā)電機(jī)由兩種磁路構(gòu)成，即凸極和隱極，發(fā)電機(jī)組中的控制系統(tǒng)作為配套設(shè)備，主要包括自動(dòng)檢測(cè)、控制及保護(hù)裝置等部分。其作用則是控制機(jī)組、調(diào)節(jié)電壓以及配電，在控制屏的作用下，機(jī)組將電力提供給用電設(shè)備，同時(shí)，工作人員可直接從控制屏上查看機(jī)器的運(yùn)行情況，一般小容量機(jī)組的勵(lì)磁調(diào)節(jié)與控制部分全部集中在控制箱內(nèi)，直接安裝在機(jī)組上，大容量發(fā)電機(jī)的控制屏則為落地式，固定在機(jī)房的地面或安裝在與機(jī)組隔離的集中控制室內(nèi)。

2柴油發(fā)電機(jī)工作原理及電氣典型故障分析

2.1熔斷器熔斷

熔斷器熔斷的原因有很多，因此，在完成現(xiàn)場(chǎng)的柴油發(fā)電機(jī)的維修工作時(shí)，相關(guān)從業(yè)技術(shù)人員要經(jīng)過(guò)觀察機(jī)器的內(nèi)部情況來(lái)進(jìn)行具體的判斷，而常見(jiàn)的柴油發(fā)電機(jī)的熔斷器熔斷的原因主要包括五個(gè)方面：首先，便是電壓電源是否保持在正常的狀態(tài)。電源電壓的過(guò)高或過(guò)低都可能會(huì)造成熔斷器的熔斷的結(jié)果。其次，便是電源回路的問(wèn)題。如果柴油發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間長(zhǎng)、運(yùn)轉(zhuǎn)強(qiáng)度大，那么其電源回路上連接各種電線(xiàn)的接點(diǎn)就都有可能出現(xiàn)接觸性不靈敏的問(wèn)題。而如果電源回路上接觸點(diǎn)出現(xiàn)不靈敏的問(wèn)題的話(huà)，其則會(huì)影響熔斷器所接收的電阻。因此，熔斷器也可能因?yàn)檫@個(gè)原因而被熔斷。然后，便是電機(jī)繞組連接線(xiàn)的連接問(wèn)題。電機(jī)繞組連接線(xiàn)如果首端和末端連接反了的話(huà)，也會(huì)造成熔斷器的熔斷問(wèn)題。除此之外，電容器熔斷還有可能是因?yàn)椴裼桶l(fā)電機(jī)內(nèi)裝配過(guò)于緊張。最后，不正確地使用柴油發(fā)電機(jī)，例如突然停止柴油發(fā)電機(jī)的運(yùn)行、柴油發(fā)電機(jī)的超負(fù)荷工作、柴油機(jī)機(jī)溫低、柴油不足、柴油不足的情況下運(yùn)轉(zhuǎn)柴油發(fā)電機(jī)、柴油機(jī)正常運(yùn)行的過(guò)程中用冷水降溫等等情況下，也都會(huì)出現(xiàn)熔斷器的熔斷的問(wèn)題。

2.2控制系統(tǒng)異常

柴油發(fā)電機(jī)帶載試驗(yàn)有功功率波動(dòng)最根本的原因是控制系統(tǒng)異常。因此，當(dāng)柴油發(fā)電機(jī)有功功率異常波動(dòng)，要重點(diǎn)檢查控制系統(tǒng)有無(wú)負(fù)載分配功能。某電廠(chǎng)柴油發(fā)電機(jī)控制器為GU320A控制器，并網(wǎng)模塊為某國(guó)GAC同步模塊搭接繼電器構(gòu)成，當(dāng)柴油發(fā)電機(jī)帶載試驗(yàn)時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)有功功率大幅度波動(dòng)，經(jīng)過(guò)多次檢查分析，最終確認(rèn)原因?yàn)榭刂葡到y(tǒng)沒(méi)有負(fù)載分配功能。經(jīng)過(guò)技術(shù)改造，將原控制系統(tǒng)升級(jí)為帶負(fù)載分配功能的深海8620控制器后，帶載試驗(yàn)有功功率無(wú)波動(dòng)。

2.3發(fā)電機(jī)組故障原因及分析

發(fā)電機(jī)組故障的原因是多樣的。首先，發(fā)電機(jī)組出現(xiàn)故障情況時(shí)，相關(guān)技術(shù)人員要注意關(guān)注勵(lì)磁機(jī)繞組附近是否還存在有電流磁場(chǎng)。因?yàn)閯?lì)磁機(jī)磁極所用的材料性質(zhì)類(lèi)似于軟鋼，因此，在使用過(guò)程中非常容易出現(xiàn)無(wú)磁的現(xiàn)象。其次，便是檢查發(fā)電機(jī)組內(nèi)是否出現(xiàn)零件損壞或者線(xiàn)路短路、串線(xiàn)的問(wèn)題，這些問(wèn)題都會(huì)導(dǎo)致發(fā)電機(jī)組的正常的運(yùn)作。之后，便是判斷熔斷器是否能夠正常的使用。熔斷器是發(fā)電機(jī)機(jī)組運(yùn)行的重要零件，因此，在發(fā)電機(jī)機(jī)組出現(xiàn)故障時(shí)，相關(guān)技術(shù)人員要注意熔斷器是否能夠正常運(yùn)作。除此之外，相關(guān)技術(shù)人員還有注意判斷發(fā)電機(jī)機(jī)組內(nèi)的磁極是否具有磁性。

2.4差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作

柴油發(fā)電機(jī)一般都配有差動(dòng)保護(hù)。當(dāng)差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作時(shí)，首先檢查差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作是正確動(dòng)作還是因?yàn)榻泳€(xiàn)錯(cuò)誤導(dǎo)致差流的誤動(dòng)作。在柴油發(fā)電機(jī)調(diào)試階段，如果出現(xiàn)差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，要重點(diǎn)檢查差動(dòng)保護(hù)用的兩組電流互感器是否存在接線(xiàn)錯(cuò)誤或者電流互感器里面的一次電纜是否方向相反導(dǎo)致差流。其次，當(dāng)出現(xiàn)差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作后，要檢查兩組電流互感器的保護(hù)范圍之間是否存在短路。必要時(shí)，需要對(duì)差動(dòng)保護(hù)裝置進(jìn)行校驗(yàn)，檢查保護(hù)裝置功能是否完好。

2.5柴油發(fā)電機(jī)排氣管振動(dòng)斷裂的原因與處理方法

通常情況下購(gòu)買(mǎi)一臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)后，需要將其安置在房間內(nèi)開(kāi)展安裝工作，所安置的房間需要通風(fēng)良好，且干凈寬敞。另外，需要注意一點(diǎn)，柴油發(fā)電機(jī)的底座部位要安裝緩沖膠墊，排氣管路則需要安裝固定支架。當(dāng)以上條件無(wú)法滿(mǎn)足時(shí)勢(shì)必導(dǎo)致柴油發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)不佳，極易引發(fā)排氣管振動(dòng)斷裂。就高原地區(qū)的環(huán)境來(lái)說(shuō)，柴油發(fā)電機(jī)發(fā)生缺氧和排氣回路發(fā)熱這兩種問(wèn)題的原因主要是空氣稀薄、室內(nèi)通風(fēng)條件差。除此之外，當(dāng)柴油發(fā)電機(jī)沒(méi)有使用緩沖膠墊時(shí)會(huì)導(dǎo)致運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生較大的振動(dòng)感。長(zhǎng)期實(shí)踐研究發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致排氣管消音器斷裂的最直接原因是排氣回路部件安裝錯(cuò)誤和無(wú)固定支架。針對(duì)排氣回路部件安裝錯(cuò)誤這一直接原因，務(wù)必要嚴(yán)格按照相關(guān)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)來(lái)開(kāi)展安裝工作。排氣回路部件正確安裝的流程是：排氣集合管→渦輪增強(qiáng)壓→排氣彎頭→波紋伸縮管→排氣主管→消音器→穿墻出口。安裝過(guò)程中需要注意一點(diǎn)，需要使用三角支架將排氣主管和消音器穩(wěn)固固定于墻體，以此確保可以承受排氣回路的重量。

結(jié)語(yǔ)

處于信息化時(shí)代背景之中，建筑物功能也凸顯出多樣性，當(dāng)電力供應(yīng)突發(fā)禁忌情況時(shí)，柴油機(jī)就可以為日常生活以及生產(chǎn)提供一種保障，隨著城市供電質(zhì)量的不斷完善，實(shí)際運(yùn)行中很少使用發(fā)電機(jī)組，為保證電力中斷后正常且快速的啟動(dòng)發(fā)電機(jī)，日常維護(hù)和保養(yǎng)對(duì)發(fā)電機(jī)組顯得有為重要。根據(jù)以上內(nèi)容得知，對(duì)柴油發(fā)電機(jī)而言，最重要的是正確的操作流程以及維護(hù)和保養(yǎng)機(jī)器。首先，使用發(fā)電機(jī)之前，工作人員要仔細(xì)檢查機(jī)器，保證正常啟動(dòng);其次，嚴(yán)格按照操作流程啟動(dòng)發(fā)電機(jī)，禁止違規(guī)啟動(dòng);最后，定期對(duì)發(fā)電機(jī)維護(hù)和保養(yǎng)以及更換機(jī)器配件，保證機(jī)器運(yùn)行的穩(wěn)定性。

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