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<抚州>维曼机电设备有限公司


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柴油发电机组的基本原理和结构 柴油机驱动发电机运转，将柴油的能量转化为电能，根据其用途的不同，可分为陆用柴油发电机组及船用柴油发电机组；如果按品牌的不同，可分为国产柴油发电机组和进口柴油发电机组； 按转速不同，可分为低速发电机组和高速发电机组。 基本原理 柴油机驱动发电机运转，将柴油的能量转化为电能。在柴油机汽缸内，经过空气弗列加滤清器过滤后的洁净空气与喷油嘴喷射出的高压雾化柴油充分混合，在活塞上行的挤压下，体积缩小，温度迅速升高，达到柴油的燃点。柴油被点燃，混合气体剧烈燃烧，体积迅速膨胀，推动活塞下行， 称为‘作功’。各汽缸按一定顺序依次作功，作用在活塞上的推力经过连杆变成了推动曲轴转动的力量，从而带动曲轴旋转。将无刷同步交流发电机与柴油机曲轴同轴安装，就可以利用柴油机的旋转带动发电机的转子，利用‘电磁感应’原理，发电机就会输出感应电动势，经闭合的负载回路就能产生电流。这里只描述发电机组基本的工作原理。要想得到可使用的、稳定的电力输出，还需要一系列的柴油机和发电机控制、保护器件和回路。


结构分析 一台普通型柴油发电机组主要由柴油机、发电机以及控制系统三部分组成，柴油机和发电机有两种连接方式，一为柔性连接，即用连轴器把两部分对接起来，二为刚性连接，用高强度螺栓 将发电机钢性连接片和柴油机飞 连接而成，目前市场上的柴油发电机组使用刚性连接的比较 多一些，柴油机和发电机连接好之后安装在公共底架上，然后配上各种起保护作用的传感器，如 水温传感器，通过这些传感器，直观地把柴油机的运行状态显示给操作员，而且有了这些传感器， 就可以设定一个上限，当达到或超过这个限定值的时候控制系统会预先报警，这个时候如果操作 员没有采取措施，控制系统会自动将机组停掉，柴油发电机组就是采取这种方式起自我保护作用 的。传感器起接收和反馈各种信息的作用，真正显示这些数据和执行保护功能的是柴油发电机组 的控制系统，控制屏一般安装在发电机上，称为背包式控制屏，也有部分是独立一个屏放置在操 作室内，称为分体式控制屏，控制屏通过电缆和发电机以及传感器连接，分别显示电参数和柴油 机运行参数。此外 发电机组还有底盘、联轴器、散热器、燃油箱 有的还装设有消声器和外罩。



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柴油发电机的控制系统原理如何分析 6BT型柴油机中冷型采用的是水对空中冷类型。它由中冷器壳及中冷器芯等组成。中冷器壳由铝板模压而成。中冷器壳分为中冷器盖和中冷器体两部分。中冷器盖通过进气岐管与空气压缩机相连，中冷器还进气岐管与气缸盖进气口相连。中冷却芯由铜合金管子组成。发电机冷却液从中冷器后端的进水街头进入中冷器芯中，然后由前端出口流向节温器。空气由增压器压送到中冷器，流过中冷器受到冷却液的冷却，降温后而进入气缸。现在智能控制系统的使用已经大大提高了柴油发电机组的运行，保障了柴油发电机组的稳定工作，柴油发电机组的控制系统就像发电机组的心脏，那么控制系统是通过何种原理和算法来实现的呢？ 一、数字励磁控制器软件实现与算法研究 主要是对数字式励磁控制器的软件和所采用的控制算法进行论述。首先对数字励磁控制器的主程序进行设计，然后对电量参数采集算法和智能励磁控制算法进行研究，并在CPU上进行实现。为了实现的数字励磁控制，需要得到实时、的电量数据，而要获得实时、的电量数据，则需要采用交流采样方法，并推导出交流采样下各个电量的计算公式，终编写计算出电量数据的算法程序。交流采样是按一定的规律对被测信号的瞬时值进行采样，再按照一定的数学算法求出被测电量参数的测量方法。下面给出交流电压，交流电流，有功功率，无功功率，功率因素的各种算法中的离散公式。 二、数字式励磁控制器总体设计方案 工作电源：由于微处理器的工作电源要求，我们需要一个5V的稳定直流电源，信号调理电路的运算电路的供电需要一组±12V的直流电源，另外，开关量输出需要驱动继电器，所以需要一个+24V的直流电源，为此我们需要设计一个电源转化模块得到系统正常工作所需的三组DC电源。 三、交流采样锁相环电路 要进行交流采样，通常需要进行同步采样，目前交流采样方式主要有硬件同步采样、软件同步采样和异步采样三种。硬件同步由硬件同步电路向CPU提出中断实现同步。硬件同步电路有多种形式，常见的如锁相环同步电路等。硬件同步采样法是由专门的硬件电路产生同步于被测信号的采样脉冲。它能克服软件同步采样法存在截断误差等缺点，测量精度高。利用锁相频率跟踪原理实现同步等间隔采样的原理图，在相位比较器PD、低通滤波器LP、压控振荡器VCO构成的锁相环内加入n分频器，输入为被测信号的频率，作为锁相环的基准频率，输出 为采样频率。经n分频后与相比较，根据锁相环工作原理，锁定时/n=，即：=n。由于锁相环的时跟踪性，当被测信号频率变化时，电路能自动快速跟踪并锁定，始终满足=n的关系，即采样频率为被测信号频率的整数n倍，从而实现一周内等间隔采样n点。此外，还可将分频系数n为程序控制，则可根据不同频率的被测信号及CPU、A/D转换器的速度，动态改变n值，以达到 的效果。 柴油发电机组控制系统的工作原理和算法很复杂，每个电路的设计都有其特定的算法来实现。柴油发电机组的控制部分，数字式励磁控制器较传统的模拟电路，励磁控制器具有精度高，反应快，控制算法适应性强，对于不同特性的电机只要通过调整程序参数就能适应，甚至可以实现更高端的自适应智能控制算法等优点。 四、对继电保护装置的要求 继电保护装置是确保供电，保护电气设备而装设的，因此，对它的要求是：动作要迅速当供电系统或电气设备发生故障时，继电保护装置动作时限应短，迅速切除故障，以减轻被保护设备的损坏程度，阻止故障的蔓延。对于电气元件，如果短路电流通过时，产生的热量与短路电流的平方和电流通过的时间成正比，因此，保护装置切除得越快，产生的热量就越小，设备就不易损坏。灵敏度要高灵敏度是指保护装置对其保护范围内的故障或工作状态不正常的反应能力。灵敏度越高，故障发觉和切除就越早，从而对系统和设备的破坏就越小。可靠性要高可靠性是指装置本身应能可靠地工作。在正常运行或不属于它保护范围的故障，不应误动作，而属于它保护范围内的故障，不应拒绝动作。因此，保护装置的可靠性很重要，否则，它本身就可能是产生和扩大事故的根源。

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柴油发电机组燃油系统的常规保养 一、柴油发电机组正确维护保养的好处 机组的使用寿命和工作可靠性不仅取决与本身的结构完善程度和产品质量的好坏，而且取决于正确的操作使用、维护保养及检修。正确的操作使用和维护保养可使柴油发电机组在使用过程中降低各零部件的磨损，避免因疏于保养而引发的故障，从而延长机组的使用寿命。机组的维护保养主要是从机组的三大部件进行，即发动机、发电机、控制屏。而发动机的保养是从其五大系统进行，即燃油系统、冷却系统、润滑系统、电气启动系统、进排风系统。 二、柴油发电机组燃油系统的常规保养 标准配置机组的燃油系统包括的主要器件有：油箱、供油泵、燃油弗列加过滤器、手动油泵、喷油泵、喷油嘴及相关输油管等。 只能使用符合下列标准规定品质的燃油。在加油和对燃油系统作业时必须严格保持清洁。在对燃油系统作业时，必须确认发动机已经冷却下来。燃油溅到炽热表面或电器元件上可能会引起火灾。 1、检查柴油油量是否足够，不足时及时添加。 2、检查日用油缸到机组的油管阀门是否已打开，机组的进回油管有无渗漏现象。 3、 对外置油箱和油水分离器进行放残，打开外置油箱和油水分离器放残阀将柴油中的杂质及水份放掉。 4、检查柴油弗列加过滤器的工作时间是否已超过法定更换时间，如采用的柴油较脏，必须缩短柴油弗列加过滤器的更换时间，为保证机组燃油系统正常的工作和更长的工作寿命。 5、当油路中进入空气将无法启动机组，必须采用手动油泵对机组油路中的空气进行排除。 6、磨合期（50小时）过后必须更换，以后每250小时或半年更换一次。 （1) 关闭油箱开关，取下柴油滤芯，清洗滤油器座； l (2) 检查密封垫正好在新弗列加滤清器封口上，清洁接触面，将指定柴油满新弗列加滤清器，以免因空气产生背压。并在密封垫上边涂抹少许，将新弗列加滤清器装回原位，切勿拧得过紧。 l (3)打开油箱开关，注意排尽燃油路中空气，否则柴油机难起动或起动后又停车。

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发电机逆功率保护学习 发电机逆功率保护 　　发电机逆功率保护又称功率方向保护。一般而言，发电机的功率方向应该为由发电机流向母线，但是当发电机失磁或其他某种原因，发电机有可能变为电动机运行，即从系统中吸取有功功率。这就是逆功率。当逆功率达到一定值时，发电机的保护动作，或动作于发信号或动作于跳闸。 　1、概述说明 　　并网运行的汽轮发电机，在汽轮机的主汽门关闭之后，便作为同步电动机运行：吸收有功功率而拖着汽轮机转动，可向系统发出无功功率。由于汽轮机主汽门已关闭，汽机尾部叶片与残留蒸汽产生摩擦而形成鼓风损耗，长期运行过热而损坏。燃气轮机和水轮机也主要是对原动机的损害。发电机逆功率保护主要保护汽轮机不受损害。 　　对汽轮机逆功率保护的整定计算，就是要确定该保护的动作功率Pdz及动作延时t。 　　1、动作功率Pdz的整定 汽轮发电机逆功率保护的动作功率可按下式计算：Pdz=(Krel*P1)/η Pdz-逆功率保护的动作功率 Krel-可靠系数，取0.8 P1-主汽门关闭后，汽轮机维持同步转速旋转所消耗的功率，该功率的大小除与汽轮机的结构及容量有关之外，还与汽轮发电机的主蒸汽系统的结构(管道结构及有无旁路管道等)有关，一般取额定功率的1.5~2% η-发电机拖动汽轮发电机旋转时的效率，取0.98~0.99 所以：Pdz≈(1.2~1.6%)PN PN-发电机的额定功率。 实际中，Pdz=可取1~1.5%PN。 　　2、动作延时发电机逆功率保护的动作延时，应按照汽轮发电机主汽门关闭后允许运行的时间来整定，该允许时间一般为10~15min。计算及运行实践表明，当汽轮机蒸汽系统有旁路管道时，允许运行时间还要长一些。 因此，若按照汽轮机主汽门关闭之后允许运行的时间来整定保护的动作延时，可取5~10min。动作后作用于解列灭磁。 　　另外，投运的大型汽轮发电机，多采用逆功率保护去启动程序跳闸回路，此时，动作时间通常取1~2s。 对于程控逆功率保护，由于动作时间短，在主汽门点闭后很短的时间内，由于汽轮机及发电机的惯性，实际逆功率可能很小，因此逆功率的定值不应大于1%PN。 　　2、原理介绍 　　当发电机出现逆功率(外部功率指向发电机，也就是发电机变成电动机工况)，逆功率保护动作断路器跳闸。需要采集三相电压和二相电流信号。 　　由于一次能源形态的不同，可以制成不同的发电机。利用水利资源和水轮机配合，可以制成水轮发电机;由于水库容量和水头落差高低不同，可以制成容量和转速各异的水轮发电机。利用煤、石油等资源，和锅炉，涡轮蒸汽机配合，可以制成汽轮发电机，这种发电机多为高速电机(3000rpm)。 此外还有利用太阳能、风能、原子能、地热、潮汐、生物能等能量的各类发电机。 此外，由于发电机工作原理不同又分作直流发电机，异步发电机和同步发电机。在广泛使用的大型发电机都是同步发电机。 　　何为逆功率? 　　众所周知，发电机的功率方向应该由发电机方向流向系统方向。但由于某种原因，当汽轮机失去原动力，而发电机出口开关又未能跳闸，则功率方向变为由系统流向发电机，即发电机变为电动机在运行。此时发电机从系统中吸取有功功率，此即为逆功率。 　　逆功率的危害 　　发电机逆功率保护是汽轮机由于某种原因导致主汽门关闭而失去原动力时，发电机变为电动机带动汽轮机旋转，汽轮机叶片在无蒸汽情况下高速旋转会引起鼓风摩擦，特别是在末级叶片可能会引起过热，导致转子叶片的损坏事故。 　　所以说逆功率保护实则是对汽轮机无蒸汽运行的保护。 　　发电机的程序逆功率保护 　　发电机程序逆功率保护主要是防止发电机在带有一定负荷的情况下，突然跳开发电机出口开关而汽轮机主汽门又未能全部关闭的情况。在此情况下，汽轮发电机组极易发生超速，甚至飞车。为避免此种情况，对于非短路故障的某些保护，动作信号发出后，先作用于关闭汽轮机主汽门，待发电机逆功率继电器动作后，与主汽门关闭的信号组成与门，经一短时限组成程序逆功率保护，动作作用于全停。 　　逆功率保护与程序逆功率保护的区别 　　逆功率保护是为了防止逆功率后，发电机变为电动机，带动汽轮机旋转，造成汽轮机的损坏。归根到底，是怕原动机动力不足，反被系统带着跑! 　程序逆功率保护是为了防止发电机组突然解列后，主汽门未完全关闭，导致汽轮机超速，从而利用逆功率来规避。归根到底，是怕原动机动力太足导致机组超速! 　　所以说严格意义上来说，逆功率保护是发电机继电保护的一种，但主要是保护汽轮机。而程序逆功率保护不是一种保护而是为了实现程序跳闸而设置的动作过程，也叫程序跳闸，一般应用于停机方式。 　　关键的是逆功率只要定值达到就会跳闸，而程序逆功率除了定值达到，还要求汽机主汽门关闭，所以说在机组启动过程中并网瞬间，一定要避免逆功率动作。

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柴油发电机组的使用注意事项 一、发电机组的固定安装需采用混凝土基础地基深度及范围由机组重量及外形尺寸确定一般250ｋＷ机组的地基深度约350ｍｍ如不固定安装应在底盘下采用减振效果良好的减震垫以防振动过大。 二、发电机组除满足自身噪音指标(1ｍ处检测指标)外还应考虑其噪音对环境的影响一般需加装消音器装置以降低噪音污染。 三、机房内要做好通风散热还要保证 温度在0℃以上特别在寒冷的冬季应做好燃油、润滑油、冷却水的防冻保暖措施。 四、机组的保养主要是柴油机的保养按柴油机说明书的要求定期维护保养。机组起动成功后应密切注意机油压力待机油压力达到0 5ｂａｒ时方可逐步加速待柴油机的出水温度高于70℃、机油温度高于45℃、机油压力高于2 5ｂａｒ时才可进入全负荷运转。机组正常工作时水温不得大于90℃油温不得大于95℃机油压力应在2 5～4ｂａｒ范围内。 五、注意触电危险 柴油发电机组的电力进入公用线路必须经过具有机械连锁的转换开关，一定要确保与市电的分开。在需要与市电并网时必须经专业部门（供电局）审批，并采用并网专用设备。否则会有严重的设备及人身事故危害。 柴油发电机组一定要做到可靠接地，进行带电设备的检修一定要使用绝缘工具，在潮湿的环境下更是要注意触电危险。遵守所有的电气规定，设备的电气部分安装和检修必须由具备资格的专业电气人员进行。 六、废气有毒 应该有合适的废气排出系统，保证发动机的废气排出室外，要经常检查废气排出系统有无漏气。当柴油发电机房内有废气时，应先开门窗排出废气再进屋，以防废气中的一氧化碳使人中毒。 七、运行 不要在有爆炸物危险的地方使用发电机组。靠近运转的柴油发电机很危险。宽松的衣服、头发和坠落的工具会造成人身及设备的重大事故，运行中的柴油发电机组，部分裸露的管道和部件处于高温状态，要防止触摸灼伤。 八、火灾 金属物品将导致电线短路，可引发火灾隐患。柴油发电机的发动机要保持清洁，过量的油污有可能引发机体过热所造成损坏及火灾发生。要在柴油发电机房内方便的地方放置数个干粉或二氧化碳气体灭火器。 九、铅酸电池使用 铅酸电池的稀硫酸电解液有毒并具有腐蚀性，接触到皮肤会造成灼伤，应立即用清水冲洗。 如果溅入眼睛，要立即用大量洁净水冲洗并送医院治疗。电池在使用过程中会释放爆炸性气体，要保证室内通风良好并禁止明火靠近。 十、启动 在极寒冷的环境下，启动柴油发电机组需要预热装置，千万不能用明火烘烤机体，蓄电池电解液温度 保持在10℃以上，才能使蓄电池提供出足够的电力。五、发电机组虽属备用电源也应每隔一段时间(两周左右)运行一次使其处于良好备用状态。

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原理解析发电机的作用和冷启动电流定义 核心提示：　　发电机的作用：1.充电到电瓶，使电瓶保持充满电的状态2.供应电流到各电器3.唯有在发电机的发电量，低于电器耗用电流时，才由　　发电机的作用：1.充电到电瓶，使电瓶保持充满电的状态2.供应电流到各电器3.唯有在发电机的发电量，低于电器耗用电流时，才由电瓶补足供电所以说电瓶在车子起动后，在充电系统不足的情况下，电瓶才会供应出电流，否则电瓶是只会在充电的状态，对车子的电器是无任何的付出（除了滤波外）。基本上现在的车子，发电机的电流输出量多相当的足够（至少在80A以上），在车子起动后，全车的电器全多仰赖发电机的输出，跟电瓶无直接关系。　　若车子加装了很多多余的电器设备，需要加强的是发电机而并不是电瓶，毕竟电瓶的作用主要是在起动时或发电机的发电量，低于电器耗用电流时才有作用。车子起动后正常工作电压约为14V，若发电量低于电器耗用电流时，此时将由电瓶供出电流且电压会逐步降低直到点火或喷射系统无发正常工作时而熄火，但在这过程中引擎的性能也较差（主要是电火能供电压降低）。　　CCA（冷启动电流）的定义：新电瓶充饱状态，华氏零度（摄氏零下17.8度））气温下，30秒持续放电至7.2V，所能持续提供的电流。从这个定义可以看出来，这比较像是一种设计规格，要实测比较麻烦一点。要用很多次量测，每次分别以不同电流放电至7.2V.以刚好能撑到30秒的电流值为准。　　CCA是摇转引擎能力的主要指针。主要反映电瓶内阻，（极板设计）容量虽然也有关，但比较不直接。

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