新聞主題	柴油發(fā)電機(jī)組冷熱態(tài)和負(fù)荷過(guò)載試驗(yàn)

 

摘要：柴油發(fā)電機(jī)組性能測(cè)試對(duì)于確保設(shè)備可靠運(yùn)行至關(guān)重要，尤其是在遇到斷電和緊急情況時(shí)，絕對(duì)無(wú)法容忍備用的發(fā)電機(jī)組無(wú)法為用電提供所需的全部電力。其中，負(fù)載測(cè)試相當(dāng)于對(duì)柴油發(fā)電機(jī)進(jìn)行一次“試駕”，實(shí)際性試驗(yàn)可以確認(rèn)其是否具備工作的可靠性，同時(shí)還檢查其以最大容量和運(yùn)行的能力。在負(fù)載測(cè)試期間，將對(duì)柴油發(fā)電機(jī)的關(guān)鍵部件和功能進(jìn)行測(cè)試，一旦達(dá)到滿負(fù)荷，測(cè)試它是否在正常的工作壓力和溫度下運(yùn)行，這也是一種進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)的最佳方式，通過(guò)花時(shí)間和精力檢查柴油發(fā)電機(jī)狀態(tài)，確保您在最需要它們時(shí)不會(huì)遇到任何重大問(wèn)題。

 

一、試驗(yàn)環(huán)境條件的規(guī)定

 

      柴油發(fā)電機(jī)房工作實(shí)景如圖1（高壓機(jī)組）、圖2（低壓機(jī)組）所示。

1、輸出額定功率的條件

（1）絕對(duì)大氣壓力：Pr∶100kpa

（2）環(huán)境濕度：Tr∶298K（25℃）

（3）空氣相對(duì)濕度：30%。

2、輸出規(guī)定功率（允許修正功率）的條件

（1）海拔高度不超過(guò)2000m。

（2）環(huán)境溫度上限值為40℃；下限值分別為-5℃、-25℃、-40℃；c）

（3）空氣相對(duì)濕度90%（25℃）；95（25℃）

（3）長(zhǎng)霉∶溫?zé)釒陀忻咕⒛叮▽?duì)溫?zé)釒停?/span>發(fā)電機(jī)組電氣零部件經(jīng)長(zhǎng)霉試驗(yàn)后，表面長(zhǎng)霉等級(jí)應(yīng)不超過(guò)GB/T2423.16規(guī)定的2級(jí)。

3、功率修正

（1）按額定工況的連續(xù)運(yùn)行12h（其中包括過(guò)載10%運(yùn)行1h），發(fā)電機(jī)組應(yīng)無(wú)漏油、漏水、漏氣等不正常現(xiàn)象。

（2）發(fā)電機(jī)組在常溫（不低于今為5℃）下，不用輔助措施經(jīng)3次再動(dòng)應(yīng)能成功；對(duì)于規(guī)定環(huán)境溫度下限值為-40°C（或-25℃）的機(jī)組，應(yīng)有低溫固動(dòng)措施，并應(yīng)保證發(fā)電機(jī)組在-40℃（或-25℃）的情況下，20mln內(nèi)磨動(dòng)正常。

（3）啟動(dòng)成功后發(fā)電機(jī)組在3min內(nèi)應(yīng)能帶規(guī)定負(fù)載正常工作，發(fā)電機(jī)組的空載電壓整定范圍不小于95~105%額定電壓。

 

圖1  高壓柴油發(fā)電機(jī)組試驗(yàn)臺(tái)測(cè)試現(xiàn)場(chǎng).

圖2  低壓柴油發(fā)電機(jī)組測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)

 

二、常用柴發(fā)機(jī)組試驗(yàn)

 

1、測(cè)量發(fā)電機(jī)絕緣電阻和溫升

（1）試驗(yàn)前測(cè)量

      試驗(yàn)前用1000V兆歐表測(cè)量發(fā)電機(jī)的定子繞組、勵(lì)磁機(jī)定子繞組和發(fā)電機(jī)加熱器，冷態(tài)絕緣電阻大于1MΩ。

（2）負(fù)荷試驗(yàn)后測(cè)量發(fā)電機(jī)溫升

      用溫度計(jì)測(cè)量繞組溫升應(yīng)不大于80℃（F級(jí)絕緣），軸承溫度不大于90℃。過(guò)載試驗(yàn)時(shí)，溫升不做考核，但不應(yīng)有異常噪聲、振動(dòng)和有害的變形。

2、柴發(fā)機(jī)組的起動(dòng)試驗(yàn)

      每臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)組在冷態(tài)開(kāi)始連續(xù)起動(dòng)六次記錄壓降、最低起動(dòng)壓力及最大起動(dòng)次數(shù)。啟動(dòng)時(shí)間曲線如圖3所示，啟動(dòng)試驗(yàn)接線如圖4所示。

（1）柴油發(fā)電機(jī)組緊急停車、遠(yuǎn)程控制、手動(dòng)停車實(shí)效試驗(yàn)。

（2）備用手動(dòng)停車裝置實(shí)效試驗(yàn)

      在柴油機(jī)空載額定轉(zhuǎn)速下拉動(dòng)備用停車手柄，柴油機(jī)能立即停車。

（3）柴油機(jī)超速停車試驗(yàn)

      柴油機(jī)空載工況下調(diào)節(jié)噴油量，逐漸升高轉(zhuǎn)速，當(dāng)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到1725r/min（額定轉(zhuǎn)速的115%），超速保護(hù)裝置應(yīng)起作用。

（4）柴油機(jī)機(jī)油低壓保護(hù)試驗(yàn)

      采用模擬方法試驗(yàn)：機(jī)油壓力低于175KPa時(shí)，應(yīng)有聲光報(bào)警，并自動(dòng)停車。

（5）冷卻水高溫保護(hù)試驗(yàn)

      采用模擬方法試驗(yàn)：當(dāng)達(dá)到報(bào)警溫度值102℃時(shí)，報(bào)警裝置應(yīng)發(fā)出報(bào)警訊號(hào)。當(dāng)達(dá)到報(bào)警溫度值107℃時(shí)，報(bào)警裝置應(yīng)發(fā)出報(bào)警訊號(hào)并自動(dòng)停車。

 

圖3  柴油發(fā)電機(jī)組啟動(dòng)時(shí)間曲線圖

圖4  柴油發(fā)電機(jī)起動(dòng)試驗(yàn)電路接線圖

 

3、負(fù)荷試驗(yàn)

（1）單機(jī)負(fù)荷試驗(yàn)

      對(duì)多臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)（若有的情況下）分別作單機(jī)負(fù)荷試驗(yàn)，以水電阻和電抗器作為發(fā)電機(jī)的負(fù)荷，試驗(yàn)柴油發(fā)電機(jī)組負(fù)荷與試驗(yàn)時(shí)間按1表進(jìn)行。

（2）柴油機(jī)調(diào)速器試驗(yàn)

      機(jī)組在額定轉(zhuǎn)速滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，突然將負(fù)載全部卸去（突卸100%負(fù)載），檢查柴油機(jī)轉(zhuǎn)速的變化情況和穩(wěn)定所需的時(shí)間，然后將50%的負(fù)荷加上并隨即再加上50%的負(fù)荷（突加從0→50%→100%負(fù)載），檢查柴油機(jī)轉(zhuǎn)速的變化情況和達(dá)到所需的時(shí)間，連續(xù)做三次并作記錄。其要求是瞬時(shí)間速率≯10%的額定轉(zhuǎn)速；穩(wěn)定調(diào)速率≯5%的額定轉(zhuǎn)速；穩(wěn)定時(shí)間≯5S。

（3）交流發(fā)電機(jī)的靜態(tài)調(diào)壓特性試驗(yàn)

      在額定負(fù)荷、額定功率因素下，將電壓和頻率調(diào)至額定值，按發(fā)電機(jī)負(fù)荷變化100%→75%→50%→25%→0→25%→50%→75%→100%，測(cè)量各點(diǎn)負(fù)荷的電壓和頻率。發(fā)電機(jī)穩(wěn)態(tài)電壓調(diào)整率應(yīng)不超過(guò)額定電壓的+2.5%

（4）發(fā)電機(jī)組瞬態(tài)調(diào)壓特性試驗(yàn)（突加突卸負(fù)荷試驗(yàn)）

      發(fā)電機(jī)空載狀態(tài)下，轉(zhuǎn)速、電壓額定，COSΦ≤0.4（滯后）突加和突卸60%額定電流，瞬態(tài)電壓變化應(yīng)不大于15%UN（90V）（突加）、20%UN（120V）（突卸），電壓恢復(fù)到與額定值相差3%UN（18V）范圍內(nèi)所需時(shí)間應(yīng)不大于1.5S。

（5）起動(dòng)最大電動(dòng)機(jī)的效用試驗(yàn)

      在電站正常運(yùn)行工況下，任選一臺(tái)主發(fā)電機(jī)，對(duì)空壓機(jī)進(jìn)行起動(dòng)試驗(yàn)，此時(shí)應(yīng)檢查運(yùn)行中交流電動(dòng)機(jī)是否失步、停轉(zhuǎn)和電器自行脫扣現(xiàn)象，用儀表測(cè)量發(fā)電機(jī)電壓、電流變化情況。

（5）柴發(fā)機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行試驗(yàn)

      在柴油發(fā)電機(jī)組長(zhǎng)期并聯(lián)運(yùn)行試驗(yàn)前，檢查并聯(lián)運(yùn)行操作可靠性。試驗(yàn)的總負(fù)荷及時(shí)間按下表1進(jìn)行。

表1    常載柴油發(fā)電機(jī)組負(fù)荷試驗(yàn)時(shí)間和帶載比例

      多臺(tái)發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行中，發(fā)電機(jī)在50%額定負(fù)載時(shí)，電壓和頻率調(diào)至額定狀態(tài)，并入待并發(fā)電機(jī)組，然后將各發(fā)電機(jī)負(fù)載調(diào)至其額定值的25%作為起并負(fù)載點(diǎn)，按順序75%→50%→25%→50%→75%→100%→75%改變負(fù)載進(jìn)行試驗(yàn)，每種并聯(lián)每一負(fù)載點(diǎn)并聯(lián)運(yùn)行時(shí)間為5～10min，對(duì)每臺(tái)機(jī)組的有功功率、電壓、功率因數(shù)、電流和頻率進(jìn)行各負(fù)載測(cè)量，各機(jī)組應(yīng)能穩(wěn)定運(yùn)行，各發(fā)電機(jī)承擔(dān)的有功功率分配誤差不應(yīng)超過(guò)發(fā)電機(jī)有功功率的±15%，無(wú)功功率的分配誤差不應(yīng)超過(guò)發(fā)電機(jī)無(wú)功功率的±10%。本平臺(tái)需做85%、65%、50%、25%，各種機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)下，無(wú)功率分配試驗(yàn)，各種試驗(yàn)=功率因數(shù)應(yīng)維持在約0.8左右。

      此外，可對(duì)多臺(tái)柴發(fā)機(jī)組負(fù)荷轉(zhuǎn)移試驗(yàn)，輔助柴油機(jī)可實(shí)現(xiàn)與任何一臺(tái)主柴油機(jī)、任一數(shù)量柴油機(jī)的手動(dòng)/自動(dòng)并網(wǎng)。也可與任何一臺(tái)主柴油發(fā)電機(jī)組在額定功率的85%（535KW）之間均能過(guò)渡并車，轉(zhuǎn)移負(fù)荷，檢查發(fā)電機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)移的可靠性。

 

三、備用柴發(fā)機(jī)組試驗(yàn)

 

      備用機(jī)組的額定轉(zhuǎn)速為1500r/min，輸出功率按出廠技術(shù)參數(shù)，設(shè)備本身的各種保護(hù)整定值應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品技術(shù)說(shuō)明調(diào)整。在做該項(xiàng)試驗(yàn)前，必須對(duì)機(jī)組及控制系統(tǒng)安裝和接線進(jìn)行驗(yàn)收，報(bào)警及安全裝置校驗(yàn)，同時(shí)對(duì)控制系統(tǒng)的絕緣電阻進(jìn)行檢測(cè)，確認(rèn)均合格的條件下，方可進(jìn)行該項(xiàng)目的試驗(yàn)。

1、起動(dòng)試驗(yàn)

      蓄電池啟動(dòng)發(fā)電機(jī)組，自冷態(tài)開(kāi)始，連續(xù)啟動(dòng)次數(shù)應(yīng)不小于3次，電啟動(dòng)3次失敗應(yīng)報(bào)警。

2、自動(dòng)起動(dòng)試驗(yàn)

      模擬主電站正常電源發(fā)生故障，檢驗(yàn)備用機(jī)組自起動(dòng)功能動(dòng)作的可靠性及3次起動(dòng)失敗報(bào)警試驗(yàn)，記錄備用機(jī)組從自起動(dòng)到合閘供電的時(shí)間，應(yīng)滿足不超過(guò)45S的要求，以及主發(fā)電機(jī)組恢復(fù)運(yùn)轉(zhuǎn)后的自動(dòng)分閘試驗(yàn)。

3、柴油機(jī)超轉(zhuǎn)速、低油壓、高水溫報(bào)警試驗(yàn)

（1）轉(zhuǎn)速到達(dá)113%（1695r/min）時(shí)，超速報(bào)警器應(yīng)能自動(dòng)報(bào)警并停車。

（2）機(jī)油低壓和冷卻水高溫模擬試驗(yàn)

      機(jī)油低壓低于300MPa，或冷卻水溫度高于100℃時(shí)，應(yīng)有聲光報(bào)警。機(jī)油低壓低于200MPa，或冷卻水溫度高于105℃時(shí)，應(yīng)自動(dòng)停車。

4、備用機(jī)組調(diào)速特性試驗(yàn)

      機(jī)組在額定轉(zhuǎn)速滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，突然將負(fù)載全部卸去（突卸100%負(fù)載），檢查柴油機(jī)轉(zhuǎn)速的變化情況和穩(wěn)定所需的時(shí)間，然后將50%的負(fù)荷加上并隨即再加上50%的負(fù)荷（突加從0→50%→100%負(fù)載），檢查柴油機(jī)轉(zhuǎn)速的變化情況和達(dá)到所需的時(shí)間，連續(xù)做三次并作記錄。

5、發(fā)電機(jī)調(diào)壓特性試驗(yàn)

（1）發(fā)電機(jī)的靜態(tài)特性試驗(yàn)

      在額定負(fù)荷、額定功率因素下，將電壓和頻率調(diào)至額定值，按發(fā)電機(jī)負(fù)荷變化100%→75%→50%→25%→0→25%→50%→75%→100%，測(cè)量各點(diǎn)負(fù)荷的電壓和頻率，測(cè)試時(shí)間參考表2。發(fā)電機(jī)穩(wěn)態(tài)電壓調(diào)整率應(yīng)不超過(guò)額定電壓的3.5%

 表2    備用柴油發(fā)電機(jī)組負(fù)荷試驗(yàn)時(shí)間和帶載比例

 

（2）發(fā)電機(jī)組動(dòng)態(tài)性試驗(yàn)（突加突卸負(fù)荷試驗(yàn)）

      發(fā)電機(jī)空載狀態(tài)下，轉(zhuǎn)速、電壓額定，COSφ≤0.4（滯后）突加和突卸60%額定電流，瞬態(tài)電壓變化應(yīng)不大于15%UN（60V）（突加）、20%UN（80V）（突卸），電壓恢復(fù)到與額定值相差3%Un（12V）范圍內(nèi)所需時(shí)間應(yīng)不大于1.5S。

 

四、電氣系統(tǒng)測(cè)試

 

      電氣系統(tǒng)的試驗(yàn)需在電氣供應(yīng)商指導(dǎo)下，用戶配合做系統(tǒng)試驗(yàn)。

1、測(cè)量絕緣電阻和溫升

（1）測(cè)量示例如圖5所示。將所有電源和用電設(shè)備的斷路器斷開(kāi)，除去測(cè)量和指示設(shè)備熔斷器的熔絲，將電壓線圈開(kāi)路，用500V兆歐表測(cè)量各相匯流排之間以及與機(jī)體之間的冷態(tài)絕緣電阻應(yīng)不小于1MΩ。負(fù)荷試驗(yàn)后，測(cè)量熱態(tài)絕緣電阻應(yīng)不小于1MΩ。

（2）負(fù)荷試驗(yàn)后，測(cè)量母排溫升，應(yīng)不大于45℃。

2、控制器效用試驗(yàn)

      檢查儀表和開(kāi)關(guān)的效能。

（1）檢查安裝在控制器上的對(duì)地絕緣監(jiān)測(cè)、指示、報(bào)警裝置的工作可靠性。

（2）試驗(yàn)整定備用發(fā)電機(jī)主開(kāi)關(guān)保護(hù)值，參考表3。

表1    柴發(fā)出口斷路器開(kāi)關(guān)保護(hù)值

 

3、起動(dòng)最大電動(dòng)機(jī)試驗(yàn)

      備用電站在備用工況下，機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，對(duì)消防總用泵（其中一臺(tái)）及泡沫消防泵分別進(jìn)行起動(dòng)試驗(yàn)，此時(shí)應(yīng)檢查交流電動(dòng)機(jī)是否失步、停轉(zhuǎn)和電器自行脫扣現(xiàn)象用儀表、測(cè)發(fā)電機(jī)電壓、電流變化情況。

4、其他電氣系統(tǒng)檢查

（1）檢查控制系統(tǒng)各相負(fù)荷的不平衡度，其值應(yīng)在每相額定電流的15%以內(nèi)。

（2）檢查試驗(yàn)控制系統(tǒng)匯流排失電時(shí)自動(dòng)接通臨時(shí)備用照明系統(tǒng)的功能。

（3）檢查備用發(fā)電機(jī)主開(kāi)關(guān)和其它聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)的連鎖性能。

5、逆功率保護(hù)試驗(yàn)

      調(diào)整發(fā)電機(jī)逆功率保護(hù)裝置，整定值為發(fā)電機(jī)額定功率的10%（主發(fā)電機(jī)組逆功率為155kW，輔發(fā)電機(jī)組逆功率；63kW），延時(shí)<10S動(dòng)作。逆功率保護(hù)試驗(yàn)電路如圖6所示。

4、自動(dòng)卸載試驗(yàn)

      由自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)取樣模擬至負(fù)荷為變壓器額定電流的100%，延時(shí)10S發(fā)電機(jī)進(jìn)行1級(jí)自動(dòng)卸載，并發(fā)出報(bào)警。

 

圖5  發(fā)電機(jī)絕緣電阻和溫升測(cè)量

圖6  發(fā)電機(jī)逆變器保護(hù)試驗(yàn)電路圖

 

總結(jié)：

       柴油發(fā)電機(jī)組的使用應(yīng)按照國(guó)家和電力行業(yè)有關(guān)規(guī)程、規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的要求，對(duì)發(fā)電機(jī)組定期進(jìn)行安全檢查、預(yù)防性試驗(yàn)、啟機(jī)試驗(yàn)和切換裝置的切換試驗(yàn)，以確保其始終處于良好運(yùn)行狀態(tài)，并有書(shū)面記錄；制訂柴油發(fā)電機(jī)運(yùn)行操作、維護(hù)管理的規(guī)程制度和備用處置預(yù)案，并定期進(jìn)行備用演練。此外，為節(jié)約試驗(yàn)時(shí)間和費(fèi)用，在連續(xù)運(yùn)行12小時(shí)試驗(yàn)中（額定運(yùn)行11小時(shí)，110%額定負(fù)載1小時(shí)）可同時(shí)進(jìn)行熱試驗(yàn)和冷熱態(tài)電壓變化率兩項(xiàng)試驗(yàn)。同時(shí)還可以加入熱態(tài)電壓調(diào)整范圍、熱態(tài)穩(wěn)態(tài)電壓調(diào)整率和瞬態(tài)電壓調(diào)整率及恢復(fù)時(shí)間、控制屏儀表準(zhǔn)確度檢查、振動(dòng)測(cè)量等眾多試驗(yàn)項(xiàng)目。康明斯公司在上文中就柴油發(fā)電機(jī)組相關(guān)試驗(yàn)順序和試驗(yàn)方法逐一進(jìn)行介紹。

 

 

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