新聞主題	柴油發(fā)電機(jī)組的性能要求和一次接線圖

 

摘要： 自動(dòng)化柴油發(fā)電機(jī)組有很多好處，包括實(shí)現(xiàn)兩路電源包括市電與市電、市電與發(fā)電或者發(fā)電之間)的全自動(dòng)切換，可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)操作，機(jī)械、電氣雙重連鎖等功能，以保證用戶的正常用電要求。康明斯公司在本文中簡要介紹了柴油發(fā)電機(jī)組的結(jié)構(gòu)配置、運(yùn)行、啟動(dòng)、控制、使用油質(zhì)、保護(hù)裝置以及電氣系統(tǒng)，這些全部屬于性能要求范圍的內(nèi)容。通常除了符合國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，還要滿足現(xiàn)場條件和用戶特定要求。此外，發(fā)電機(jī)廠家有義務(wù)為用戶設(shè)計(jì)柴油發(fā)電機(jī)組安裝一次、二次接線圖，方便用戶在啟用第三方機(jī)電安裝單位時(shí)能夠按圖施工。

 

一、柴發(fā)性能要求

 

1、 運(yùn)行要求

        柴油發(fā)電機(jī)組能連續(xù)滿容量運(yùn)行。柴油發(fā)電機(jī)組能通過運(yùn)行方式選擇開關(guān)，選擇柴油發(fā)電機(jī)組所處狀態(tài)。運(yùn)行方式選擇開關(guān)有下列四個(gè)位置即“自動(dòng)”、“試驗(yàn)”、“手動(dòng)”、“停運(yùn)”。柴油發(fā)電機(jī)組正常處于準(zhǔn)起動(dòng)狀態(tài)即“自動(dòng)”狀態(tài)。自起動(dòng)時(shí)間<10秒。

2、起動(dòng)要求

（1）保證柴油發(fā)電機(jī)組自起動(dòng)快速性和成功率，保證柴油發(fā)電機(jī)組正常處于熱態(tài)，采取對柴油發(fā)電機(jī)組冷卻水手段。

（2）柴油發(fā)電機(jī)組的起動(dòng)方式為電起動(dòng)。柴油發(fā)電機(jī)自帶起動(dòng)所需蓄電池及充電裝置，蓄電池充電裝置滿足柴油發(fā)電機(jī)停運(yùn)時(shí)給蓄電池充電的功能。

（3） 蓄電池采用全密封免維護(hù)閥控鉛酸蓄電池，蓄電池的浮充裝置具備小電源浮充和快速充電的雙速自動(dòng)充電能。蓄電池壽命不低于15年，且蓄電池容量滿足連續(xù)起動(dòng)15次的用電量要求，蓄電池位置（如圖1所示）。

3、 發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)

      發(fā)電機(jī)配用無刷勵(lì)磁方式。勵(lì)磁系統(tǒng)為快速反應(yīng)的永磁無刷勵(lì)磁系統(tǒng)，對于自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)整裝置，滿足以下條件：

（1）靜態(tài)電壓調(diào)整率：≤±0.5％

（2）暫態(tài)電壓調(diào)整率：≤±2％

（3）穩(wěn)定時(shí)間：小于1.0秒

（4）電壓波動(dòng)率：≤±0.25％

（5）頂值電壓系數(shù)：＞1.5

（6）勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置有自動(dòng)和手動(dòng)兩種調(diào)節(jié)方式。

4、通風(fēng)冷卻方式

        柴油發(fā)電機(jī)組的通風(fēng)方式以軸向通風(fēng)方式為主，柴油機(jī)冷卻方式采用閉式循環(huán)水冷卻，一次水冷，二次采用散熱器風(fēng)冷，不需外供水源，所在位置如圖2所示。冷卻水的水質(zhì)以生活水為主。補(bǔ)水箱和冷卻水管中加防凍液。發(fā)電機(jī)的冷卻方式，為自然風(fēng)冷，發(fā)電機(jī)組不需外供工業(yè)冷卻水。

5、柴油機(jī)的燃油及潤滑油

（1）燃油標(biāo)號：滿足環(huán)境溫度在-24℃~39℃的條件下使用

（2）潤滑油牌號：滿足環(huán)境溫度在-24℃~39℃的條件下使用

（3）最大功率燃油消耗率：≤210 克/千瓦時(shí)

6、容量標(biāo)定

    發(fā)動(dòng)機(jī)功率折損：輸出凈功率至少應(yīng)滿足在扣除所有輔助用電，并按環(huán)境條件、海拔高度修正后的功率。

7、噪聲

        柴油機(jī)在排氣管路上裝設(shè)消音器，裝設(shè)消音器后，從距離柴油機(jī)排氣管出口1米處的音壓不大于85分貝（A聲級）。柴油機(jī)房外部噪聲需滿足國家環(huán)保要求，即音壓不大65分貝。

8、柴發(fā)及配套設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

（1）發(fā)電機(jī)組提供整體型鋼底架；

（2）發(fā)電機(jī)組采取橡膠墊和地基彈簧減震器二級減震措施。

（3）基礎(chǔ)設(shè)計(jì)可不考慮動(dòng)荷載，地基要求普通慣性平臺(tái)，水平度不大于1%，發(fā)電機(jī)組底座下部的彈簧減震器與地基采用膨脹螺栓固定。

（4）配電開關(guān)柜柜內(nèi)空氣斷路器采用智能型抽出式斷路器，短路開斷電流為50kA。

（5）發(fā)電機(jī)廠家供貨范圍內(nèi)，設(shè)備之間的動(dòng)力、信號控制電纜均采用阻燃電纜。

（6）發(fā)電機(jī)絕緣為H級，防護(hù)等級為IP32。

（7）電氣屏包括控制柜和配電開關(guān)柜，柜體防護(hù)等級為IP32，安裝儀表、信號等監(jiān)測裝置的間隔采用全屏蔽防護(hù)結(jié)構(gòu)，柜內(nèi)移動(dòng)部位的連線采用帶保護(hù)層的阻燃金屬軟線。與測量表計(jì)配套的分流器、變送器的準(zhǔn)確等級不低于0.5級，電流互感器的準(zhǔn)確等級不低于0.5級；保護(hù)用的電流互感器應(yīng)滿足保護(hù)裝置的要求。電氣屏柜內(nèi)斷路器采用ABB、施耐德等品牌，電氣屏要有良好的接地措施。

（8）柴油機(jī)配置日用燃油箱，安裝于室內(nèi)，容量不小于柴油發(fā)電機(jī)組連續(xù)滿載運(yùn)行24小時(shí)用油量。油箱設(shè)計(jì)和制造安裝應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，補(bǔ)油設(shè)備分別設(shè)有電動(dòng)和手動(dòng)裝置，提供相應(yīng)的管道附件（閥門，接頭等）。

（9）整套柴油發(fā)電機(jī)組無漏水，漏油，漏氣現(xiàn)象。

 

圖1  C175D5康明斯柴油發(fā)電機(jī)組正視圖（電球端

圖2  C175D5康明斯柴油發(fā)電機(jī)組正視圖（水箱面）

 

二、電氣接線規(guī)范與圖紙功能

 

      ?電?圖形符號、帶注釋的圍框或簡化外形表示電?系統(tǒng)或設(shè)備中組成部分之間相互關(guān)系及其連接關(guān)系的?種圖。?義地說表明兩個(gè)或兩個(gè)以上變量之間關(guān)系的曲線，?以說明系統(tǒng)、成套裝置或設(shè)備中各組成部分的相互關(guān)系或連接關(guān)系，或者?以提供?作參數(shù)的表格、?字等，也屬于電?圖之列。

1、系統(tǒng)圖或框圖

      ?符號或帶注釋的框，概略表示系統(tǒng)或分系統(tǒng)的基本組成、相互關(guān)系及其主要特征的?種簡圖。

2、電路圖

      ?圖形符號并按?作順序排列，詳細(xì)表示電路、設(shè)備或成套裝置的全部組成和連接關(guān)系，?不考慮其實(shí)際位置的?種簡圖。?的是便于詳細(xì)理解作?原理、分析和計(jì)算電路特性。

3、功能圖

      表示理論的或理想的電路?不涉及實(shí)現(xiàn)?法的?種圖，其?途是提供繪制電路圖或其他有關(guān)圖的依據(jù)。

4、邏輯圖

      主要??進(jìn)制邏輯（與、或、異或等）單元圖形符號繪制的?種簡圖，其中只表示功能?不涉及實(shí)現(xiàn)?法的邏輯圖叫純邏輯圖。

5、功能表圖

      表示控制系統(tǒng)的作?和狀態(tài)的?種圖。

6、等效電路圖

      表示理論的或理想的元件（如R、L、C）及其連接關(guān)系的?種功能圖。

7、程序圖

      詳細(xì)表示程序單元和程序?及其互連關(guān)系的?種簡圖。

8、設(shè)備元件表

      把成套裝置、設(shè)備和裝置中各組成部分和相應(yīng)數(shù)據(jù)列成的表格其?途表示各組成部分的名稱、型號、規(guī)格和數(shù)量等。

9、端?功能圖

      表示功能單元全部外接端?，并?功能圖、表圖或?字表示其內(nèi)部功能的?種簡圖。

10、接線圖或接線表

      表示成套裝置、設(shè)備或裝置的連接關(guān)系，?以進(jìn)?接線和檢查的?種簡圖或表格。

（1）單元接線圖或單元接線表：

      表示成套裝置或設(shè)備中?個(gè)結(jié)構(gòu)單元內(nèi)的連接關(guān)系的?種接線圖或接線表。（結(jié)構(gòu)單元指在各種情況下可獨(dú)?運(yùn)?的組件或某種組合體）

（2）互連接線圖或互連接線表：

      表示成套裝置或設(shè)備的不同單元之間連接關(guān)系的?種接圖或接線表。（線纜接線圖或接線表）

（3）端?接線圖或端?接線表：

      表示成套裝置或設(shè)備的端?，以及接在端?上的外部接線（必要時(shí)包括內(nèi)部接線）的?種接線圖或接線表。

（4）電費(fèi)配置圖或電費(fèi)配置表：

      提供電纜兩端位置，必要時(shí)還包括電費(fèi)功能、特性和路徑等信息的?種接線圖或接線表。

11、數(shù)據(jù)單

      對柴油發(fā)電機(jī)組的性能、特性、型號等給出詳細(xì)信息的資料。

12、簡圖或位置圖

       表示成套裝置、設(shè)備或裝置中各個(gè)項(xiàng)?的位置的?種簡圖或?咱圖叫位置圖。指?圖形符號繪制的圖，?來表示?個(gè)區(qū)域或?個(gè)建筑物內(nèi)成套電?裝置中的元件位置和連接布線。

 

三、一次、二次接線圖

 

       一次接線就是主電路的接線即電源，二次接線就是用來控制、檢測、保護(hù)、計(jì)量等。一般一次接線簡單，二次接線較復(fù)雜。在電力系統(tǒng)中，二次設(shè)備及二次回路對于電力系統(tǒng)的安全生產(chǎn)至關(guān)重要。即使一次設(shè)備正常運(yùn)行，一旦二次設(shè)備出現(xiàn)異常，也將導(dǎo)致嚴(yán)重后果。例如，線路保護(hù)接線有誤或整定值不正確，當(dāng)發(fā)生短路故障時(shí)，保護(hù)會(huì)拒動(dòng)或誤動(dòng)，造成越級跳閘，擴(kuò)大停電范圍或損壞電氣設(shè)備；測量回路有問題，則會(huì)造成測量不準(zhǔn)確，影響對運(yùn)行設(shè)備工況的正確分析判斷；計(jì)量回路有問題，則會(huì)影響電力系統(tǒng)自身或用戶的經(jīng)濟(jì)利益。

1、 一次接線

      以250KW康明斯柴油發(fā)電機(jī)組為例，發(fā)電機(jī)一次接線圖如圖3所示 。

      發(fā)電機(jī)一次接線其實(shí)就是電?主接線，主要是指在發(fā)電機(jī)組、變電所、電?系統(tǒng)中，為滿?預(yù)定的功率傳送?式和運(yùn)?等要求?設(shè)計(jì)的、表明?壓電?設(shè)備之間相互連接關(guān)系的傳送電能的電路。電路中的?壓電?設(shè)備包括發(fā)電機(jī)、變壓器、母線、斷路器、隔離開關(guān)、線路等。它們的連接?式，對供電可靠性、運(yùn)?靈活性及經(jīng)濟(jì)合理性等起著決定性作?。

2、 二次接線

      如圖4所示，柴油發(fā)電機(jī)組的控制起動(dòng)、保護(hù)、測量、信號系統(tǒng)采用直流電壓，斷路器控制，操作及其信號線路圖。

（1）發(fā)電機(jī)組發(fā)電機(jī)控制箱（屏）是發(fā)電機(jī)組發(fā)電機(jī)的配套設(shè)備，主要是控制發(fā)電機(jī)組發(fā)電機(jī)送電及調(diào)壓。根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，小容量發(fā)電機(jī)組發(fā)電機(jī)的控制箱直接安裝在發(fā)電機(jī)組上，大容量發(fā)電機(jī)組發(fā)電機(jī)的控制屏則固定在機(jī)房的地面基礎(chǔ)上，或安裝在與發(fā)電機(jī)組隔離的控制室內(nèi)，具體安裝方法應(yīng)符合成套配電控制柜（屏、臺(tái)）安裝工藝標(biāo)準(zhǔn)。

（2）對于500KW以下的發(fā)電機(jī)組，隨發(fā)電機(jī)組配有配套的控制箱（屏）和勵(lì)磁箱，對于500KW 以上的發(fā)電機(jī)組，發(fā)電機(jī)組生產(chǎn)商一般提供控制屏。

（3）根據(jù)控制屏和發(fā)電機(jī)組安裝的位置安裝金屬橋架，應(yīng)符合電纜橋架安裝工藝標(biāo)準(zhǔn)。

3、保護(hù)接地和保護(hù)接零

（1）接地和接地裝置

      電?設(shè)備的某部分與?地之間做良好的電?連接，稱為接地。接地裝置是由接地體和接地線兩部分組成：

① 埋?地中并直接與?地接觸的?屬導(dǎo)體，稱為接地體或接地極。專門為接地??為裝設(shè)的接地體，稱為??接地體。兼作接地體?的直接與?地接觸的各種?屬構(gòu)件、建筑物的基礎(chǔ)等，稱為?然接地體。

② 接地體與電?設(shè)備的?屬外殼之間的連接線，稱為接地線。接地線在設(shè)備正常運(yùn)?時(shí)是不載流的，但在故障情況下通過接地故障電流。接地線?分為接地?線和接地?線。由若?接地體在?地中相互?接地線連接起來的?個(gè)整體，稱為接地?。

（2）接地電流和對地電壓

      當(dāng)電?設(shè)備發(fā)?接地故障時(shí)，電流就通過接地體向?地作半球形散開，這?電流，稱為接地電流。試驗(yàn)表明，在距單根接地體或接地故障點(diǎn)20?左右的地?，實(shí)際上散流電阻已趨近于零，這電位為零的地?，稱為電?上的“地”或“?地”。電?設(shè)備的接地部分與零電位的“地”（?地）之間的電位差，就稱為接地部分的對地電壓。

（3）接觸電壓和跨步電壓

① 接觸電壓是指設(shè)備絕緣損壞時(shí)，在?體同時(shí)觸及的兩部分間出現(xiàn)的電位差。如?站在發(fā)?接地故障的設(shè)備旁，?觸及設(shè)備?屬外殼，則??與腳之間的電位差，即為接觸電壓。

② 跨步電壓是指在故障點(diǎn)附近??，兩腳間出現(xiàn)的電位差。在帶電的斷線落地點(diǎn)附近及防雷裝置泄放雷電流的接地體附近??時(shí)，同樣也有跨步電壓。

③ 跨步電壓的??與距接地點(diǎn)的遠(yuǎn)近有關(guān)，距離短路接地點(diǎn)愈遠(yuǎn)，跨步電壓愈?，距離20?以外時(shí)，則跨步電壓近似等于零。因此在敷設(shè)變配電所的接地裝置時(shí)，應(yīng)盡量使接地?做到電位分布均勻，以降低接觸電壓和跨步電壓。

 

圖3  柴油發(fā)電機(jī)組一次接線圖

圖4  控制器接線線路圖

 

四、柴發(fā)輔助系統(tǒng)

 

       除遠(yuǎn)方控制的要求外，柴油發(fā)電機(jī)組應(yīng)裝設(shè)就地手動(dòng)啟動(dòng)裝置。柴油機(jī)旁還應(yīng)設(shè)置緊急停機(jī)按鈕。柴油機(jī)控制回路應(yīng)實(shí)現(xiàn)與400V工作電源開關(guān)的連鎖。閉鎖控制屏上手動(dòng)和遠(yuǎn)方啟動(dòng)功能，可安全進(jìn)行設(shè)備維護(hù)和檢修。

1、保護(hù)功能

（1）發(fā)電機(jī)組超速保護(hù)——光報(bào)警，停機(jī)關(guān)油門。

（2）潤滑油壓低/過低——聲光報(bào)警/聲光報(bào)警，停機(jī)關(guān)油門。

（3）自啟動(dòng)失敗——聲光報(bào)警，停機(jī)關(guān)油門。

（4）低壓閉鎖過流保護(hù)——聲光報(bào)警，停機(jī)關(guān)油門。

（5）發(fā)電機(jī)過負(fù)荷保護(hù)——聲光報(bào)警。

（6）發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)——聲光報(bào)警，停機(jī)關(guān)油門。

（7）發(fā)電機(jī)過電壓保護(hù)——聲光報(bào)警，停機(jī)關(guān)油門并滅磁。

（8）發(fā)電機(jī)單相接地保護(hù)——聲光報(bào)警，停機(jī)關(guān)油門。

（9）發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)故障保護(hù)——聲光報(bào)警，停機(jī)關(guān)油門。

（10）冷卻水溫高/過高——聲光報(bào)警/聲光報(bào)警，停機(jī)關(guān)油門。

（11）潤滑油溫高——聲光報(bào)警。

（12）日用油箱油位低 ——聲光報(bào)警。

（13）發(fā)電機(jī)事故跳閘——聲光報(bào)警。

（14）逆功率保護(hù)——聲光報(bào)警，停機(jī)關(guān)油門。

（15）失磁保護(hù)——聲光報(bào)警，停機(jī)關(guān)油門。

（16）冷卻水水位低——聲光報(bào)警。

（17）過電流保護(hù)：保護(hù)裝設(shè)在發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)的分相引出線上，動(dòng)作于發(fā)電機(jī)出口斷路器跳閘并滅磁；過電流保護(hù)具備速斷（主保護(hù)）及定時(shí)限（后備保護(hù)）二種功能。同時(shí)對單項(xiàng)接地故障有靈敏度。

（18）柴油機(jī)保護(hù)：柴油機(jī)裝設(shè)水溫過高，機(jī)油油壓過低，超速保護(hù)，保護(hù)動(dòng)作于停機(jī)；裝設(shè)水溫高，油壓低，潤滑油高溫，儲(chǔ)油箱油位低，水位低等保護(hù)，保護(hù)動(dòng)作于信號。

2、遠(yuǎn)程控制與信號

      柴油機(jī)控制器預(yù)留一路通訊接口，發(fā)電機(jī)廠家應(yīng)配合進(jìn)行調(diào)試，使柴油機(jī)具備遠(yuǎn)方控制；運(yùn)行、停止、報(bào)警、保護(hù)等信號傳入升壓站監(jiān)控系統(tǒng)等功能。

     出現(xiàn)以下故障之一出現(xiàn)時(shí)，發(fā)電機(jī)組將實(shí)現(xiàn)保護(hù)停機(jī)并發(fā)出聲光報(bào)警，并引入升壓站控制室計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)（接點(diǎn)容量：DC220V 2.5A）：

（1）機(jī)油壓力低

（2）發(fā)電機(jī)組超速

（3）過起動(dòng)（三次起動(dòng)失敗）

（4）發(fā)動(dòng)機(jī)溫度過高

（5）發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)

（6）發(fā)電機(jī)過電壓

      出現(xiàn)下列情況之一時(shí)，發(fā)電機(jī)組將發(fā)出聲光報(bào)警，并送往升壓站控制室計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)（接點(diǎn)容量：DC220V  2.5A）

（1）發(fā)電機(jī)跳閘（過電流，差動(dòng)，過電壓，低電壓，逆功率，失磁）

（2）蓄電池電壓低

（3）水溫低

（4）油箱油位低

（5）潤滑油壓力低預(yù)警

（6）發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫高預(yù)警

（7）發(fā)電機(jī)組在“非自動(dòng)狀態(tài)”

（8）冷卻水位低

      發(fā)電機(jī)出口斷路器合、跳，進(jìn)線斷路器合、跳，位置信號接點(diǎn)（1開1閉）送往升壓站控制室計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)（接點(diǎn)容量：DC220V  2.5A）

3、測量儀表

      為了防止數(shù)字控制器的傳感器出現(xiàn)誤報(bào)或失靈現(xiàn)象，柴油機(jī)可裝設(shè)儀表式測量表計(jì)，如圖6所示。

（1）發(fā)電機(jī)：交流電流表，交流電壓表，有功功率表，功率因數(shù)表，頻率表，啟動(dòng)電機(jī)直流電壓表，電池電壓表，計(jì)時(shí)表，選擇開關(guān)。

（2）交流及直流儀表準(zhǔn)確等級1.5%。

（3）電動(dòng)轉(zhuǎn)速表、機(jī)油壓力表、機(jī)油溫度表、冷卻水溫度表等。

 

圖5  柴油發(fā)電機(jī)組遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖

圖6  柴油機(jī)儀表盤實(shí)物圖

總結(jié)：

      綜上所述，接地方式按帶電性質(zhì)可分為交流接地系統(tǒng)和直流接地系統(tǒng)兩?類。按?途可分為?作接地系統(tǒng)、保護(hù)接地系統(tǒng)和防雷接地系統(tǒng)。?防雷接地系統(tǒng)中?可分為設(shè)備防雷和建筑防雷。除此之外，柴發(fā)接線還包括主電源、控制系統(tǒng)、保護(hù)系統(tǒng)等內(nèi)容，而柴油發(fā)電機(jī)如何接線是確保設(shè)備安全運(yùn)行的重要一環(huán)。正確的接線可以保證信號的準(zhǔn)確傳遞和執(zhí)行部件的正常工作，同時(shí)避免因接線錯(cuò)誤而引起的故障和事故。因此，在進(jìn)行控制器接線時(shí)，應(yīng)仔細(xì)閱讀接線圖，按照要求進(jìn)行接線，并在接線完成后進(jìn)行檢查和固定，確保接線的正確性和可靠性。只有這樣，才能保證柴油發(fā)電機(jī)的正常運(yùn)行和安全使用。

 

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