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关于柴油发电机组的探讨
一、发电机组主要参数
当前,性能优良的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。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-范围内变化,频率稳定不变。
随机频率波动：负载处于0-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。
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柴油发电机组存放应该注意的问题
1.存放地点应干燥，气温不低于+5℃, 康明斯柴油发电机存放时 用木块垫在车架与地面之间,减轻存放期间轮胎和钢板弹簧的负荷,禁止与酸碱品放在同一室内。
2.存放期间必须对外露金属加工表面进行涂封保护，各润滑部位加满润滑油，把蓄电池取下，另行保存。
3.每月检查一次，如发现有腐蚀现象，应及时除去，并重新进行油封。柴油机内部一般不进行油封，存放时可不定期地进行起动，使气缸内部保持干燥，以免产生锈蚀现象，保存期间发动机的进气口和排气口需严密包封，以防湿气及尘埃侵入.
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柴油发电机组因铅酸蓄电池极桩氧化无法起动
(1)故障现象 某柴油机电站额定功率为50kW，采用东风康明斯柴油机为原动力，起动电动机功率为2.2kW，起动电压为DC 24V，采用两块风帆蓄电池厂的68025 D低温起动铅酸蓄电池串联作为柴油机的起动电源。JDK为电源总开关(接地开关)，节为起动电源开关，SA1为点火开关，M、Q为起动电动机和电磁开关线圈，TJ为直流继电器，正常起动过程为台上电源总开关JDK及起动电源开关QF，将点火开关SA1打至。起动“位置”，这时直流继电器ZJ线圈得电，其常开触点闭合，电磁开关线圈Q得电从而接通起动电动机M，起动电动机带动柴油机起动。
而该电站接通起动回路给起动电动机供电后，听见起动电动机周围发出固定频率的“哒哒”声，起动电动机不动作，柴油机不能起动。
(2)故障查找 分析因起动电动机未动作，先检査起动时电动机是否上电，且电压是否在24V左右。用万用表测起动电动机两端电压，发现万用表指针(指针式万用表)按固定频率不停摆动。反复几次起动，发现“哒哒”声是起动继电器ZJ的常开触点不停的断开和闭合时发出的，和前面起动电动机两端的电压时有时无的现象一致，因而判断故障是由于起动电源供电不正常造成的。分析认为，当起动电钥匙SA1打开并起动瞬间，蓄电池电压全部加在起动继电器线圈两端，起动继电器常开触点闭合，起动电动机加上电，整个回路瞬间产生大电流。这时，如果起动回路的某一点阻值很大，则大部分电压将降在该点，从而使起动继电器线圈两端电压降低。当低于继电器的吸合电压时，常开触点会断开，整个起动回路断电，电流消失，该点没有电压降；起动电源电压又全部加在起动继电器线圈两端。重复刚才过程，回路断开、闭合循环进行，起动继电器“嗒嗒”声也就不断产生。为了找到影响回路的这个点，逐步检查了回路中各元器件及其接线，元器件完好，接线可靠；用蓄电池检测仪检测蓄电池电量，电量充足对蓄电池进一步检查发现，在蓄电池的卡子与蓄电池接线端头的接触处周围有白色真菌，同时发现其端头周围有黑色氧化物。根据以上现象进行分析，初步判断是蓄电池接线端头接触故障导致柴油机无法起动。因为，在南方寒冷潮湿地区，电气元件及各接线端头很容易因真菌腐蚀形成一层氧化膜，这层氧化膜电阻较大，当回路接通产生电流后，在该端头上产生较大压降，使起动接触器线圈两端电压低于吸合电压，造成柴油机无法起动。
(3)故障排除 由于是真菌腐蚀造成的接线端头表面产生氧化膜，只要将氧化膜除去即可，先用开水清洗蓄电池接线端头和蓄电池卡子，直到接线端头和蓄电池卡子显现材料本色，然后用毛巾将其擦拭干净，重新接好蓄电池卡子并开机，柴油机顺利起动。
