柴油發電機自動化技術的改造及應用研究

趙楊，王改霞

（1.中廣核核電運營有限公司，廣東 深圳518000；2.中廣核工程有限公司，廣東 深圳518000）

1 引言

無論哪種工程的開展，都離不開電力系統的支持，如果電力系統出現故障，勢必會對工程的正常開展與相關設備的正常運行造成影響，可能還會導致出現一系列的供電系統問題，從而為工作的正常進行造成嚴重的影響。而這也就要對柴油發電機自動化技術進行創新與改造，將自動化技術應用到柴油發電機中，從而確保工程中的各項工作能夠正常開展，確保電力系統運行的穩定性。

2 柴油發電機的相關內容

2.1 柴油發電機的構成及優勢

柴油發電機一般由柴油機調速器和電控系統兩個部分構成，其在實際的應用中主要具有操作簡單、容易維修等優點，但是發電機組不具備完善的監控系統，非常容易受到人為因素的影響，無法實現自動化的故障診斷，并且也無法實現遠程遙測與控制。隨著柴油發電機中發電機組控制系統技術的深入研究與改進，在如今實際應用中的柴油發電機組能夠利用改造技術，實現故障的自動化檢查與診斷，同時也能夠進行遠程操作，最大程度地降低了人為因素所造成的影響，有效地提高柴油發電機的工作效率，確保其工作的穩定性。具體而言，經過改造后的柴油發電機系統，能夠有效地降低維修的費用，提高自動化技術的應用效果，真正地實現遠程操控，降低外界因素的影響。

2.2 柴油發電機的用途

對于柴油發電機組而言，其主要具有四種用途，首先，其能夠自備電源，主要應用在一些不具有電力供應系統的地區，如偏遠的牧區、海島、荒漠高原等地，在這些地區中，因為沒有電力資源，所以就需要自備電源，對于自備電源而言，其主要指的就是自己發電、自己用電，而柴油發電機組則能夠很好地滿足這一需求。其次，柴油發電機組也具有備用電源的作用，主要就是應用在一些電力比較完善的地區，為了避免發生意外情況，比如臨時停電、電路故障等，可以進行臨時發電，一般，在這種情況下，其不作為主要電源使用，而是應急的一種手段。再次為替代電源，所謂替代電源，其主要的作用就是對供電不足的情況進行充分的彌補，通常在兩種情況下采用替代電源，分別是電力價格昂貴或者是供應不足，通過替代電源能夠有效地解決成本，并也可以作為救濟手段。最后為移動電源，其主要指的就是可以應用于多個地點，因為工程項目的需求，而進行到處轉移，移動電源主要的特點就是操作靈活，通常使用在電源車輛中。

3 柴油發電機自動化系統現存的問題

3.1 可靠性以及穩定性的不足

在使用柴油發電機時，往往會長時間地進行使用，如果不注重保養與檢修工作，則會導致其出現內部零件老化的情況，這樣一來就會導致其在實際使用的過程中，非常容易出現無法啟動等情況，同時，內部電路的磨損與老化也容易使其所對應的操作系統出現接觸不良的情況，最終影響了整個柴油發電機自動化系統工作的穩定性與可靠性。

3.2 柴油發電機組遠程監控的提升

對于傳統的柴油發電機設備來說，其對自動化技術的應用程度比較低，實際使用過程中也存在大量的安全隱患，使很多保養與維修工作都無法得到真正的深入，從而為工作人員帶來比較大的工作壓力與工作負擔。同時，在柴油發電機的監控系統中，一般的監控系統設置都比較簡單化，很多故障的診斷工作與維修工作都需要通過人力的方式進行操作，過度依賴人工技術，無法實現故障的自動鑒別與診斷，更加無法在故障發生時直接進行斷連處理，缺乏遠程監控系統，這樣一來就會在一定程度上降低柴油發電機的實際使用效果。

4 柴油機的改造

4.1 調速器的技術改造

在柴油發電機組實際運行時，如果負載出現變化，就會影響到發電的頻率與電壓，而為了能夠確保電力設備運行的穩定性，則必須要控制好負荷量，不能隨意地增加或減少負荷量，從而避免柴油機的輸出功率發生變化，為電力設備的穩定運行提供保障。

對于柴油發電機所輸出的電壓來說，其電壓的大或者小都是通過轉速而決定的，而通過調節循環泵油量則能夠有效地對轉速進行控制。在實際的工作過程中，對柴油機所使用的油量進行合理的調節，可以確保其轉速能夠保持在規定的范圍之內，這也叫作柴油機的轉速調節。為了能夠更好地實現這一目的，則必須要安裝調速裝置，按照柴油機所具有的不同負荷量和變化來調節油量，使其能夠保持在轉速范圍內，這種調速裝置也叫作調速器。通常情況下，調速器可以分為機械式、電子調速器兩種形式。

一方面，對于機械調速器來說，其主要的原理就是利用自身所產生的離心力，對油量調節機構進行移動，而后調節柴油機的實際轉速。這種調節方式需要工作人員進行不斷的觀察，而且也需要其具備豐富的工作經驗，通過人工的方式完成調節，這樣一來也就降低了調節器的實際工作能力，導致調速器的精確度與靈敏度都比較低，還會存在比較大的誤差，無法進行精準的控制。

另一方面，對于電子調速器來說，其主要由執行器、轉速控制器、相互連接的電纜以及轉速傳感器組成。在這其中，轉速控制器中包含轉速設定電位器，能夠對柴油機額定的轉速進行設置。在柴油機中飛輪齒圈的位置安裝轉速傳感器，其屬于一種具有磁電感應式的轉速傳感器，而后對柴油機的實際轉速，通過傳感的方式進行采集。對于傳感器所采集的輸出信號來說，其主要就是柴油機轉速和頻率之間形成的正比例，屬于一種交流電壓信號，在經過運轉后，該信號可以直接轉變成為直流電壓，將其與轉速的設定值進行對比，得出轉速的偏差量。而后使用調節器對轉速的偏差量進行調節，經過放大后，將其轉變成為電流的控制方式，而后再向執行器內輸出驅動電流[1]，在經過驅動電流的作用后，執行器能夠進行壓縮與復位，并作直線形式的輸出，其在加油方向中所產生的驅動力，能夠與線圈繞組內形成的控制電流成正比，同時，減油方向所含有的復位力，其主要產生在復位彈簧中。

將機械調速器改造成為電子調速器，能夠有效地提高調速器的靈敏度、感應速度、精準度，而且功能也非常完善，為安裝與維護工作提供更多的便利，而且也能夠實現自動化控制與遙控。

4.2 電控系統改造

現階段，柴油發電機系統中主要應用的就是簡易電控箱，其具有直觀顯示數據、操作方便化與簡單化以及易于維修的特點。在經過改造后，使用32 位ARM 處理器，從而提高各種參數的準確度，同時也可以實現定制調節、定時整定等功能。此外，在改造后，柴油發電機的電控系統也真正實現了智能化、數字化以及網絡化，并將多種技術集合于一體，真正地實現了遠程操控，具體包括遠程遙控、遠程數據測量、遠程開機與關機以及遠程報警等功能，充分地發揮了自動化技術的應用效果。

對于改造后的電控系統來說，其主要具有自動化、信息化以及簡單化的特點，能夠對發電機所產生的數據進行實時的記錄與監控，同時也具備自動故障檢測與鑒別功能，根據實際的情況完成故障的診斷，切實提高柴油發電機的工作效率與效果。

5 結語

綜上所述，為了能夠使柴油發電機更好地進行實際應用，提高柴油發電機的工作效率，應該對當下柴油發電機的實際使用情況進行分析，合理地引入自動化技術，實現遠程操控與自動化操作，從而使柴油發電機系統能夠更加穩定地運行，并使其工作效率也能夠得到同步的提升。