柴油發電機工作原理及電氣典型故障分析

張增旺

摘 要：現如今，我國的市場經濟在快速發展，社會在不斷進步，大容量高參數發電機組已成為電力系統的主力電源。作為電力系統中的重要生產環節，發電廠的安全穩定運行對電力系統的安全運行具有至關重要的作用。柴油發電機作為發電廠廠用電的應急保安電源，具有啟動迅速的特點。柴油發電機可靠運行對廠用電的安全具有至關重要的作用。針對發電廠中柴油發電機工作原理及電氣部分典型故障進行梳理，分析了故障原因，提出了解決措施。

關鍵詞：柴油發電機;工作原理;電氣典型故障;分析

引言

柴油發電機是一種廣泛應用于生產和生活中的小型發電設備，整套機組通常由柴油機、控制箱、發電機、保護裝置、燃油箱、蓄電瓶及應急柜等部件組成，可應用于家庭、辦公室及大中小企業日常發電中，有良好的應用價值。在高原地區因為受到環境因素的影響，導致柴油發電機運行過程中極易出現各類的故障問題，導致性能和可靠性大大降低。比如當柴油發電機受到高原特殊環境影響時，其機組功率會下降，柴油耗油量會增加，熱負荷隨之上升，繼而對柴油發電機的電氣參數產生較大的影響。再比如當柴油發電機動力性能下降時，在使用過程中會出現負荷能力下降的問題，導致設備供電能力不足，無法實現預期的生產能力。總的來說，高原地區工作的柴油發電機運行過程中所出現的故障問題主要包括無法正常啟動、無法預熱、啟動運行冒煙、排氣管振動斷裂、水溫過高，每一種故障問題均會對柴油發電機的有效運行和安全使用產生影響，積極做好這些故障問題的排查和處理工作尤為關鍵，必須予以充分的重視。

1柴油發電機組的組成

柴油發電機組主要由3個部分構成，即柴油機、三相交流同步發電機和控制屏。柴油機為發電機組提供動力，是由多種不同的系統構成，其中主要的配件以及系統包括：曲軸連桿機構、機體組件、配氣機構、進排氣系統、柴油供給系統、潤滑系統、冷卻系統和電氣系統等，發電機組成部分包括定子、轉子以及端蓋。對于大中型發電機而言，通常采取旋轉磁極式結構，這樣方便電樞電流的進出，同步發電機由兩種磁路構成，即凸極和隱極，發電機組中的控制系統作為配套設備，主要包括自動檢測、控制及保護裝置等部分。其作用則是控制機組、調節電壓以及配電，在控制屏的作用下，機組將電力提供給用電設備，同時，工作人員可直接從控制屏上查看機器的運行情況，一般小容量機組的勵磁調節與控制部分全部集中在控制箱內，直接安裝在機組上，大容量發電機的控制屏則為落地式，固定在機房的地面或安裝在與機組隔離的集中控制室內。

2柴油發電機工作原理及電氣典型故障分析

2.1熔斷器熔斷

熔斷器熔斷的原因有很多，因此，在完成現場的柴油發電機的維修工作時，相關從業技術人員要經過觀察機器的內部情況來進行具體的判斷，而常見的柴油發電機的熔斷器熔斷的原因主要包括五個方面：首先，便是電壓電源是否保持在正常的狀態。電源電壓的過高或過低都可能會造成熔斷器的熔斷的結果。其次，便是電源回路的問題。如果柴油發電機運轉時間長、運轉強度大，那么其電源回路上連接各種電線的接點就都有可能出現接觸性不靈敏的問題。而如果電源回路上接觸點出現不靈敏的問題的話，其則會影響熔斷器所接收的電阻。因此，熔斷器也可能因為這個原因而被熔斷。然后，便是電機繞組連接線的連接問題。電機繞組連接線如果首端和末端連接反了的話，也會造成熔斷器的熔斷問題。除此之外，電容器熔斷還有可能是因為柴油發電機內裝配過于緊張。最后，不正確地使用柴油發電機，例如突然停止柴油發電機的運行、柴油發電機的超負荷工作、柴油機機溫低、柴油不足、柴油不足的情況下運轉柴油發電機、柴油機正常運行的過程中用冷水降溫等等情況下，也都會出現熔斷器的熔斷的問題。

2.2控制系統異常

柴油發電機帶載試驗有功功率波動最根本的原因是控制系統異常。因此，當柴油發電機有功功率異常波動，要重點檢查控制系統有無負載分配功能。某電廠柴油發電機控制器為GU320A控制器，并網模塊為某國GAC同步模塊搭接繼電器構成，當柴油發電機帶載試驗時，經常出現有功功率大幅度波動，經過多次檢查分析，最終確認原因為控制系統沒有負載分配功能。經過技術改造，將原控制系統升級為帶負載分配功能的深海8620控制器后，帶載試驗有功功率無波動。

2.3發電機組故障原因及分析

發電機組故障的原因是多樣的。首先，發電機組出現故障情況時，相關技術人員要注意關注勵磁機繞組附近是否還存在有電流磁場。因為勵磁機磁極所用的材料性質類似于軟鋼，因此，在使用過程中非常容易出現無磁的現象。其次，便是檢查發電機組內是否出現零件損壞或者線路短路、串線的問題，這些問題都會導致發電機組的正常的運作。之后，便是判斷熔斷器是否能夠正常的使用。熔斷器是發電機機組運行的重要零件，因此，在發電機機組出現故障時，相關技術人員要注意熔斷器是否能夠正常運作。除此之外，相關技術人員還有注意判斷發電機機組內的磁極是否具有磁性。

2.4差動保護動作

柴油發電機一般都配有差動保護。當差動保護動作時，首先檢查差動保護動作是正確動作還是因為接線錯誤導致差流的誤動作。在柴油發電機調試階段，如果出現差動保護動作，要重點檢查差動保護用的兩組電流互感器是否存在接線錯誤或者電流互感器里面的一次電纜是否方向相反導致差流。其次，當出現差動保護動作后，要檢查兩組電流互感器的保護范圍之間是否存在短路。必要時，需要對差動保護裝置進行校驗，檢查保護裝置功能是否完好。

2.5柴油發電機排氣管振動斷裂的原因與處理方法

通常情況下購買一臺柴油發電機后，需要將其安置在房間內開展安裝工作，所安置的房間需要通風良好，且干凈寬敞。另外，需要注意一點，柴油發電機的底座部位要安裝緩沖膠墊，排氣管路則需要安裝固定支架。當以上條件無法滿足時勢必導致柴油發電機運行狀態不佳，極易引發排氣管振動斷裂。就高原地區的環境來說，柴油發電機發生缺氧和排氣回路發熱這兩種問題的原因主要是空氣稀薄、室內通風條件差。除此之外，當柴油發電機沒有使用緩沖膠墊時會導致運行過程中產生較大的振動感。長期實踐研究發現，導致排氣管消音器斷裂的最直接原因是排氣回路部件安裝錯誤和無固定支架。針對排氣回路部件安裝錯誤這一直接原因，務必要嚴格按照相關的規范標準來開展安裝工作。排氣回路部件正確安裝的流程是：排氣集合管→渦輪增強壓→排氣彎頭→波紋伸縮管→排氣主管→消音器→穿墻出口。安裝過程中需要注意一點，需要使用三角支架將排氣主管和消音器穩固固定于墻體，以此確保可以承受排氣回路的重量。

結語

處于信息化時代背景之中，建筑物功能也凸顯出多樣性，當電力供應突發禁忌情況時，柴油機就可以為日常生活以及生產提供一種保障，隨著城市供電質量的不斷完善，實際運行中很少使用發電機組，為保證電力中斷后正常且快速的啟動發電機，日常維護和保養對發電機組顯得有為重要。根據以上內容得知，對柴油發電機而言，最重要的是正確的操作流程以及維護和保養機器。首先，使用發電機之前，工作人員要仔細檢查機器，保證正常啟動;其次，嚴格按照操作流程啟動發電機，禁止違規啟動;最后，定期對發電機維護和保養以及更換機器配件，保證機器運行的穩定性。

參考文獻：

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