淺談500GQ電站運行策略分析

任安壯，喬志軍，徐偉才

（中國酒泉衛星發射中心，甘肅酒泉，735000）

1 戰術技術指標

GQ型汽車電站在運行工作前需要崗位人員對設備的狀態性能指標掌握清楚,并對燃料數質量檢查。機組隨時能自動啟動發電，運行可靠，保證供電的電壓和頻率，滿足所需負荷要求。

■1.1 安全工作參數

季節變化和機組運行條件工作溫度：-40℃~+50℃；海拔高度：≤3500m；相對濕度：2%~95%，主要參數如表1所示。

表1 GQ型500電站安全穩定工作參數

■1.2 工作方式

(1)GQ電站在符合輸出額定功率的環境下，能按額定工況正常連續運行12h（其中包括過載10%運行1h），同時具備帶實際負載連續運行24h的能力（工作過程中允許補加燃油），防凍液、機油不具備補給。

(2)GQ電 站 超 出12h連續運行時，依據可靠性指標MTBF:GJB《軍用交流移動電站通用規范》輸出的規定功率按原動機額定功率的90%，電功率最大不得超過發電機的額定功率。

2 結構工作原理

■2.1 總體結構

GQ型電站總體結構及部如圖1所示。

圖1

■2.2 發動機

發動機選用了重慶康明斯公司生產的QSK19-G4型水冷柴油發動機，柴油燃料燃燒釋放的熱能轉變為機械能，推動發電機運轉發電，基本參數如表2所示。

表2 GQ500型電站運行參數表

工作原理：柴油發動機作為電站的動力系統，柴油機選用了重慶康明斯公司生產的QSK19-G4型水冷柴油發動機，為機組提供動力，用于將柴油燃料燃燒釋放的熱能轉變為機械能，推動發電機運轉發電。主要功能是將燃料燃燒釋放的熱能轉變為機械能，為發電機運轉提供動力。其工作原理是燃料與空氣混合在氣缸內被壓縮燃燒膨脹，推動活塞在氣缸內運行，并通過曲柄連桿機構做功。柴油機的四個沖程包括進氣沖程、壓縮沖程、做功沖程和排氣沖程。

表3 GQ電站發動機組燃料表

■2.3 發電機

發電機采用斯坦福HCI534F13三相無刷同步發電機，該發電機采用了無刷諧波勵磁系統，極大地提高了供電質量和運行可靠性，延長了電機保養期，減少了維護時間。發電機組的勵磁方式：提供勵磁電流的電源，來自發電機外部的成為他勵，來自發電機本身的稱為自勵，他勵和自勵統稱為勵磁方式，他勵分為并激式和復激式；自勵方式分為凸極式逆序磁場勵磁，交流勵磁機勵磁、電抗移項式相復勵磁、諧振式相復勵磁、三次諧波勵磁、可控硅勵磁等，利用“電磁感應”原理，輸出感應電動勢，經閉合的負載回路產生電流。

■2.4 控制系統

電氣控制系統是汽車電站運行的重要部分，汽車電站的控制系統以控制屏為主，配以外圍傳感元件、執行元件，實現對機組的自動控制和保護。主要作用是完成手自動工作方式下的機組運行控制以及工作方式選擇，集中控制柜還可以完成機組運行時的狀態監控以及報警保護功能。集中控制柜面板示圖如圖2所示。

圖2 集中控制柜面板示意圖

發電機組控制器：完成電站各類參數與運行狀態的采集，控制電站的啟動、運行、停機、保護等操作。

3 運行條件

機組的安全運行和巡視檢查十分有必要，GQ電站正常工作后，檢查發電機三相電壓、三相電流、頻率是否正常，電壓和頻率值應在調壓率和調頻率范圍內，電流不應超過額定值，冷卻水溫度不高于98℃±2，油壓應在0.25～0.5Mpa之間，可通過控制屏監視采集數據是否正常及讀數變化。當超過正常值時，控制屏自動進行保護，發出聲光報警。機組使用過程中，必須做好記錄，詳細、準確記載有關電氣、熱工儀表參數，環境溫度、壓力、溫度等大氣狀況。

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■3.1 設備展開

電站設備展開的周圍應保持寬敞，設備停靠點要與負載有一定的安全距離，避免高噪音影響，周邊應有相應的消防措施。

(1)電站外殼必須做可靠的保護接地，接地阻值應滿足設備要求，測試阻值應在4Ω以下，接地線應于接地端子連接良好。

(2)柴油發電機組運行前需通風良好，百葉窗置于打開位置，進出風循環。設備展開應置于平整地面，支架腿底部應墊有枕木，依據場地調整設備的平整度。

(3)機組室內不能擺放雜物或易燃易爆物品，啟動機組前對機組外觀、蓄電池、指示燈儀表、機油、柴油、防凍液進行檢查測試，確定是否滿足運行需求。

■3.2 機組運行

(1)每天首次起動要檢查冷卻液面、機（柴）油數質量，具備啟動條件，起動機起動時應測試蓄電池電壓是否滿足啟動要求，動機應做預熱系統處理，每次啟動間隔應小于30秒，連續起動要間隔2分鐘以上，柴油機起動后，觀察各儀器儀表的變化。

(2)柴油機在起動預熱運行時，應逐漸提高柴油機轉速，柴油機怠速運轉嚴禁超過10分鐘。柴油機怠速時間不易過長，長時間在怠速狀態下運行會導致燃燒室溫度下降，引起燃燒不良，長時間形成積炭阻塞油嘴噴孔，并引起活塞環和氣閥的膠著。

4 維護保養

經常性巡視檢查及時發現故障隱患可延長機組壽命，只能在停機時對柴油機進行維護保養。冷卻液溫度高于50℃時，嚴禁打開水箱壓力蓋以免燙傷，檢查保養項目選用相應的工具。

■4.1 一般維護

(1)發電機切勿受潮，停機不使用期間應做好密封，關閉艙門以防潮氣或雜物等浸入。

(2)發電機運行中，應保持通風正常，零部件溫升不應超過規定值，（環境溫度為50℃時，定、轉子繞組溫升為115K），不得有擦碰、振動等不正常聲音。機組運行中，要監聽運行聲音，尤其是軸承運行聲音，如有異響應立即停機檢查。

(3)經常檢查轉動部分緊固件，不能有松動現象，注意作好運行記錄。

■4.2 檢修項目

(1)檢查各繞組的絕緣電阻，用500伏兆歐表測量，如果絕緣電阻低于0.4MΩ或1MΩ（冷態），應進行干燥，若仍不能提高絕緣電阻，意味著絕緣已老化，應更換線圈，并重作絕緣處理。

(2)各線圈表面，風扇內部及各通風道也應徹底清理，以保證有效的通風散熱。

(3)檢查各電子元器件是否接觸良好，繼電器、接觸器、按鈕等關閉合觸點在靜止狀態應保持原有狀態。

■4.3 蓄電池的維護保養

對于發電機組來講，蓄電池是非常重要的部件，幾乎90%的故障是由蓄電池原因而造成的。

檢查蓄電池液位：若液面能高到浸濕該檢查器的底部，即為足夠。電解液能浸濕木棒10~15mm即可，否則應加蒸餾水。嚴禁工具擺在蓄電池上。

■4.4 控制系統的維護保養

(1)緊固控制屏斷路器接線端子等電氣連接螺栓，電站長時間運行可能造成連接螺栓松動，帶載過程中容易產生電弧，造成安全隱患，因此需要每月緊固控制屏內電氣連接螺栓。

(2)繼電器是直接通過接線柱安裝在繼電器座上的，并通過繼電器扣緊固，這種結構可實現快速拔插，同時也容易松動，因此必須在每次運輸后及每月定期檢查繼電器緊固情況及繼電器扣的安裝情況。

5 故障分析

電站在長期工作中，由于維修不當，違章操作或偶然原因，可能出現各種故障。排除故障的方法如下：

(1)隔斷法：在故障分析過程中，常續或斷續的停止、隔斷某部分或系統的工作，觀察故障的變化便于判斷故障的部位或機件。

(2)比較法：分析故障時，對某零部件有懷疑，可將該零部件用備件替換或相同件對換的比較法。說明懷疑可能是正確的，并后續對其進行跟蹤處理。

(3)驗證法：對電站的某些故障部位或部件，采用試探性的拆卸、調整等措施來觀察故障現象的變化，從而驗證該故障分析的結論是否符合實際。

6 結束語

GQ型柴油發電機組，作為國防工程通用裝備，必須達到有關GB2820-1997、GJB相關標準和國防工程有關部門的規定，并要通過有關組織部門對設備質量的嚴格檢驗。