淺談500GQ電站運(yùn)行策略分析

任安壯，喬志軍，徐偉才

（中國(guó)酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心，甘肅酒泉，735000）

1 戰(zhàn)術(shù)技術(shù)指標(biāo)

GQ型汽車電站在運(yùn)行工作前需要崗位人員對(duì)設(shè)備的狀態(tài)性能指標(biāo)掌握清楚,并對(duì)燃料數(shù)質(zhì)量檢查。機(jī)組隨時(shí)能自動(dòng)啟動(dòng)發(fā)電，運(yùn)行可靠，保證供電的電壓和頻率，滿足所需負(fù)荷要求。

■1.1 安全工作參數(shù)

季節(jié)變化和機(jī)組運(yùn)行條件工作溫度：-40℃~+50℃；海拔高度：≤3500m；相對(duì)濕度：2%~95%，主要參數(shù)如表1所示。

表1 GQ型500電站安全穩(wěn)定工作參數(shù)

■1.2 工作方式

(1)GQ電站在符合輸出額定功率的環(huán)境下，能按額定工況正常連續(xù)運(yùn)行12h（其中包括過(guò)載10%運(yùn)行1h），同時(shí)具備帶實(shí)際負(fù)載連續(xù)運(yùn)行24h的能力（工作過(guò)程中允許補(bǔ)加燃油），防凍液、機(jī)油不具備補(bǔ)給。

(2)GQ電 站 超 出12h連續(xù)運(yùn)行時(shí)，依據(jù)可靠性指標(biāo)MTBF:GJB《軍用交流移動(dòng)電站通用規(guī)范》輸出的規(guī)定功率按原動(dòng)機(jī)額定功率的90%，電功率最大不得超過(guò)發(fā)電機(jī)的額定功率。

2 結(jié)構(gòu)工作原理

■2.1 總體結(jié)構(gòu)

GQ型電站總體結(jié)構(gòu)及部如圖1所示。

圖1

■2.2 發(fā)動(dòng)機(jī)

發(fā)動(dòng)機(jī)選用了重慶康明斯公司生產(chǎn)的QSK19-G4型水冷柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，柴油燃料燃燒釋放的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，推動(dòng)發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)電，基本參數(shù)如表2所示。

表2 GQ500型電站運(yùn)行參數(shù)表

工作原理：柴油發(fā)動(dòng)機(jī)作為電站的動(dòng)力系統(tǒng)，柴油機(jī)選用了重慶康明斯公司生產(chǎn)的QSK19-G4型水冷柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，為機(jī)組提供動(dòng)力，用于將柴油燃料燃燒釋放的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，推動(dòng)發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)電。主要功能是將燃料燃燒釋放的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，為發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)提供動(dòng)力。其工作原理是燃料與空氣混合在氣缸內(nèi)被壓縮燃燒膨脹，推動(dòng)活塞在氣缸內(nèi)運(yùn)行，并通過(guò)曲柄連桿機(jī)構(gòu)做功。柴油機(jī)的四個(gè)沖程包括進(jìn)氣沖程、壓縮沖程、做功沖程和排氣沖程。

表3 GQ電站發(fā)動(dòng)機(jī)組燃料表

■2.3 發(fā)電機(jī)

發(fā)電機(jī)采用斯坦福HCI534F13三相無(wú)刷同步發(fā)電機(jī)，該發(fā)電機(jī)采用了無(wú)刷諧波勵(lì)磁系統(tǒng)，極大地提高了供電質(zhì)量和運(yùn)行可靠性，延長(zhǎng)了電機(jī)保養(yǎng)期，減少了維護(hù)時(shí)間。發(fā)電機(jī)組的勵(lì)磁方式：提供勵(lì)磁電流的電源，來(lái)自發(fā)電機(jī)外部的成為他勵(lì)，來(lái)自發(fā)電機(jī)本身的稱為自勵(lì)，他勵(lì)和自勵(lì)統(tǒng)稱為勵(lì)磁方式，他勵(lì)分為并激式和復(fù)激式；自勵(lì)方式分為凸極式逆序磁場(chǎng)勵(lì)磁，交流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁、電抗移項(xiàng)式相復(fù)勵(lì)磁、諧振式相復(fù)勵(lì)磁、三次諧波勵(lì)磁、可控硅勵(lì)磁等，利用“電磁感應(yīng)”原理，輸出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，經(jīng)閉合的負(fù)載回路產(chǎn)生電流。

■2.4 控制系統(tǒng)

電氣控制系統(tǒng)是汽車電站運(yùn)行的重要部分，汽車電站的控制系統(tǒng)以控制屏為主，配以外圍傳感元件、執(zhí)行元件，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)組的自動(dòng)控制和保護(hù)。主要作用是完成手自動(dòng)工作方式下的機(jī)組運(yùn)行控制以及工作方式選擇，集中控制柜還可以完成機(jī)組運(yùn)行時(shí)的狀態(tài)監(jiān)控以及報(bào)警保護(hù)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(fā)電機(jī)組控制器：完成電站各類參數(shù)與運(yùn)行狀態(tài)的采集，控制電站的啟動(dòng)、運(yùn)行、停機(jī)、保護(hù)等操作。

3 運(yùn)行條件

機(jī)組的安全運(yùn)行和巡視檢查十分有必要，GQ電站正常工作后，檢查發(fā)電機(jī)三相電壓、三相電流、頻率是否正常，電壓和頻率值應(yīng)在調(diào)壓率和調(diào)頻率范圍內(nèi)，電流不應(yīng)超過(guò)額定值，冷卻水溫度不高于98℃±2，油壓應(yīng)在0.25～0.5Mpa之間，可通過(guò)控制屏監(jiān)視采集數(shù)據(jù)是否正常及讀數(shù)變化。當(dāng)超過(guò)正常值時(shí)，控制屏自動(dòng)進(jìn)行保護(hù)，發(fā)出聲光報(bào)警。機(jī)組使用過(guò)程中，必須做好記錄，詳細(xì)、準(zhǔn)確記載有關(guān)電氣、熱工儀表參數(shù)，環(huán)境溫度、壓力、溫度等大氣狀況。

《標(biāo)準(zhǔn)》的出臺(tái)，將每個(gè)運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目進(jìn)行了科學(xué)精細(xì)化的劃分，鼓勵(lì)青少年積極地參與到體育活動(dòng)中，彌補(bǔ)了《運(yùn)動(dòng)員技術(shù)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》之外的空白，促進(jìn)全民體育的發(fā)展。

■3.1 設(shè)備展開(kāi)

電站設(shè)備展開(kāi)的周圍應(yīng)保持寬敞，設(shè)備停靠點(diǎn)要與負(fù)載有一定的安全距離，避免高噪音影響，周邊應(yīng)有相應(yīng)的消防措施。

(1)電站外殼必須做可靠的保護(hù)接地，接地阻值應(yīng)滿足設(shè)備要求，測(cè)試阻值應(yīng)在4Ω以下，接地線應(yīng)于接地端子連接良好。

(2)柴油發(fā)電機(jī)組運(yùn)行前需通風(fēng)良好，百葉窗置于打開(kāi)位置，進(jìn)出風(fēng)循環(huán)。設(shè)備展開(kāi)應(yīng)置于平整地面，支架腿底部應(yīng)墊有枕木，依據(jù)場(chǎng)地調(diào)整設(shè)備的平整度。

(3)機(jī)組室內(nèi)不能擺放雜物或易燃易爆物品，啟動(dòng)機(jī)組前對(duì)機(jī)組外觀、蓄電池、指示燈儀表、機(jī)油、柴油、防凍液進(jìn)行檢查測(cè)試，確定是否滿足運(yùn)行需求。

■3.2 機(jī)組運(yùn)行

(1)每天首次起動(dòng)要檢查冷卻液面、機(jī)（柴）油數(shù)質(zhì)量，具備啟動(dòng)條件，起動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)應(yīng)測(cè)試蓄電池電壓是否滿足啟動(dòng)要求，動(dòng)機(jī)應(yīng)做預(yù)熱系統(tǒng)處理，每次啟動(dòng)間隔應(yīng)小于30秒，連續(xù)起動(dòng)要間隔2分鐘以上，柴油機(jī)起動(dòng)后，觀察各儀器儀表的變化。

(2)柴油機(jī)在起動(dòng)預(yù)熱運(yùn)行時(shí)，應(yīng)逐漸提高柴油機(jī)轉(zhuǎn)速，柴油機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)嚴(yán)禁超過(guò)10分鐘。柴油機(jī)怠速時(shí)間不易過(guò)長(zhǎng)，長(zhǎng)時(shí)間在怠速狀態(tài)下運(yùn)行會(huì)導(dǎo)致燃燒室溫度下降，引起燃燒不良，長(zhǎng)時(shí)間形成積炭阻塞油嘴噴孔，并引起活塞環(huán)和氣閥的膠著。

4 維護(hù)保養(yǎng)

經(jīng)常性巡視檢查及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障隱患可延長(zhǎng)機(jī)組壽命，只能在停機(jī)時(shí)對(duì)柴油機(jī)進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)。冷卻液溫度高于50℃時(shí)，嚴(yán)禁打開(kāi)水箱壓力蓋以免燙傷，檢查保養(yǎng)項(xiàng)目選用相應(yīng)的工具。

■4.1 一般維護(hù)

(1)發(fā)電機(jī)切勿受潮，停機(jī)不使用期間應(yīng)做好密封，關(guān)閉艙門以防潮氣或雜物等浸入。

(2)發(fā)電機(jī)運(yùn)行中，應(yīng)保持通風(fēng)正常，零部件溫升不應(yīng)超過(guò)規(guī)定值，（環(huán)境溫度為50℃時(shí)，定、轉(zhuǎn)子繞組溫升為115K），不得有擦碰、振動(dòng)等不正常聲音。機(jī)組運(yùn)行中，要監(jiān)聽(tīng)運(yùn)行聲音，尤其是軸承運(yùn)行聲音，如有異響應(yīng)立即停機(jī)檢查。

(3)經(jīng)常檢查轉(zhuǎn)動(dòng)部分緊固件，不能有松動(dòng)現(xiàn)象，注意作好運(yùn)行記錄。

■4.2 檢修項(xiàng)目

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

(2)各線圈表面，風(fēng)扇內(nèi)部及各通風(fēng)道也應(yīng)徹底清理，以保證有效的通風(fēng)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(guān)閉合觸點(diǎn)在靜止?fàn)顟B(tài)應(yīng)保持原有狀態(tài)。

■4.3 蓄電池的維護(hù)保養(yǎng)

對(duì)于發(fā)電機(jī)組來(lái)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(yīng)加蒸餾水。嚴(yán)禁工具擺在蓄電池上。

■4.4 控制系統(tǒng)的維護(hù)保養(yǎng)

(1)緊固控制屏斷路器接線端子等電氣連接螺栓，電站長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行可能造成連接螺栓松動(dòng)，帶載過(guò)程中容易產(chǎn)生電弧，造成安全隱患，因此需要每月緊固控制屏內(nèi)電氣連接螺栓。

(2)繼電器是直接通過(guò)接線柱安裝在繼電器座上的，并通過(guò)繼電器扣緊固，這種結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)快速拔插，同時(shí)也容易松動(dòng)，因此必須在每次運(yùn)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(zhǎng)期工作中，由于維修不當(dāng)，違章操作或偶然原因，可能出現(xiàn)各種故障。排除故障的方法如下：

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

(2)比較法：分析故障時(shí)，對(duì)某零部件有懷疑，可將該零部件用備件替換或相同件對(duì)換的比較法。說(shuō)明懷疑可能是正確的，并后續(xù)對(duì)其進(jìn)行跟蹤處理。

(3)驗(yàn)證法：對(duì)電站的某些故障部位或部件，采用試探性的拆卸、調(diào)整等措施來(lái)觀察故障現(xiàn)象的變化，從而驗(yàn)證該故障分析的結(jié)論是否符合實(shí)際。

6 結(jié)束語(yǔ)

GQ型柴油發(fā)電機(jī)組，作為國(guó)防工程通用裝備，必須達(dá)到有關(guān)GB2820-1997、GJB相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)防工程有關(guān)部門的規(guī)定，并要通過(guò)有關(guān)組織部門對(duì)設(shè)備質(zhì)量的嚴(yán)格檢驗(yàn)。