新聞主題	柴油發(fā)電機(jī)組冷熱態(tài)和負(fù)荷過載試驗

 

摘要：柴油發(fā)電機(jī)組性能測試對于確保設(shè)備可靠運(yùn)行至關(guān)重要，尤其是在遇到斷電和緊急情況時，絕對無法容忍備用的發(fā)電機(jī)組無法為用電提供所需的全部電力。其中，負(fù)載測試相當(dāng)于對柴油發(fā)電機(jī)進(jìn)行一次“試駕”，實際性試驗可以確認(rèn)其是否具備工作的可靠性，同時還檢查其以最大容量和運(yùn)行的能力。在負(fù)載測試期間，將對柴油發(fā)電機(jī)的關(guān)鍵部件和功能進(jìn)行測試，一旦達(dá)到滿負(fù)荷，測試它是否在正常的工作壓力和溫度下運(yùn)行，這也是一種進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)的最佳方式，通過花時間和精力檢查柴油發(fā)電機(jī)狀態(tài)，確保您在最需要它們時不會遇到任何重大問題。

 

一、試驗環(huán)境條件的規(guī)定

 

      柴油發(fā)電機(jī)房工作實景如圖1（高壓機(jī)組）、圖2（低壓機(jī)組）所示。

1、輸出額定功率的條件

（1）絕對大氣壓力：Pr∶100kpa

（2）環(huán)境濕度：Tr∶298K（25℃）

（3）空氣相對濕度：30%。

2、輸出規(guī)定功率（允許修正功率）的條件

（1）海拔高度不超過2000m。

（2）環(huán)境溫度上限值為40℃；下限值分別為-5℃、-25℃、-40℃；c）

（3）空氣相對濕度90%（25℃）；95（25℃）

（3）長霉∶溫?zé)釒陀忻咕?、凝露（對溫?zé)釒停?/span>發(fā)電機(jī)組電氣零部件經(jīng)長霉試驗后，表面長霉等級應(yīng)不超過GB/T2423.16規(guī)定的2級。

3、功率修正

（1）按額定工況的連續(xù)運(yùn)行12h（其中包括過載10%運(yùn)行1h），發(fā)電機(jī)組應(yīng)無漏油、漏水、漏氣等不正?，F(xiàn)象。

（2）發(fā)電機(jī)組在常溫（不低于今為5℃）下，不用輔助措施經(jīng)3次再動應(yīng)能成功；對于規(guī)定環(huán)境溫度下限值為-40°C（或-25℃）的機(jī)組，應(yīng)有低溫固動措施，并應(yīng)保證發(fā)電機(jī)組在-40℃（或-25℃）的情況下，20mln內(nèi)磨動正常。

（3）啟動成功后發(fā)電機(jī)組在3min內(nèi)應(yīng)能帶規(guī)定負(fù)載正常工作，發(fā)電機(jī)組的空載電壓整定范圍不小于95~105%額定電壓。

 

圖1  高壓柴油發(fā)電機(jī)組試驗臺測試現(xiàn)場.

圖2  低壓柴油發(fā)電機(jī)組測試現(xiàn)場

 

二、常用柴發(fā)機(jī)組試驗

 

1、測量發(fā)電機(jī)絕緣電阻和溫升

（1）試驗前測量

      試驗前用1000V兆歐表測量發(fā)電機(jī)的定子繞組、勵磁機(jī)定子繞組和發(fā)電機(jī)加熱器，冷態(tài)絕緣電阻大于1MΩ。

（2）負(fù)荷試驗后測量發(fā)電機(jī)溫升

      用溫度計測量繞組溫升應(yīng)不大于80℃（F級絕緣），軸承溫度不大于90℃。過載試驗時，溫升不做考核，但不應(yīng)有異常噪聲、振動和有害的變形。

2、柴發(fā)機(jī)組的起動試驗

      每臺柴油發(fā)電機(jī)組在冷態(tài)開始連續(xù)起動六次記錄壓降、最低起動壓力及最大起動次數(shù)。啟動時間曲線如圖3所示，啟動試驗接線如圖4所示。

（1）柴油發(fā)電機(jī)組緊急停車、遠(yuǎn)程控制、手動停車實效試驗。

（2）備用手動停車裝置實效試驗

      在柴油機(jī)空載額定轉(zhuǎn)速下拉動備用停車手柄，柴油機(jī)能立即停車。

（3）柴油機(jī)超速停車試驗

      柴油機(jī)空載工況下調(diào)節(jié)噴油量，逐漸升高轉(zhuǎn)速，當(dāng)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到1725r/min（額定轉(zhuǎn)速的115%），超速保護(hù)裝置應(yīng)起作用。

（4）柴油機(jī)機(jī)油低壓保護(hù)試驗

      采用模擬方法試驗：機(jī)油壓力低于175KPa時，應(yīng)有聲光報警，并自動停車。

（5）冷卻水高溫保護(hù)試驗

      采用模擬方法試驗：當(dāng)達(dá)到報警溫度值102℃時，報警裝置應(yīng)發(fā)出報警訊號。當(dāng)達(dá)到報警溫度值107℃時，報警裝置應(yīng)發(fā)出報警訊號并自動停車。

 

圖3  柴油發(fā)電機(jī)組啟動時間曲線圖

圖4  柴油發(fā)電機(jī)起動試驗電路接線圖

 

3、負(fù)荷試驗

（1）單機(jī)負(fù)荷試驗

      對多臺柴油發(fā)電機(jī)（若有的情況下）分別作單機(jī)負(fù)荷試驗，以水電阻和電抗器作為發(fā)電機(jī)的負(fù)荷，試驗柴油發(fā)電機(jī)組負(fù)荷與試驗時間按1表進(jìn)行。

（2）柴油機(jī)調(diào)速器試驗

      機(jī)組在額定轉(zhuǎn)速滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時，突然將負(fù)載全部卸去（突卸100%負(fù)載），檢查柴油機(jī)轉(zhuǎn)速的變化情況和穩(wěn)定所需的時間，然后將50%的負(fù)荷加上并隨即再加上50%的負(fù)荷（突加從0→50%→100%負(fù)載），檢查柴油機(jī)轉(zhuǎn)速的變化情況和達(dá)到所需的時間，連續(xù)做三次并作記錄。其要求是瞬時間速率≯10%的額定轉(zhuǎn)速；穩(wěn)定調(diào)速率≯5%的額定轉(zhuǎn)速；穩(wěn)定時間≯5S。

（3）交流發(fā)電機(jī)的靜態(tài)調(diào)壓特性試驗

      在額定負(fù)荷、額定功率因素下，將電壓和頻率調(diào)至額定值，按發(fā)電機(jī)負(fù)荷變化100%→75%→50%→25%→0→25%→50%→75%→100%，測量各點負(fù)荷的電壓和頻率。發(fā)電機(jī)穩(wěn)態(tài)電壓調(diào)整率應(yīng)不超過額定電壓的+2.5%

（4）發(fā)電機(jī)組瞬態(tài)調(diào)壓特性試驗（突加突卸負(fù)荷試驗）

      發(fā)電機(jī)空載狀態(tài)下，轉(zhuǎn)速、電壓額定，COSΦ≤0.4（滯后）突加和突卸60%額定電流，瞬態(tài)電壓變化應(yīng)不大于15%UN（90V）（突加）、20%UN（120V）（突卸），電壓恢復(fù)到與額定值相差3%UN（18V）范圍內(nèi)所需時間應(yīng)不大于1.5S。

（5）起動最大電動機(jī)的效用試驗

      在電站正常運(yùn)行工況下，任選一臺主發(fā)電機(jī)，對空壓機(jī)進(jìn)行起動試驗，此時應(yīng)檢查運(yùn)行中交流電動機(jī)是否失步、停轉(zhuǎn)和電器自行脫扣現(xiàn)象，用儀表測量發(fā)電機(jī)電壓、電流變化情況。

（5）柴發(fā)機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行試驗

      在柴油發(fā)電機(jī)組長期并聯(lián)運(yùn)行試驗前，檢查并聯(lián)運(yùn)行操作可靠性。試驗的總負(fù)荷及時間按下表1進(jìn)行。

表1    常載柴油發(fā)電機(jī)組負(fù)荷試驗時間和帶載比例

      多臺發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行中，發(fā)電機(jī)在50%額定負(fù)載時，電壓和頻率調(diào)至額定狀態(tài)，并入待并發(fā)電機(jī)組，然后將各發(fā)電機(jī)負(fù)載調(diào)至其額定值的25%作為起并負(fù)載點，按順序75%→50%→25%→50%→75%→100%→75%改變負(fù)載進(jìn)行試驗，每種并聯(lián)每一負(fù)載點并聯(lián)運(yùn)行時間為5～10min，對每臺機(jī)組的有功功率、電壓、功率因數(shù)、電流和頻率進(jìn)行各負(fù)載測量，各機(jī)組應(yīng)能穩(wěn)定運(yùn)行，各發(fā)電機(jī)承擔(dān)的有功功率分配誤差不應(yīng)超過發(fā)電機(jī)有功功率的±15%，無功功率的分配誤差不應(yīng)超過發(fā)電機(jī)無功功率的±10%。本平臺需做85%、65%、50%、25%，各種機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)下，無功率分配試驗，各種試驗=功率因數(shù)應(yīng)維持在約0.8左右。

      此外，可對多臺柴發(fā)機(jī)組負(fù)荷轉(zhuǎn)移試驗，輔助柴油機(jī)可實現(xiàn)與任何一臺主柴油機(jī)、任一數(shù)量柴油機(jī)的手動/自動并網(wǎng)。也可與任何一臺主柴油發(fā)電機(jī)組在額定功率的85%（535KW）之間均能過渡并車，轉(zhuǎn)移負(fù)荷，檢查發(fā)電機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)移的可靠性。

 

三、備用柴發(fā)機(jī)組試驗

 

      備用機(jī)組的額定轉(zhuǎn)速為1500r/min，輸出功率按出廠技術(shù)參數(shù)，設(shè)備本身的各種保護(hù)整定值應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品技術(shù)說明調(diào)整。在做該項試驗前，必須對機(jī)組及控制系統(tǒng)安裝和接線進(jìn)行驗收，報警及安全裝置校驗，同時對控制系統(tǒng)的絕緣電阻進(jìn)行檢測，確認(rèn)均合格的條件下，方可進(jìn)行該項目的試驗。

1、起動試驗

      蓄電池啟動發(fā)電機(jī)組，自冷態(tài)開始，連續(xù)啟動次數(shù)應(yīng)不小于3次，電啟動3次失敗應(yīng)報警。

2、自動起動試驗

      模擬主電站正常電源發(fā)生故障，檢驗備用機(jī)組自起動功能動作的可靠性及3次起動失敗報警試驗，記錄備用機(jī)組從自起動到合閘供電的時間，應(yīng)滿足不超過45S的要求，以及主發(fā)電機(jī)組恢復(fù)運(yùn)轉(zhuǎn)后的自動分閘試驗。

3、柴油機(jī)超轉(zhuǎn)速、低油壓、高水溫報警試驗

（1）轉(zhuǎn)速到達(dá)113%（1695r/min）時，超速報警器應(yīng)能自動報警并停車。

（2）機(jī)油低壓和冷卻水高溫模擬試驗

      機(jī)油低壓低于300MPa，或冷卻水溫度高于100℃時，應(yīng)有聲光報警。機(jī)油低壓低于200MPa，或冷卻水溫度高于105℃時，應(yīng)自動停車。

4、備用機(jī)組調(diào)速特性試驗

      機(jī)組在額定轉(zhuǎn)速滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時，突然將負(fù)載全部卸去（突卸100%負(fù)載），檢查柴油機(jī)轉(zhuǎn)速的變化情況和穩(wěn)定所需的時間，然后將50%的負(fù)荷加上并隨即再加上50%的負(fù)荷（突加從0→50%→100%負(fù)載），檢查柴油機(jī)轉(zhuǎn)速的變化情況和達(dá)到所需的時間，連續(xù)做三次并作記錄。

5、發(fā)電機(jī)調(diào)壓特性試驗

（1）發(fā)電機(jī)的靜態(tài)特性試驗

      在額定負(fù)荷、額定功率因素下，將電壓和頻率調(diào)至額定值，按發(fā)電機(jī)負(fù)荷變化100%→75%→50%→25%→0→25%→50%→75%→100%，測量各點負(fù)荷的電壓和頻率，測試時間參考表2。發(fā)電機(jī)穩(wěn)態(tài)電壓調(diào)整率應(yīng)不超過額定電壓的3.5%

 表2    備用柴油發(fā)電機(jī)組負(fù)荷試驗時間和帶載比例

 

（2）發(fā)電機(jī)組動態(tài)性試驗（突加突卸負(fù)荷試驗）

      發(fā)電機(jī)空載狀態(tài)下，轉(zhuǎn)速、電壓額定，COSφ≤0.4（滯后）突加和突卸60%額定電流，瞬態(tài)電壓變化應(yīng)不大于15%UN（60V）（突加）、20%UN（80V）（突卸），電壓恢復(fù)到與額定值相差3%Un（12V）范圍內(nèi)所需時間應(yīng)不大于1.5S。

 

四、電氣系統(tǒng)測試

 

      電氣系統(tǒng)的試驗需在電氣供應(yīng)商指導(dǎo)下，用戶配合做系統(tǒng)試驗。

1、測量絕緣電阻和溫升

（1）測量示例如圖5所示。將所有電源和用電設(shè)備的斷路器斷開，除去測量和指示設(shè)備熔斷器的熔絲，將電壓線圈開路，用500V兆歐表測量各相匯流排之間以及與機(jī)體之間的冷態(tài)絕緣電阻應(yīng)不小于1MΩ。負(fù)荷試驗后，測量熱態(tài)絕緣電阻應(yīng)不小于1MΩ。

（2）負(fù)荷試驗后，測量母排溫升，應(yīng)不大于45℃。

2、控制器效用試驗

      檢查儀表和開關(guān)的效能。

（1）檢查安裝在控制器上的對地絕緣監(jiān)測、指示、報警裝置的工作可靠性。

（2）試驗整定備用發(fā)電機(jī)主開關(guān)保護(hù)值，參考表3。

表1    柴發(fā)出口斷路器開關(guān)保護(hù)值

 

3、起動最大電動機(jī)試驗

      備用電站在備用工況下，機(jī)組正常運(yùn)行時，對消防總用泵（其中一臺）及泡沫消防泵分別進(jìn)行起動試驗，此時應(yīng)檢查交流電動機(jī)是否失步、停轉(zhuǎn)和電器自行脫扣現(xiàn)象用儀表、測發(fā)電機(jī)電壓、電流變化情況。

4、其他電氣系統(tǒng)檢查

（1）檢查控制系統(tǒng)各相負(fù)荷的不平衡度，其值應(yīng)在每相額定電流的15%以內(nèi)。

（2）檢查試驗控制系統(tǒng)匯流排失電時自動接通臨時備用照明系統(tǒng)的功能。

（3）檢查備用發(fā)電機(jī)主開關(guān)和其它聯(lián)絡(luò)開關(guān)的連鎖性能。

5、逆功率保護(hù)試驗

      調(diào)整發(fā)電機(jī)逆功率保護(hù)裝置，整定值為發(fā)電機(jī)額定功率的10%（主發(fā)電機(jī)組逆功率為155kW，輔發(fā)電機(jī)組逆功率；63kW），延時<10S動作。逆功率保護(hù)試驗電路如圖6所示。

4、自動卸載試驗

      由自動轉(zhuǎn)換開關(guān)取樣模擬至負(fù)荷為變壓器額定電流的100%，延時10S發(fā)電機(jī)進(jìn)行1級自動卸載，并發(fā)出報警。

 

圖5  發(fā)電機(jī)絕緣電阻和溫升測量

圖6  發(fā)電機(jī)逆變器保護(hù)試驗電路圖

 

總結(jié)：

       柴油發(fā)電機(jī)組的使用應(yīng)按照國家和電力行業(yè)有關(guān)規(guī)程、規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的要求，對發(fā)電機(jī)組定期進(jìn)行安全檢查、預(yù)防性試驗、啟機(jī)試驗和切換裝置的切換試驗，以確保其始終處于良好運(yùn)行狀態(tài)，并有書面記錄；制訂柴油發(fā)電機(jī)運(yùn)行操作、維護(hù)管理的規(guī)程制度和備用處置預(yù)案，并定期進(jìn)行備用演練。此外，為節(jié)約試驗時間和費(fèi)用，在連續(xù)運(yùn)行12小時試驗中（額定運(yùn)行11小時，110%額定負(fù)載1小時）可同時進(jìn)行熱試驗和冷熱態(tài)電壓變化率兩項試驗。同時還可以加入熱態(tài)電壓調(diào)整范圍、熱態(tài)穩(wěn)態(tài)電壓調(diào)整率和瞬態(tài)電壓調(diào)整率及恢復(fù)時間、控制屏儀表準(zhǔn)確度檢查、振動測量等眾多試驗項目?？得魉构驹谏衔闹芯筒裼桶l(fā)電機(jī)組相關(guān)試驗順序和試驗方法逐一進(jìn)行介紹。

 

 

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