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柴油發(fā)電機組高溫、低溫環(huán)境和并聯(lián)運行試驗 |
摘要：柴油發(fā)電機組高溫試驗和低溫試驗并不是所有用戶(hù)必須需要進(jìn)行的試驗，這兩項試驗通常只在因現場(chǎng)條件需要、采購方明確需求、對用電極端嚴格的行業(yè)和相關(guān)數據測試時(shí)方才進(jìn)行。而并聯(lián)運行測試卻是大部分多臺設備并機使用單位皆應采取的試驗，以求檢查并聯(lián)運行的正確性與否，達到在設備投入使用前擁有良好的性能指標的目的。
一、高溫環(huán)境適應性試驗
高溫試驗發(fā)電機組在高溫環(huán)境中（40℃或45℃，按技術(shù)條件要求規定）靜置6h后，在額定工況下連續運行至熱態(tài)。之后，按前面有關(guān)條文的規定測定繞組溫升、電壓與頻率的穩態(tài)調整率和波動(dòng)率。在連續運行期間，每隔0.5h記錄一次有關(guān)數據（同熱試驗）。試驗過(guò)程中，對發(fā)電機組的要求同12h連續運行試驗。
1、發(fā)動(dòng)機熄火保護：
發(fā)動(dòng)機熄火保護是在高溫測試中重要的一項功能，它是為了保護發(fā)動(dòng)機不受損害。當發(fā)動(dòng)機溫度過(guò)高時(shí)，發(fā)動(dòng)機管理系統會(huì )自動(dòng)采取行動(dòng)，使發(fā)動(dòng)機停止工作。這可以防止發(fā)動(dòng)機由于過(guò)熱而受損，從而長(cháng)期影響發(fā)動(dòng)機的使用壽命。
2、發(fā)動(dòng)機匹配試驗：
發(fā)電機組高溫試驗中的發(fā)動(dòng)機匹配試驗是對發(fā)電機組在高溫環(huán)境下的性能進(jìn)行測試的一部分。這種測試的目的是確保發(fā)動(dòng)機和其他發(fā)電機組系統（如冷卻系統、燃油系統和排放系統）在高溫下的匹配。在這種測試中，發(fā)電機組將在模擬的高溫環(huán)境下工作，并進(jìn)行性能和排放測試。此外，還將對發(fā)電機組的各個(gè)系統進(jìn)行詳細的檢查，以確保在高溫環(huán)境下正常工作。發(fā)動(dòng)機匹配試驗是高溫試驗中的重要組成部分，因為它可以幫助確保發(fā)電機組在高溫環(huán)境下的性能和安全。如果在高溫試驗中發(fā)現任何不匹配的問(wèn)題，制造商可以在發(fā)布前進(jìn)行修正，從而避免在使用過(guò)程中出現問(wèn)題。
3、電氣系統性能：
檢查電子系統在高溫環(huán)境下的性能，包括電子控制單元（ECU）、點(diǎn)火系統和燃油管理系統。在發(fā)電機組高溫試驗中，ECU（電子控制單元）和各種傳感器的溫度測試是對發(fā)電機組在高溫環(huán)境下的性能進(jìn)行測試的重要部分。ECU是發(fā)電機組的中心控制單元，它監控和控制發(fā)電機組的各個(gè)系統。因此，在高溫試驗中對ECU的溫度進(jìn)行測試很重要，以確保其在高溫環(huán)境下正常工作。同樣，各種傳感器（如溫度傳感器、壓力傳感器和速度傳感器等）在發(fā)電機組的控制和監控中起著(zhù)重要作用。因此，在高溫試驗中對各種傳感器的溫度進(jìn)行測試也很重要，以確保它們在高溫環(huán)境下正常工作?？偟膩?lái)說(shuō)，ECU和各種傳感器的溫度測試是發(fā)電機組高溫試驗中的重要組成部分，以確保發(fā)電機組在高溫環(huán)境下的性能和安全。
二、低溫環(huán)境適應性試驗
1、專(zhuān)業(yè)實(shí)驗室測試
將KTA50系列康明斯發(fā)電機組放置于高低溫綜合環(huán)境模擬試驗室，室溫降至–55℃，保溫48小時(shí)，而后升溫至–40℃，保溫12小時(shí)，恢復常溫。結果經(jīng)檢查，發(fā)電機組用時(shí)11分鐘20秒低溫啟動(dòng)成功，其低溫持續工作的穩態(tài)電壓調整率為–0.880%，穩態(tài)頻率調整率為–0.036%，穩態(tài)電壓波動(dòng)率為0.175%，穩態(tài)頻率波動(dòng)率為0.080%。試驗過(guò)程中，樣機塑料件，橡膠件，金屬件未出現故障。結論該發(fā)電機組的啟動(dòng)性能，電氣性能，結構材料等滿(mǎn)足低溫環(huán)境適應性要求，也為其他發(fā)電機組的低溫環(huán)境適應性考核提供了指導方法。
2、現場(chǎng)實(shí)體測試
一般在北方極寒地區進(jìn)行對柴油發(fā)電機組低溫測試（單臺測試如圖1所示，多臺測試如圖2所示），首選，讓低溫試驗發(fā)電機組加滿(mǎn)低溫用燃油、機油和防凍冷卻液（內燃機為水冷者），配備好容量充裕的啟動(dòng)用蓄電池（內燃機為電啟動(dòng)者）后，再將發(fā)電機組靜置于規定的低溫（一般為-40℃~-25℃或-15℃）或按技術(shù)條件要求規定環(huán)境中達12h以上（對額定功率在12kW以上者），或6h以上（對額定功率在12kW以下者）。
在上述條件下，測定各獨立電路對地及相互間的絕緣電阻，測量值應符合一般電機的要求。按使用說(shuō)明書(shū)規定的啟動(dòng)方法啟動(dòng)發(fā)電機組，從開(kāi)始啟動(dòng)到啟動(dòng)成功所需時(shí)間最長(cháng)不應多于30in，啟動(dòng)成功后，在3分鐘內使發(fā)電機組帶上額定負載，連續工作到柴油機的水溫和油溫達到正常值，測定電壓和頻率的穩態(tài)調整率和波動(dòng)率，應符合相關(guān)規定。最后，停機檢查發(fā)電機組上的塑料件，橡膠件及金屬件，均不應出現斷裂現象。
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圖1 單臺柴油發(fā)電機組運行狀態(tài)測試. |
圖2 雙臺柴油發(fā)電機組冬季測試 |
三、并聯(lián)運行試驗
1、并聯(lián)試驗的目的
發(fā)電機組進(jìn)行并聯(lián)運行試驗目的是檢查兩臺發(fā)電機組并聯(lián)運行的正確性。通過(guò)并聯(lián)運行原理（如圖2所示），使兩臺發(fā)電機按比例合理承擔公共負載，充分發(fā)揮每臺發(fā)電機的能力。
2、單機試驗
柴油發(fā)電機組并機試驗過(guò)程中一般先進(jìn)行單機試驗，為了滿(mǎn)足并聯(lián)運行有功功率和無(wú)功功率分配差值要求，單機時(shí)應盡量調整好柴油發(fā)電機組的穩態(tài)調速率和發(fā)電機的穩態(tài)電壓調整率，使需要并聯(lián)運行的機組的調速特性和調壓特性盡量一致，并均呈現下降趨勢。
3、并聯(lián)試驗
（1）首先調節各臺柴油機的調速器，使其調速特性趨向一致，其特性曲線(xiàn)斜率接近。
（2）調節每臺發(fā)電機的勵磁，使各臺發(fā)電機在額定電壓下的電壓調節特性單向下降，其斜率也接近。
（3）用同步指示器判斷各發(fā)電機是否滿(mǎn)足并聯(lián)條件，如滿(mǎn)足，可將兩臺發(fā)電機并聯(lián)，并空載運行。
（4）空載運行后，先加有功功率為總有功功率70％的負載，調節原動(dòng)機轉速，使有功功率按比例分配，然后再加無(wú)功功率，為總額定負載的75％。調節發(fā)電機勵磁，使每臺發(fā)電機無(wú)功功率按比例分配。
（5）按兩臺柴油發(fā)電機組總額定功率的75％、100％、75％、50％、20％、50％和75％的順序進(jìn)行試驗。同時(shí)記錄各種中不同負載下的數據:發(fā)電機電壓、電流、頻率、有功功率、無(wú)功功率、功率因數cos、網(wǎng)絡(luò )電壓、總有功功率、無(wú)功功率和網(wǎng)絡(luò )功率因數cosq等。每種負載運行的時(shí)間不少于5分鐘（如圖3所示）。
（6）做總負載的轉移試驗。
將負載降至兩臺發(fā)電機組總負載的50％。若兩臺發(fā)電機的功率相同，先調節1號發(fā)電機使其有功功率接近額定，然后轉移無(wú)功功率使其額定，再使1號機承擔的負載達到穩定，使2號機接近空載，歷時(shí)5分鐘。最后將負載轉移到2號機上，使1號機接近空載，歷時(shí)5分鐘，
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圖2 并聯(lián)運行原理圖 |
圖3 并機試驗現場(chǎng)圖 |
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