三、車(chē)載電站的定義及特點(diǎn)

      車(chē)載電站又稱(chēng)移動(dòng)電源車(chē)，是一種將柴油發(fā)電機組安裝于廂式車(chē)輛內的應急備用電源，主要由柴油發(fā)電機組、控制系統、電源輸出系統、汽車(chē)底盤(pán)、電站專(zhuān)用車(chē)廂及輔助配套和降噪裝置等組成，其主要功能是為特定場(chǎng)所提供備用電源，車(chē)載電站的結構采用一體化設計，對通風(fēng)、排煙、排氣、供油、電纜等進(jìn)行統一布局，最低噪聲可達65dB的低噪聲電站。具有移動(dòng)快捷、低噪聲運行、操作簡(jiǎn)便和全天候工作等特點(diǎn)，不僅適用于野外移動(dòng)作業(yè)，也適用于人口稠密的都市供電之用。

      移動(dòng)電源車(chē)具有良好的越野性和對各種路況的適應型，并且具有靈活的可移動(dòng)性（康明斯電力技術(shù)有限公司專(zhuān)用車(chē)曾經(jīng)在核電領(lǐng)域設計開(kāi)發(fā)出一款具備直升機起吊功能的車(chē)載電站）。主要用于搶險救災、野外勘探、工程作業(yè)、突發(fā)事件、軍事、不可停電行業(yè)等領(lǐng)域。適應于全天后的野外露天作業(yè)，具有整體性能穩定可靠、操作簡(jiǎn)單、噪聲低、排放性能好、維護性好等特點(diǎn)，能很好地滿(mǎn)足戶(hù)外作業(yè)和應急供電的需要。

      車(chē)載電站主要由汽車(chē)底盤(pán)、車(chē)載箱體、柴油發(fā)電機組、啟動(dòng)系統、供油系統、控制系統等部分組成。車(chē)載電站作為一種全天候不定點(diǎn)工作的備用電源需要具備防雨、防雪、防凍、防風(fēng)沙、降噪性能好、移動(dòng)快捷、安全和方便等特點(diǎn)。

1、汽車(chē)底盤(pán)的選擇

      汽車(chē)底盤(pán)作為車(chē)載電站的動(dòng)力裝置，要求汽車(chē)底盤(pán)既能滿(mǎn)足車(chē)載的經(jīng)濟性，又能保證車(chē)載行駛的安全性。汽車(chē)底盤(pán)的選擇需要根據發(fā)電機組功率及用戶(hù)的要求進(jìn)行選擇，首先根據要求計算出發(fā)電機組、廂體及所有配件的總重量，根據設備重量，在保證配重平衡的基礎上進(jìn)行布置設計，以載重量及所需廂體體積來(lái)匹配最合適的二類(lèi)底盤(pán)，做到略有裕度，從而保證汽車(chē)行駛的安全性。同時(shí)，要滿(mǎn)足車(chē)載電站長(cháng)時(shí)間承受較大載荷的能力、重心低、通過(guò)性好的要求，車(chē)輛的載重量一般要有5％的裕度。

車(chē)載重量為二類(lèi)底盤(pán)車(chē)、車(chē)廂、柴油發(fā)電機組（柴油及防凍液）、電纜絞盤(pán)、電纜、液壓支腿系統、排煙系統、控制屏、開(kāi)關(guān)柜、蓄電池等輔助設備之和，其重量之和不應超過(guò)車(chē)載總重量的95％。

2、車(chē)載箱體的設計

      車(chē)載箱體的設計需要從目錄公告、配重平衡性、進(jìn)排風(fēng)通風(fēng)量、降噪等方面進(jìn)行考慮。典型的車(chē)載電站結構如圖1和圖2所示。

（1）產(chǎn)品目錄

      車(chē)載電站的車(chē)廂外形尺寸及承載重量需要滿(mǎn)足國家相關(guān)規定，上路前需要在國家車(chē)管所進(jìn)行產(chǎn)品目錄登記，并掛車(chē)牌，因此車(chē)載電站箱體設計時(shí)必須按照國家電源車(chē)產(chǎn)品目錄的規定尺寸進(jìn)行。

（2）配重平衡性

      汽車(chē)重心位置的高低以及前后的位置對汽車(chē)的安全駕駛都有較大的影響，在對車(chē)載電站車(chē)廂進(jìn)行設計時(shí)，應該考慮車(chē)廂內所有配件所處的位置和重量并進(jìn)行綜合重心的計算；原則上，X軸的重心應處于前后輪中心偏后，靠近后輪位置，在Y軸上所有大型物件都以左右兩車(chē)輪的中軸線(xiàn)為中心進(jìn)行對稱(chēng)布置，小物件按功能及重量進(jìn)行合理的分配布置，重心位置應處于左右輪中心或略偏路中一側，在Z軸應盡量降低其重心。

      下面以車(chē)載電站為例對X軸上的重心位置計算：車(chē)載電站各組成部件以車(chē)載前輪為原點(diǎn)做出重量及坐標如圖4所示，計算方法是把各部件對應原點(diǎn)位置的力矩之和除以車(chē)載的總質(zhì)量所得的距離就是車(chē)載電站X軸的實(shí)際重心位置，計算過(guò)程及圖解如圖6-6所示，此車(chē)載電站X軸上的重心位置大約在距離前輪4.46m的位置，靠近與后輪位置。

（3）進(jìn)、排風(fēng)通風(fēng)量

      電源車(chē)應充分考慮到發(fā)電機組正常運行時(shí)所需的最低進(jìn)、排風(fēng)量，否則將會(huì )嚴重影響發(fā)電機組的功率輸出、使發(fā)電機組的溫升較高、頻繁發(fā)生故障、甚至會(huì )縮短柴油發(fā)電機組的使用壽命。通常發(fā)電機組排風(fēng)口的面積應略大于水箱的有效面積，保證排風(fēng)口處的風(fēng)速能夠在和風(fēng)以?xún)龋?le;8m／s），從降低風(fēng)阻考慮，排風(fēng)口離前面障礙物的距離應在600mm以上，如圖4所示，車(chē)載電站廂體進(jìn)風(fēng)量應大于發(fā)電機組的排風(fēng)量和燃氣量的總和。

      一般情況下，在車(chē)載電站廂體側面、前部及后部上方各開(kāi)有進(jìn)、排風(fēng)手動(dòng)百葉窗，必要時(shí)也可在廂體前端面和后端面布置進(jìn)、排風(fēng)窗或輔助進(jìn)、排風(fēng)窗，以保證發(fā)電機組正常工作的進(jìn)風(fēng)量和排風(fēng)量。在多雨、多風(fēng)沙、潮濕、寒冷地區等特殊情況下，百葉窗也可選擇加裝電動(dòng)機構。電站在不使用的情況下封閉所有進(jìn)、排風(fēng)窗口，從而有效地起到防雨、防風(fēng)沙和防寒的效果。

      在進(jìn)行廂體進(jìn)排風(fēng)計算時(shí)，不僅需要考慮進(jìn)排風(fēng)百葉窗的面積是否滿(mǎn)足發(fā)電機組進(jìn)、排風(fēng)量要求，還需要對整體通道進(jìn)行考慮，一般以通道內最小位置作為計算對象，如圖5所示，其中進(jìn)風(fēng)通道主要有進(jìn)風(fēng)百葉窗、進(jìn)風(fēng)擋板、進(jìn)風(fēng)降噪箱，三處進(jìn)風(fēng)通道都需要驗證通道面積，并按照最小通道面積的位置通風(fēng)來(lái)設計。

（4）降噪

      車(chē)載電站作為一種全天候工作的備用電源，工作地點(diǎn)不固定，必須做好降噪處理，車(chē)載電源的降噪可以從排煙降噪、進(jìn)、排風(fēng)口降噪以及墻面降噪這三個(gè)方面來(lái)考慮。

① 排煙降噪

      柴油機在運行時(shí)，由于缸體內燃油的燃燒爆炸，會(huì )產(chǎn)生高分貝的寬頻噪聲經(jīng)由排氣系統對外傳播。本方案采用工業(yè)型消音器和住宅型消音器組成的組合式消音器如圖6所示，工業(yè)型消聲器具有吸收中高頻聲等特點(diǎn)，主要是利用多孔吸聲材料來(lái)降低噪聲的。把吸聲材料固定在氣流通道的內壁上或按照一定方式在管道中排列，當聲波進(jìn)入阻性工業(yè)型消音器時(shí)，一部分聲能在多孔材料的孔隙中摩擦而轉化成熱能耗散掉，使通過(guò)消音器的聲波減弱。阻性消音器對中高頻消聲效果好，但對低頻消聲效果較差。住宅型消聲器是由突變界面的管和室組合而成的，每一個(gè)帶管的小室是濾波器的一個(gè)網(wǎng)孔，管中的空氣質(zhì)量稱(chēng)為聲質(zhì)量和聲阻。小室中的空氣體積稱(chēng)為聲順。與電學(xué)濾波器類(lèi)似，每一個(gè)帶管的小室都有自己的固有頻率，當包含有各種頻率成分的聲波進(jìn)入第一個(gè)短管時(shí)，只有在第一個(gè)網(wǎng)孔固有頻率附近的某些頻率的聲波才能通過(guò)網(wǎng)孔到達第二個(gè)短管口，而另外一些頻率的聲波則不可能通過(guò)網(wǎng)孔，只能在小室中來(lái)回反射，從而達到濾掉某些頻率噪聲成分的效果，住宅型消音器消除了中、低頻噪聲。

      通過(guò)以上兩級消音器就可以分別降低高頻和低頻段的噪聲，一般能降低35～40dB（A）。排氣系統的設計，必須同時(shí)滿(mǎn)足柴油機的背壓要求，使排氣順暢并正常運行。消聲器在發(fā)電機組運行時(shí)的溫度高達幾百度，同時(shí)表面會(huì )散發(fā)較高的噪聲，通常應將消聲器安裝在廂體中的專(zhuān)用排風(fēng)艙內，排煙管需要進(jìn)行隔熱隔音包扎，此外消聲器還應具有好的剛性結構、防止受激振而輻射再生噪聲，其尺寸必須大小適宜，體積大消聲效果會(huì )更好，但不便于安裝，體積小便于安裝但效果不會(huì )很好，同時(shí)消聲器的材料要能耐高溫和抗腐蝕。

② 進(jìn)、排風(fēng)口降噪

      在進(jìn)行廂體進(jìn)、排風(fēng)設計時(shí)，進(jìn)排風(fēng)室與發(fā)電機組需要隔開(kāi)，進(jìn)風(fēng)室、排風(fēng)室與發(fā)動(dòng)機室之間采用降噪箱或者吸音擋板進(jìn)行隔開(kāi)，這樣既能保證了進(jìn)風(fēng)、排風(fēng)良好進(jìn)行，又能實(shí)現良好的降噪效果。

      車(chē)載電站進(jìn)風(fēng)端的噪聲比排風(fēng)端噪聲低，因此排風(fēng)端降噪箱要比進(jìn)風(fēng)端降噪箱厚，這樣才能使車(chē)載電站的噪聲整體下降，有效地利用廂體內部有限的空間。根據使用地點(diǎn)的要求，可以選擇圖7所示的靜音型以及圖8所示的超靜音型車(chē)載電站。

③ 墻面降噪

      噪聲具有極強的輻射性和穿透性，一般結構的車(chē)廂墻面無(wú)法有效的阻礙噪聲的傳播，廂體墻壁采用夾層結構如圖6-12所示，外壁采用車(chē)廂專(zhuān)用鋼板，內壁采用鍍鋅沖孔鋼板，中間填充高效吸音阻燃棉，使廂體壁起到隔離噪聲的效果，同時(shí)又能最大限度地吸收和衰減部分噪聲，提高降噪效果。根據發(fā)電機組功率的大小和降噪的要求，中間填充吸音棉的厚度一般為60～100mm?？墒乖肼曀p6～10dB（A）。機廂底部柴油機部分也需要進(jìn)行填充隔音棉處理，以防噪聲從底部泄露。

      另外，車(chē)廂門(mén)的接合位置，也是噪聲滲漏傳播的關(guān)鍵部位，所有車(chē)廂門(mén)位置都采用具有彈性的密封件進(jìn)行處理，提高了廂體的降噪性能。

（5）控制屏及輸出斷路器的布置

      發(fā)電機組控制屏及斷路器柜位于廂體后部一側，打開(kāi)透視門(mén)可對控制屏及斷路器進(jìn)行操作，發(fā)電機組正常工作時(shí)，將透視門(mén)關(guān)閉，將噪聲隔絕在廂體內，可通過(guò)透視窗觀(guān)察發(fā)電機組參數。這種布置方式在操作發(fā)電機組時(shí)，人不需進(jìn)入高風(fēng)速、高噪聲的廂體內，操作方便，如圖9所示。

（6）廂體其他設計

① 按交通部門(mén)對上路機動(dòng)車(chē)要求，車(chē)廂頂蓋兩邊前角安裝有示廓燈，尾部有轉向燈、剎車(chē)燈、尾燈。對于車(chē)身較長(cháng)的電源車(chē)，在車(chē)廂側面中間也設有相應數量的示廓燈。

② 廂體兩側面開(kāi)有檢修門(mén)，門(mén)下有一踏步階梯，階梯可總體翻起并用銷(xiāo)釘固定于車(chē)廂的下部。對于車(chē)身較高的電源車(chē)，除側面階梯外，在后門(mén)位置也有階梯，以方便操作人員上下車(chē)廂。另外，廂體門(mén)都設有防風(fēng)鉤。

③ 車(chē)廂所有門(mén)窗都設有防雨沿，所有門(mén)邊都有密封包邊，增大車(chē)廂的防雨性能。

④ 車(chē)廂內部表層采用花紋防滑鋼板或花紋防滑鋁板，美觀(guān)防滑。車(chē)廂頂部中間略高，兩邊略低，能有效地防止車(chē)廂頂部積水。

⑤ 急停開(kāi)關(guān)安裝在側門(mén)旁邊，當發(fā)電機組出現異常情況時(shí)便于緊急停機。急停開(kāi)關(guān)裝有保護罩殼，以防誤動(dòng)作。緊急情況時(shí)，如果打開(kāi)控制屏門(mén)或者進(jìn)入廂體內操作，最少需要幾十秒時(shí)間，門(mén)邊的急停按鈕能以最短的時(shí)間將發(fā)電機組停機以確保安全。

⑥ 在車(chē)廂后部側面配有接線(xiàn)箱，接線(xiàn)箱里布置有電纜接線(xiàn)銅排（可選快速接插件）。車(chē)載電站上一般均配置有重型軟橡套動(dòng)力電纜，電纜通過(guò)設于廂體后下部的電纜接線(xiàn)箱對外連接。接線(xiàn)箱正面開(kāi)門(mén)，下部為活動(dòng)式電纜進(jìn)入口，周邊設有絕緣橡膠條。發(fā)電機組正常發(fā)電輸出時(shí)，正面開(kāi)門(mén)可鎖閉，防止非操作人員誤操作造成事故。不用時(shí)，下部電纜進(jìn)入口密閉，可防止泥土、雜物進(jìn)入箱內，保持清潔。

⑦ 電纜絞盤(pán)有手動(dòng)、液壓驅動(dòng)和電動(dòng)幾種型式，對于外徑在φ35mm以上的電纜，手動(dòng)收放困難，液壓驅動(dòng)成本高，而且存在漏油污染，而傳統的電動(dòng)電纜絞盤(pán)傳動(dòng)機構復雜，且占用空間較大?？得魉闺娏夹g(shù)有限公司設計的內裝式電動(dòng)電纜絞盤(pán)克服了以上三種電纜絞盤(pán)的不足，將電動(dòng)機和減速器裝進(jìn)電纜絞盤(pán)的滾筒里面，滾筒利用電動(dòng)機的冷卻風(fēng)扇，自然通風(fēng)冷卻，沒(méi)有漏油污染電纜橡套的問(wèn)題。只要接通電源，就能使電動(dòng)電纜絞盤(pán)轉動(dòng)，完成電纜的收放，現在廣泛應用于汽車(chē)電站和掛車(chē)電站等。電動(dòng)電纜絞盤(pán)結構見(jiàn)本章附錄。

⑧ 機械（液壓）支腿的作用是在車(chē)載電站停放時(shí)將車(chē)載電站支撐起來(lái)，防止汽車(chē)板簧及輪胎長(cháng)時(shí)間受壓而損壞。支腿有機械支腿和液壓支腿兩種。機械支腿操作方便，安全可靠，價(jià)格低廉，缺點(diǎn)是操作費力；液壓支腿操作省力，可用遙控器遙控支腿的升降，安全和可靠性也高，缺點(diǎn)是保養和維護麻煩，配置成本較高。

⑨ 廂體內設有交、直流一體防爆熒光燈及直流燈、應急照明燈等照明設備，當發(fā)電機組停止時(shí)，由蓄電池供電采用直流照明，當發(fā)電機組工作時(shí)，使用防爆熒光燈進(jìn)行照明，應急燈是在交流燈以及直流燈都沒(méi)有電源時(shí)使用。車(chē)廂內所有電氣布線(xiàn)均走PVC阻燃絕緣管，線(xiàn)路藏于吸音棉中，整體美觀(guān)。

      車(chē)載電站配置兩個(gè)干粉滅火器安放在側門(mén)內，車(chē)載比較大時(shí)可以配置三個(gè)，兩側門(mén)各一個(gè)，后門(mén)一個(gè)?？蛻?hù)也可以選配在車(chē)廂內安裝煙感報警裝置以及吊掛式干粉滅火器。

⑩ 工具安放在車(chē)廂內一個(gè)工具箱中，配有一套專(zhuān)用工具及10m長(cháng)專(zhuān)用線(xiàn)排，方便用戶(hù)對發(fā)電機組維修和使用。

四、車(chē)載型柴發(fā)機組

      車(chē)載電站常用的發(fā)電機組功率范圍在15～800kW，某些特殊的場(chǎng)合會(huì )用到800kW以上的柴油發(fā)動(dòng)發(fā)電機組。輸出電壓通常為400/230V。

      隨著(zhù)近幾年我國電力行業(yè)高壓線(xiàn)路建設的加快，變電站的維護與維修需要直接用到高壓電源，核電站應急移動(dòng)電源也有高電壓要求，發(fā)電行業(yè)對高壓備用電源的需求越來(lái)越大，高壓用戶(hù)也越來(lái)越多，對備用電源的使用也越來(lái)越多樣化，新型高壓車(chē)載電站也應運而生。高壓車(chē)載電站可直接輸出10.5kV高電壓交流電，也可利用變壓器把發(fā)電機組輸出的高壓交流電轉化成低壓交流電為低壓設備供電。需要注意的是，高壓電路安全防護比較復雜，高低壓電纜的敷設需要獨立分開(kāi)以免相互干擾，高壓開(kāi)關(guān)柜體積較大，為了滿(mǎn)足方便操作以及后期的維護保養，這對空間較小的車(chē)載電站結構布置來(lái)說(shuō)也是一個(gè)技術(shù)難點(diǎn)，需要從整體做好策劃。高壓車(chē)載電站廂體內部布局如圖10所示。

1、應急電源照明車(chē)

      如圖11所示是一種低噪聲實(shí)用應急電源照明車(chē)?？得魉闺娏夹g(shù)有限公司專(zhuān)利技術(shù)，專(zhuān)利號：ZL02227992．X。

      在應急電源車(chē)上加裝了大功率升降照明燈。是一種車(chē)載式全方位夜間應急照明系統。其光源部分采用金屬鹵化物燈，具有功率大、亮度高、照射范圍廣、射程遠等特點(diǎn)。其操作使用方便、具有手動(dòng)及遠程控制、自動(dòng)復位及全方位定位的優(yōu)點(diǎn)?？蓮V泛用于消防照明、工程搶修、抗災搶險和警案等現場(chǎng)的夜間應急照明。

（1）照明系統

      照明系統由4只主燈、控制箱、控制器、無(wú)線(xiàn)遙控以及彈簧電纜線(xiàn)組成，如圖12所示。

（2）氣動(dòng)升降云臺

      氣動(dòng)升降云臺由云臺、升降桿、氣泵以及空壓發(fā)電機組成，如圖13所示。

2、常用型車(chē)載電站

      多年以來(lái)，康明斯電力技術(shù)有限公司為國家電網(wǎng)、南方電網(wǎng)提供數百臺電源車(chē)，在2008年奧運會(huì )、2008年南方冰雪災害、2010年世博會(huì )、2016年“G20峰會(huì )”等重大活動(dòng)和自然災害中起到重要作用。 

3、特殊型高壓車(chē)載電站

      高壓車(chē)載電站主要用于變壓器故障檢修以及高壓區域停電等需要直接輸入10.5kV電源時(shí)使用。

4、核電行業(yè)應用實(shí)例

      當停堆、失去外電和固定備用電源設備癱瘓時(shí)，能在最短的時(shí)間內可靠提供足夠的電源，確保核反應堆及其設備的安全；當出現核滲漏時(shí)，能夠遠離輻射源監控，提供搶險和恢復核電站所需要的電源。具有反應速度更快，路況適應性強的特點(diǎn)，如圖14所示，可通過(guò)飛機起吊。