新聞主題	康明斯柴油發(fā)電機電氣系統的線(xiàn)路連接

 

摘要：柴油發(fā)電機的供電設計是電氣設計的一個(gè)重要組成部分，其設計方案的優(yōu)劣將直接影響整個(gè)供配電系統的可靠性、穩定性、經(jīng)濟性。市場(chǎng)需要康明斯技術(shù)工程師提供滿(mǎn)足客戶(hù)需要的成熟可靠，操作安全，維修方便的配電系統?？得魉构揪鸵酝┕ぐ咐幸恍┕こ探?jīng)驗積累，總結了幾種典型的柴油發(fā)電機供電接線(xiàn)方案，在此同大家一起探討。

 

      自備電源分為應急電源和備用電源。應急電源是為了人身安全以及避免造成重大損失或重大社會(huì )影響而設置的電源，其特點(diǎn)是滿(mǎn)足人員疏散和滅火等要求，供電時(shí)間較短。備用電源是正常電源中斷時(shí)，出于非安全原因，用于維持向用電設備供電的電源，其特點(diǎn)是滿(mǎn)足生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)等需求，供電時(shí)間長(cháng)，非安全因素。自備電源有多種形式，其中被廣泛應用的是配置柴油發(fā)電機組，那么柴油發(fā)電機供電設計的合理性就顯得非常重要了。柴油發(fā)電機作為一種自備電源主要的解決方案，其容量應按應急電源或備用電源負荷較大者選擇。正確地選擇柴油發(fā)電機供電方案就成了關(guān)乎整個(gè)供電系統設計是否具有合理性、可靠性、安全性等很重要的一個(gè)方面。

 

一、市電與附件設備的連接

 

     市電可為發(fā)電機組上的一些關(guān)鍵電器裝置提供電能，如蓄電池充電器、發(fā)電機組預熱裝置（水套加熱器、機油加熱器）等。

1、加熱器

      在氣溫較低或寒冷的環(huán)境中，最好使用發(fā)電機組預熱器，以便在需要發(fā)電機組工作時(shí)能夠快速起動(dòng)。預熱功率較大時(shí)，要用市電做為電源，發(fā)電機組起動(dòng)前，把預熱器上的接線(xiàn)端子連接到市電，打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)，預熱器開(kāi)始工作，當發(fā)動(dòng)機機體的溫度達到設定值或發(fā)電機組啟動(dòng)后，預熱器自動(dòng)停止加熱。

2、充電方式

      當發(fā)電機組工作正常發(fā)電時(shí)，發(fā)電機組為蓄電池進(jìn)行充電及浮充充電；當發(fā)電機組停機時(shí)，市電為蓄電池進(jìn)行充電及浮充充電；利用浮充電源模塊和兩種供電方式的切換可對蓄電池充電過(guò)程、充電電流進(jìn)行最優(yōu)控制，進(jìn)而延長(cháng)了蓄電池使用壽命。

（1）市電浮充

      在發(fā)電機組停止工作期間，蓄電池的電能會(huì )逐漸減弱，當弱到一定程度，發(fā)動(dòng)機將很難起動(dòng)。為使發(fā)電機組保持正常使用性能，需要及時(shí)為蓄電池充電（通常夏天每個(gè)月要充一次電，冬天每?jì)蓚€(gè)月充一次電），用戶(hù)可通過(guò)連接好的ATS設備充電，也可把市電接到控制柜中市電浮充器的接線(xiàn)端子進(jìn)行充電。

（2）原配充電機

      發(fā)電機組為了實(shí)現機組對蓄電池的充電功能，機組要安裝充電機，發(fā)電機組運轉時(shí)，發(fā)動(dòng)機借助皮帶傳動(dòng)機構驅動(dòng)充電機運轉，外部激磁后，充電機發(fā)電輸出交流電壓，通過(guò)充電機內置的整流調壓模塊輸出直流電壓(參見(jiàn)圖1)，進(jìn)而為蓄電池充電。

3、蓄電池連接

     起動(dòng)時(shí)旋動(dòng)開(kāi)關(guān)鑰匙，如指示燈亮，說(shuō)明電瓶有電，然后啟動(dòng)馬達接通電流，柴油發(fā)電機即能起動(dòng)，啟動(dòng)系統接線(xiàn)如圖2所示。如一次起動(dòng)不能成功，必須等待電樞完全靜止后再做二次起動(dòng)，每次起動(dòng)時(shí)間不超過(guò)5秒，二次間隔不應小于2分鐘。

（1）當蓄電池容量不足時(shí)，其充電電流會(huì )很大，無(wú)限流措施，而電流過(guò)大容易造成蓄電池鉛酸鹽化、發(fā)熱以及失水現象；

（2）當蓄電池容量充滿(mǎn)，浮充偏高，補充電流偏大，也會(huì )加劇蓄電池正極板的腐蝕，造成蓄電池排氣頻繁以及失水、溫度高的現象。

      這兩種情況輕則縮短蓄電池使用壽命，重則蓄電池出現熱失控造成蓄電池槽變形臌脹，以至電池失效?？傊?，充電發(fā)電機無(wú)法對蓄電池充電過(guò)程、充電電流進(jìn)行最優(yōu)控制以延長(cháng)蓄電池使用壽命。

（3）當發(fā)電機組需要運輸或長(cháng)期存放時(shí)，應斷開(kāi)蓄電池的負極電纜線(xiàn)，在發(fā)電機組工作前再連接好。

 

       不能把電池投入火中，否則電池會(huì )爆炸。如果電池發(fā)生爆炸，電解液會(huì )噴射到各個(gè)方向。電池的電解液有腐蝕性，噴到人體后，會(huì )引起燒傷，甚至造成失明。如果人身或眼睛接觸到這種電解液，要立即用水沖洗，并尋求醫療救助。

 

圖1 柴油發(fā)電機組充電機電路連接圖

圖2  柴油機蓄電池與啟動(dòng)系統接線(xiàn)圖

 

 

二、負載連接

 

1、選擇負載電纜線(xiàn)

      柴油發(fā)電機組與市電低壓柜之間的連接電纜，單相采用一根火線(xiàn)+一根零線(xiàn)+兩根信號線(xiàn)（如圖3所示）；三相采用3+1或3+2電力電線(xiàn)，信號線(xiàn)另外配置。

（1）電纜線(xiàn)選擇必須配合發(fā)電機組輸出的電壓和電流，直徑大小和長(cháng)度要合適，另外要考慮兩點(diǎn)：

① 電纜線(xiàn)的容許電流大小，柴油發(fā)電機組和負載間的距離。

② 選擇時(shí)要考慮電纜線(xiàn)中會(huì )有電能損耗，通常在發(fā)電機組和負載間最大會(huì )有5%的電壓降。

（2）如果負載電流超過(guò)電纜線(xiàn)的容許值，電纜線(xiàn)將產(chǎn)生過(guò)熱現象，并會(huì )燒壞。

（3）如果電纜線(xiàn)太長(cháng)或太細，將會(huì )產(chǎn)生很大的電壓降，從而降低輸入到負載上的電壓值，是負載不能正常工作。

2、連接負載

（1）在發(fā)電機組的控制柜（或開(kāi)關(guān)柜）中配置了負載接線(xiàn)柱，用戶(hù)可直接把負載電纜線(xiàn)連接到對應的接線(xiàn)柱上，用戶(hù)扳手擰緊螺栓。注意各相線(xiàn)，零線(xiàn)和接地線(xiàn)要一一對應，不能錯接。

（2）連接時(shí)，要保證各相負載的平衡性，不能讓一相的負載遠遠超過(guò)另一相，否則會(huì )造成交流發(fā)電機的線(xiàn)圈過(guò)熱；相與相之間的不平衡還有可能損壞用電設備。

（3）電纜線(xiàn)要安放在管道或線(xiàn)槽中，注意不能把線(xiàn)槽固定在發(fā)電機組上，另外，不能把直流和交流的電纜放在同一個(gè)管道或線(xiàn)槽中。

（4）負載電纜線(xiàn)連接必須由持上崗操作證的專(zhuān)業(yè)電工實(shí)施，請參照圖1的負載接線(xiàn)框圖。

 

圖3  柴油發(fā)電機連接電纜截面結構

圖4  柴油發(fā)電機組負載連接框架圖

 

 

三、控制器與接地連接

 

      以下是發(fā)電機組控制器的基本接線(xiàn)方法（如圖5所示），具體接線(xiàn)方法還需根據實(shí)際情況進(jìn)行調整。在接線(xiàn)前，一定要仔細閱讀控制器的使用說(shuō)明書(shū)，確保接線(xiàn)正確無(wú)誤。

1、 電源接線(xiàn)

      將發(fā)電機組的電源線(xiàn)連接到控制器的電源輸入端，注意接線(xiàn)時(shí)要保證電源的極性正確。

2、發(fā)電機接線(xiàn)

      將發(fā)電機組的輸出線(xiàn)連接到控制器的發(fā)電機輸入端，注意接線(xiàn)時(shí)要保證發(fā)電機的極性正確。3. 電池接線(xiàn)：將電池的正負極分別連接到控制器的電池正負極輸入端。

4、負載接線(xiàn)

      將負載的正負極分別連接到控制器的負載正負極輸出端。

5、傳感器接線(xiàn)

      將發(fā)電機組的傳感器線(xiàn)連接到控制器的傳感器輸入端，注意接線(xiàn)時(shí)要保證傳感器的極性正確。

6、通訊接線(xiàn)

      將控制器的通訊線(xiàn)連接到計算機或其他設備的通訊端口。

7、接地連線(xiàn)

      康明斯柴油發(fā)電機組的電器元件必須都要接地，其接地電路如圖6所示。如果金屬部分是直接裸露的，或保護套出現破損露出金屬，都可能引起帶電，并對操作人員造成電擊。

      康明斯柴油發(fā)電機組內的所有電器和康明斯柴油發(fā)電機組本身都分別配置了接地端子，用戶(hù)使用前，需要把接地螺栓連接到接地角鋼上，然后把該角鋼插入大地。與接地角鋼連接時(shí)，所使用導線(xiàn)的最小橫截面積是16mm²，接地用的角鋼最好是鍍鋅的，角鋼大小為5號，下面制成尖角，以便插入地面。

（1）如果電器元件的接地線(xiàn)斷開(kāi)或連接錯誤，康明斯柴油發(fā)電機組運行時(shí)，將會(huì )產(chǎn)生漏電，電流會(huì )直接傳進(jìn)人體，會(huì )對操作人員造成極大的危險。

（2）所有負載也要做好接地連接。

（3）所有接地連接工作應該在康明斯柴油發(fā)電機組起動(dòng)前進(jìn)行。

 

圖3  柴油發(fā)電機組控制器接線(xiàn)端子示意圖

圖4  柴油發(fā)電機中線(xiàn)點(diǎn)接地方式

 

三、 ATS連接

 

      ATS即自動(dòng)轉換開(kāi)關(guān)電器，主要用于在緊急供電系統，將負載電路從一個(gè)電源自動(dòng)切換至另一個(gè)（備用）電源，以確保重要負荷連續、可靠運行。發(fā)電機組控制系統配置了自動(dòng)轉換開(kāi)關(guān)連接接口，即ATS控制線(xiàn)連接接口，如果用戶(hù)配備了ATS設備，就可以連接到發(fā)電機組，在市電和發(fā)電機組之間轉換電源。

1、連接操作方法

（1）把配套插頭的兩端分別插進(jìn)發(fā)電機組和ATS柜上的相應連接接口。

（2）連接發(fā)電機組上的輸出接線(xiàn)柱與ATS柜中對應的接線(xiàn)柱。

（3）連接市電與ATS柜中對應的接線(xiàn)柱。

（4）把負載連接到ATS的負載接線(xiàn)柱上。

○ ATS連接要在發(fā)電機組運行前操作。

○ 連接時(shí)，每個(gè)相線(xiàn)、零線(xiàn)和接地線(xiàn)要一一對應。

      如果已連接好ATS設備，發(fā)電機組運行時(shí)，打開(kāi)ATS柜上的開(kāi)關(guān)，控制系統會(huì )從ATS連接接口監控市電信號。假如市電正常，控制模塊會(huì )給ATS連接接口信號，然后通過(guò)ATS設備把負載電源自動(dòng)轉換到市電，而發(fā)電機組會(huì )自動(dòng)停機。相反地，如果控制系統檢測到市電不正常，如過(guò)電壓、低電壓、過(guò)頻或低頻等，那么ATS設備會(huì )把電源轉換到發(fā)電機組，使它自動(dòng)運行，并為負載供電。

2、ATS設備的安裝位置

（1）ATS設備要安裝在室內，并靠近發(fā)電機組和市電的主開(kāi)關(guān)。

（2）安裝處要清潔、干燥，通風(fēng)條件良好，設備周?chē)凶銐虻牟僮骺臻g。

（3）安裝處的環(huán)境溫度不能高于40℃，否則易損壞設備內部的保險絲和斷路器等電氣元件。

（4）不能把控制系統的各種電纜線(xiàn)放置在同一個(gè)管道內。

（5）電纜線(xiàn)、絕緣保護套的尺寸要符合國家標準。

（6）安裝處要保證不會(huì )有水進(jìn)入，并且不能有可燃性氣體或液體。

（7）如果ATS設備安裝在室外，周?chē)仨氁斜Ｗo措施。

（8）不能把ATS設備放在發(fā)電機組上。

 

 

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