交流工频柴油发电机组设计质量分析报告.docx

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交流工频柴油发电机组设计质量分析报告

交流工频柴油发电机组设计质量分析报告

概述

此次交付的18台机组，20XX年X月XX日投产，批次号XX01，产品编号XXX-XXX。

20XX年xx月xx日生产完成，期间按照产品检验规程和产品技术条件进行了常规检验项目（机组A组指标）、机组的保护功能（机组B组指标）等试验考核，各项功能、性能技术指标满足设计要求，具备出厂评审条件。

1主要配套组成

产品组成：

本机组主要由柴油机部、发电机部、控制箱部、油箱部、机架部等五部分组成。

表1主要组成及配套情况表

序号

名称

代号

生产单位

数量

备注

1

柴油机

9LD625双缸风冷四冲程柴油机

1套

进口

2

发电机（含定子和转子）

定子

转子

1套

3

控制箱部（含控制箱和远控盒）

控制箱

远控箱

1套

4

油箱

1套

5

机架

1套

主要配套件明细表如下：

表2主要配套件明细表

序号

名称

规格型号

单位

1

柴油机

9LD625

2

发电机

3

启动钥匙开关

JK406

4

电压自动调节器

AVR

5

自动加油控制盒

JAK12

6

油箱

7

减震机脚

ZA-35-40

2功能性能技术指标满足设计任务书、设计文件要求情况

产品按技术条件、检验规则、工艺文件完成了各组件、单元及整机测试、试验，系统联试等工作，各项测试均有详细记录，并有操作人员、检验人员签字，确保测试结果的真实性与可靠性，通过对产品的各项测试、试验结果的分析表明：

产品各项功能和性能指标满足设计要求。

表3技术指标汇总表

序号

指标名称

合同或技术文件要求

1

额定功率

12kW（允许长时间输出13kW）

2

额定电压

400/230V

3

额定频率

50Hz

4

额定转速

3000转/分

5

相数

三相

6

功率因数

0.8滞后，并能适应0.95超前

7

空载电压整定范围

≥±5%

8

电压稳态调整率

≤±3%

9

电压瞬态调整率

≤±20%

10

电压稳定时间

≤1.0s

11

电压波动率

≤0.5％，不大于1/4额定负载时允许为1.5%

12

频率稳态调整率

≤±3%

13

频率瞬态调整率

≤±7%

14

频率稳定时间

≤5s

15

频率波动率

≤1.0％，不大于1/4额定负载时允许为1.5%

16

正弦波形畸变率

不大于15%

3技术状态更改项目

与上批机组的技术状态一致，无更改。

4可靠性、维修性、保障性、环境适应性、测试性、安全性分析

5.1可靠性设计

在机组的研制过程中，严格贯彻可靠性工作的相关要求，对机组进行可靠性设计。

具体设计情况如下：

a：

建立机组的可靠性模型：

机组由柴油机、发电机、控制箱、油箱、机架等五部分组成。

机组整体的可靠性由各个组成部分的可靠度决定。

对各部件的可靠度进行预设和计算，就可以对机组整体的可靠性进行控制。

b：

对机组各部件的可靠性进行分配：

根据各个部件的重要程度和对机组整体的影响程度不同，对各部件进行可靠性合理分配，以保证机组整体的最优设计。

c：

对各部件的可靠性进行预计和计算：

对各部件进行预设和计算，选择最优的设计方案，以满足各部件的可靠度。

d：

对关键件和重要件的可靠性进行确定和控制：

对关键件和重要件进行加强设计或冗余设计，保证关、重件的可靠性。

在实际的设计操作过程中，可靠性如下：

a、发动机采用国际知名品牌LOMBARDINI公司生产的9LD625柴油机，此机组质量上乘，运行可靠，为发电机提供可靠性的源动力。

b、发电机采用本公司自行设计制造的无刷励磁交流工频发电机，其技术成熟、质量可靠。

c、控制箱的所有元器件均选用优质品牌的高质量产品；各个接口选用优质电连接器；对所有线路进行载流计算，并选取足够线径的电线以保证线路的可靠性；关键部件（AVR）采取双备份设计；以上所有手段均可以提高其可靠性；

d、油箱采用整体式压焊的焊接方式，保证焊口的可靠性；机架采用高强度合金钢管，底部拉接加固，侧面加装横梁，保证整体的牢固度和可靠性。

e、参照技术要求和相关标准的规定，编写关于机组装配调试的详细工艺文件，并对工艺文件进行详细的步骤分解，确保工艺文件的正确和完备。

在实际的生产过程中，车间严格的执行工艺文件，确保机组的生产质量。

在机组装机之前，对员工进行系统的培训，包括质量意识、产品装配、注意事项等，从员工装配方面确保产品质量，提高可靠性。

f、推行多方位检验方式，实行工人自检与互检以及质检部门的专检相结合，加大检验力度，从零部件进厂、车间装配、验机调试等所有工序进行检验，确保产品质量，提高可靠性。

5.2维修性设计

在机组研制过程中，严格贯彻了维修性工作计划的相关要求，具体设计情况如下：

a、在满足规定功能要求的条件下，尽可能减少产品层次和组成单元的数量，并简化零件的形状；机组按其功能将各部件设计成独立模块（或模件），包括发动机、发电机、控制箱等部分，如有特殊情况需要更换时，可对独立模块进行更换，方便快捷，提高了维修性。

b、对元器件进行可靠性计算，并根据可靠性的高低、维修的难易、尺寸和质量的大小以及安装特点等因素，对设备的部件进行统筹安排，提高整体的维修性；

c、对电气元器件等易出现损坏的零件，合理安排各组成部分的位置，减少连接件、固定件；将控制面板设计为可拆卸式，使其检测、换件等维修操作简单方便，尽可能做到不拆卸、不移动或少拆卸、少移动其他部分，以降低对维修人员技能水平的要求和工作量；需要维修和拆装的产品，其周围预留足够的操作空间，在维修时可看见内部的操作，避免出现误操作。

d、尽量采取原位（在线，实时与非实时的）检测方式。

重要部位应尽量采用性能监测（视）和故障报警装置。

对危险的征兆设有自动显示、自动报警、自动保护功能。

e、尽量使用标准件，提高标准化和互换性程度；

5.3保障性设计

在研制过程中，为确保产品质量，在配套产品、元器件和原材料的选取和其生产厂家的确定上，坚持“确保质量、优化筛选”的原则，综合考察和评价各个配套厂家，优先选择质量高、供货可靠的产品；并建立可靠的后备渠道，确保产品的质量和供货及时。

其总体设计如下：

a、在设计上，优先保证机组整体性能指标达到或优于研制总要求；

b、总体结构上充分考虑到人机工程，使用户操作简便、维修保养方便；

c、贯彻可靠性、可维修性与保障机制的设计原则。

提高产品的可靠性、可维修性，元器件有稳定的供货渠道，便于保障的需要；

d、贯彻标准化、系列化、通用化的原则。

提高产品通用化程度，同系列产品尽可能贯彻相同的操作、维修界面。

e、随机文件中配备技术说明书、使用维护说明书和履历书，指导用户使用和保养机组；当机组出现故障时还可指导用户进行基层级和中继级的维修。

5.4环境适应性

对机组的环境适应性进行设计，特别是机组的高温、低温、高海拔等环境的适应能力。

a、机组在常规环境下（海拔高度0～1000m、环境温度0～40℃、相对湿度60％）能稳定的输出额定功率。

b、机组在常规环境以外的工作环境下（如高温55℃、低温-40℃、海拔4000m以下等），必须对柴油机进行功率折算，机组输出折算功率。

c、高温适应性

1）机组在高温工作时，充分利用柴油机冷却进风对发电机和控制系统进行冷却，确保了发电机的可靠工作。

发动机排气管采取了隔热措施，避免高温部位热量传导；

2）尽可能选用已定型产品所使用的元器件。

在部件及电子元器件的选配上充分考虑其高温适应性，对关、重件进行高温老炼试验（如AVR、数字表等），确保其可在高温环境下正常工作；

3）建立模拟的进气气流示意图，避免形成过热区域，保证所有部件都可正常工作的环境温度。

d、低温适应性

1、以选用已定型机组所使用的元器件为设计原则。

在部件及电子元器件的选配上充分考虑其低温适应性，且对所有温度敏感性部件进行低温试验（包括柴油机、发电机、控制箱等），确保其满足低温适应性要求；

2、机组设有柴油机进气加热装置，低温启动时使用满足要求的燃油和润滑油，保证低温启动和带载工作

5.5测试性

按照测试性的规定：

1、产品具有准确地确定其状态（可工作、不可工作或性能下降）的设计；2、显示系统设有故障指示信息，当设备工作出现异常情况时，会显示相应信息提示，让操作人员知道产品工作状态以及故障原因，有效地缩短设备检修时间。

针对此测试性的规定，设计如下：

a、机组随机文件中明确规定机组工作的温度、湿度、海拔高度等，并且对机组的修正功率的折算方式进行了规定。

b、数字表可以直接显示机组正常运行的电参数，并且在机组故障时可以进行报警提示，如电压过高/过低、转速过快、电流过高等。

5.6安全性

对机组的安全性进行详细设计，具体如下：

a、发电机的绝缘介电强度和绝缘电阻符合《GB1488-92内燃机电站通用试验方法》、《GB5785-2006内燃发电机组通用规范》以及本机组检验规范的相关规定。

b、机组设置多种保护与报警功能，对电压、电流、转速、机油压力等多个报警点进行故障报警和保护，可保护机组和用电设备的安全；

c、机组设置“请加柴油”、“注意事项”等提示标牌，提高机组的安全性；

d、机组设置牢固的接地装置，并采用良好绝缘系统；

以上设计措施提高了机组的安全性。

5产品试验、测试情况及试验充分性、覆盖性分析

产品入库前完成了常规检验项目（机组A组指标）、机组的保护功能（机组B组指标）等检验项目，检测合格，未发现不合格品。

详细测试、试验项目见下表5，出厂测试项目未覆盖整机（系统）测试项目汇总见下表6。

表5试验项目表

序号

试验项目

特性

分类

技术条件要求性能指标

试验结果

结论

问题

及处理

1

绝缘电阻

A组

主要

检验

项目

冷态≥25MΩ，热态≥5MΩ

500MΩ

合格

2

常温启动

机组在不低于5℃条件下以电启动方式启动时，应在5分钟内启动成功并能带满载工作。

符合

合格

3

电压稳态调整率

≤±3%（388V～412V）

400-403V

合格

4

频率稳态调整率

≤±3%（±1.5Hz）

0.8-1.5Hz

合格

5

电压波动率

>1/4额定负载时：

≤0.5%（4V）

≤1/4额定负载时：

≤1.5%（12V）

1V

1V

合格

6

频率波动率

>1/4额定负载时：

≤1.0%（1Hz）

≤1/4额定负载时：

≤1.5%（1.5Hz）

0.2-0.3Hz0.2-0.4Hz

合格

7

电压稳定时间

≤1.0s

1s

合格

8

频率稳定时间

≤5s

2-3s

合格

9

电压瞬态调整率

≤±20%（320V～480V）

368-432V

合格

10

频率瞬态调整率

≤±7%（46.5Hz～53.5Hz）

48.8-52.8Hz

合格

11

空载电压整定范围

≤额定电压的95%（380V）

≥额定电压的105%（420V）

320V

432V

合格

12

空载频率（冷态）

冷态空载频率为50.5±0.5Hz，不得高于51Hz。

50-51Hz

合格

13

检查远控功能

将远控盒与机组连接好，用钥匙开关启动机组，机组电启动、停机正常。

符合

合格

14

相序

接通电路断路器,观察相序指示器,顺时针方向（面向插座1-U、2-V、4-W、3-N）为正确；反之，错误。

符合

合格

15

自动加油

机组能实现自动加、停燃油及手动加、停燃油功能，性能可靠。

符合

合格

序号

试验项目

特性

分类

技术条件要求性能指标

试验结果

结论

问题

及处理

16

过压/欠压保护

B组

主要

检验

项目

当机组输出电压超出460～470V时，保护装置立即动作，输出电压低于320V时，保护装置延时3s出现连续作三次，机组不得有任何损坏。

符合

合格

17

润滑不良保护

润滑油量低于发动机安全工作允许的下限时，机组应自动停机并无损坏。

符合

合格

18

外形尺寸、质量

外形尺寸≤1000×615×730mm

净质量≤292kg

符合

合格

19

过流与短路保护

当机组输出电流超过额定电流125%时，在10～20秒范围内保护装置动作；输出端发生短路时，保护装置立即动作，机组无损坏。

重复三次。

符合

合格

20

超速保护

当机组转速在3600～3700r/min时，机组自动停机，各零部件无损坏。

符合

合格

21

输出功率

机组以持续功率12kW连续运行12小时。

符合

合格

22

电压热偏移

≤2%（8V）

符合

合格

23

线电压波形畸变率

满载≤15%

符合

合格

24

噪声

≤97dB（A）

符合

合格

25

过电流能力

机组能承受历时15s、150%额定电流的过电流，机组正常工作。

符合

合格

26

高缸温保护

将高缸温信号线对地导通机组应立即保护停机，面板显示“C-H”

符合

合格

表6出厂测试项目未覆盖整机（系统）测试项目汇总表

序号

所属整机

未被覆盖的

整机测试项目

原因

影响分析

旁证/理论分析

结论

备注

1

15千瓦柴油发电机组

C组检验项目

周期测试

无影响

首批交付机组无问题反馈，

本批机组状态与首批一致。

合格

表7检验项目

序号

检验项目

鉴定

检验

质量一致性检验

A组

B组

C组

D组

1

检查外观质量

○

○

—

—

—

2

检查成套性

○

○

—

—

—

3

检查标志和包装

○

○

—

—

—

4

测量绝缘电阻

○

○

—

—

—

5

常温启动

○

○

—

—

—

6

检查控制箱及仪表

○

○

—

—

—

7

检查接地装置

○

○

—

—

—

8

测量电压和频率的稳态调整率

○

○

—

—

—

9

测量电压和频率的波动率

○

○

—

—

—

10

测量电压和频率的瞬态调整率及稳定时间

○

○

—

—

—

11

测量空载电压整定范围

○

○

—

—

—

12

检查远控功能

○

○

—

—

—

13

检查相序

○

○

—

—

—

14

检查过电压/欠电压保护

○

—

○

—

—

15

检查润滑不良保护功能

○

—

○

—

—

16

检查外形尺寸、质量

○

—

○

—

—

17

过电流及短路保护

○

—

○

—

—

18

检查超速保护

○

—

○

—

—

19

输出功率试验

○

—

○

—

—

20

检查电压热偏移

○

—

○

—

—

21

测量线电压正弦性波形畸变率

○

—

○

—

—

22

测量噪声

○

—

○

—

—

23

过电流试验

○

—

○

—

—

24

高缸温保护

○

—

○

—

—

25

装车行驶试验

○

—

—

○

—

26

测量绕组温升

○

—

—

○

—

27

检查直接启动电机能力

○

—

—

○

—

28

绝缘介电强度试验

○

—

—

○

—

29

测量燃油消耗率

○

—

—

○

—

30

减振装置试验

○

—

—

○

—

31

高温试验

○

—

—

○

—

32

低温启动

○

—

—

○

—

33

超速试验

○

—

—

○

—

34

短路冲击试验

○

—

—

○

—

35

低温试验

○

—

—

○

—

36

可靠性试验及维修性试验

○

—

—

—

○

37

电磁兼容性试验

○

—

—

—

△

38

装车运输试验

○

—

—

—

△

39

检查燃油箱容量

○

—

—

—

△

40

不对称负载试验

○

—

—

—

△

注：

“○”表示必须检验的项目；“—”表示不检验。

“△”表示在设计、结构、工艺、材料和关键零部件有重大更改时才进行的检验项目。

根据以上表格的规定，对本批次机组进行了测试试验。

试验结果如下：

1、对本批次所有18台机组按照A组检验单的规定进行试验检测，其检验结果符合要求；

2、按照抽样的规定，对其中10台进行B组检验，检验结果符合要求。

6关键、重要特性参数偏离情况

机组各项参数完全满足技术文件的规定，未发生偏离。

8元器件、原材料等物资的选用及使用情况

本批次产品所使用的元器件、原材料在成熟使用经验的基础上选用，由物资供应部按合格供方目录采购，经产品检验部按照入厂检验规范进行复验，合格后入库。

在装配前由检验人员查验元器件标识及外观质量，合格后配套发放使用，产品的元器件、原材料质量有保证。

产品在采购、生产、检验过程中，各项质量管理制度得到了较好的落实，有效控制了材料、零部件的实物质量，没有超差、代料情况。

参照《采购管理办法》，将外协外购件的厂家建立合格供方档案，并根据重要程度进行分类，定期对合格供方进行考核考评和优化更新，以保证外协外购件的质量。

9质量问题的落实情况

在生产过程中，从零部件进厂、车间装配、验机调试等所有工序均受控，产品质量可靠。

因此本批次产品生产过程中未出现质量问题。

10分析产品超差、代料及发生质量问题对产品质量的影响与后果

产品在采购、生产、检验过程中，各项质量管理制度得到了较好的落实，有效控制了材料、零部件的实物质量，没有超差、代料情况。

11技术通知单、更改单处理的正确性及审批手续的完备性

在本批次生产过程中无更改通知单和更改项。

12遗留问题处理意见

产品在设计开发、试验及生产过程中未出现质量问题，无遗留问题。

13结论

产品设计合理，图纸、技术文件齐全，研制过程中技术状态受控，产品经出厂试验验证，各项功能、性能技术指标满足任务书要求，无任何质量问题出现，无遗留问题，可以交付。