柴油发电机组最全资料.docx
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柴油发电机组最全资料
柴油发电机组
资料
青岛大祤实业有限公司
目录……………………………………………………………………………
1
柴油发电机组的安全使用规则………………………………………………
2
第一章
柴油发电机组的结构…………………………………………………………
3
第二章
柴油发电机组的工作原理……………………………………………………
3
一
交流发电机……………………………………………………………………
4
二
发动机-柴油机………………………………………………………………
5
三
对燃油、机油、冷却水的要求………………………………………………
8
第三章
柴油发电机组的分类…………………………………………………………
8
第四章
柴油发电机组的控制系统……………………………………………………
10
一
柴油发电机组的控制系统的作用……………………………………………
10
二
柴油发电机组的控制系统的组成……………………………………………
10
三
柴油发电机组的功能选择……………………………………………………
11
四
举例介绍（RC-140GF-SY）……………………………………………………
12
第五章
柴油发电机组的配置…………………………………………………………
15
一
柴油机…………………………………………………………………………
15
二
发电机…………………………………………………………………………
15
第六章
柴油发电机组的安装…………………………………………………………
16
第七章
日常维护及注意事项…………………………………………………………
22
一
发动机日常维护及注意事项（以东风康明斯发动机为例）………………
22
二
美国GACESD5500E调整方法简介……………………………………………
25
三
发动机故障判断与排除………………………………………………………
26
四
发电机的日常维护及注意事项………………………………………………
26
五
控制屏的日常维护及注意事项………………………………………………
27
第八章
常见故障及处理………………………………………………………………
27
柴油发电机组的安全使用规则
只有正确地操作、维护与保养才能保证设备安全地运行，避免人身与设备危害的唯一方法是严格遵守操作规程与有关安全规则。
◆注意触电危险
发电机组的电力进入公用线路必须经过具有机械连锁的转换开关（ATS），确保与市电的隔离。
机组必须可靠接地，必须使用绝缘工具进行带电设备的检修，在潮湿的环境下更要注意触电危险。
遵守所有的电气规定，设备的电气部分安装与检修必须由具备资格的专业电气人员进行。
◆废气有毒
应该有合适的废气排出系统，保证发动机的废气完全排出室外，要经常检查废气排出系统有无漏气。
当发电机房内有废气时，应先开门窗排出废气再进屋，以防废气中的一氧化碳使人中毒。
◆运行安全
不要在有爆炸物危险的地方使用发电机组。
靠近运转的发动机很危险。
宽松的衣服、头发与坠落的工具会造成人身及设备的重大事故。
运行中的发电机组，部分裸露的管道与部件处于高温状态，要防止触摸灼伤。
◆火灾预防
金属物品将导致电线短路，可引发火灾发生。
发动机要保持清洁，过量的油污有可能引发机体过热所造成损坏及火灾发生。
要在发电机房内方便的地方放置数个干粉或CO2气体灭火器。
◆铅酸电池使用安全
铅酸电池的稀硫酸电解液有毒并具有腐蚀性，接触到皮肤会造成灼伤，应立即用清水冲洗。
如果溅入眼睛，要立即用大量洁净水冲洗并送医院治疗。
电池在使用过程中会释放爆炸性气体，要保证室内通风良好并禁止明火靠近。
◆启动安全
在极寒冷的环境下，启动发电机组需要预热装置，千万不能用明火烘烤机体，蓄电池电解液温度最好保持在10℃以上，才能使蓄电池提供出足够的电力。
第一章柴油发电机组的结构
柴油发电机组由柴油机、发电机、控制系统（控制箱或者控制屏）三大部件组成，对采用闭式循环水冷却的机组还必须有散热水箱，这些部件一般都安装在一个公共底盘上，整个发电机组形成一个整体，便于移动与安装。
柴油机的飞轮壳与发电机采用凸肩定位构成一体，柴油机对发动机转子的驱动连接现在有二种方式：
1．弹性联轴器：
弹性联轴器与发电机轴配合，其柱销与柴油机的飞轮相连。
发电机为双支撑发电机，
2．SAE连接：
柴油机、发电机都贯彻了国际通用的SAE标准，发电机轴上安装了盘式联轴器，（又称为钢片联轴器，一般由3～4片钢片组成）。
发电机为单支撑发电机。
柴油机冷却系统采用的风扇、散热水箱、机油冷却器都安装在柴油机前端，风扇为吹风式。
控制系统一般为控制箱，通过减震器安装在发电机接线箱上，各电气仪表、信号灯、电气控制开关安装在控制箱面板上，这种结构形式称为“一体式”。
与此相区别，有些大功率发电机组或者需要隔室操作的机组，其控制系统往往是落地式的控制屏，这种结构形式的机组称为“分开式”。
第二章柴油发电机组的工作原理
从能量转换的角度来分析柴油发电机组的三大部件：
柴油机：
将柴油燃烧产生的热能转换为机械能，从而带动发电机转子转动。
发电机：
将柴油机输出的机械能，通过电磁感应转换为电能输出。
控制系统：
对发电机输出的电能进行监测、控制、分配，保证柴油机、发电机的正常运行。
一、交流发电机
1、交流发电机的工作原理
交流发电机由电枢线圈（定子）与励磁线圈（转子）二部分组成，如果在励磁线圈中间通过直流电，就会产生一个电磁场，如果励磁线圈不断转动，这个电磁场就形成了一个旋转磁场，根据电磁感应定律，导体与磁场发生相互切割，就会产生感应电动势，因此发电机中的旋转磁场与电枢线圈相互切割，在发电机的电枢线圈就会有感应电动势产生。
根据电机学，发电机产生的电动势E=Ce×ф×n
式中：
ф—发电机内的磁通
n—发电机转速（r／min）
Ce是与发电机的特性、结构、材料有关的一个常数
可见，感应电动势的大小与磁通成正比，与发电机的转速成正比。
一般都是通过调节发电机的励磁电流，改变磁通大小，就可以调节发电机的感应电动势，从而调节发电机的输出电压。
发电机的A．V．R装置就是通过自动调节励磁电流来稳定发电机的输出电压。
发电机的输出电压U=E-IX
发电机的输出频率f=n/60×p
2、交流无刷发电机
现在国外的发电机技术都是生产交流无刷发电机。
顾名思义，“无刷”就是这种发电机没有炭刷与滑环。
无刷发电机的结构不同于其它各种有刷的交流同步发电机。
它是由主发电机、励磁发电机及旋转整流器组成。
主发电机的励磁由励磁发电机产生的交流，经过旋转整流器进行三相桥式整流后变成直流，直接输入主发电机的励磁绕组（转子绕组）。
使主发电机能够发电。
励磁发电机与一般的交流发电机结构有所不同，其定子为励磁绕组，转子为电枢绕组，因而可以将励磁发电机的电枢绕组、旋转整流器及主发电机的励磁绕组（转子绕组）三者共同安装在一个公共轴上，这样就可以改变了传统的励磁电流由炭刷与滑环紧密接触输入转子绕组的励磁方式。
进一步提高了发电机运行的可靠性，获得了比较好的电气性能。
二、发动机—柴油机
1、四冲程柴油机工作原理：
1）吸气冲程：
进气门打开，活塞从上止点往下行，汽缸体积增大；
2）压缩冲程：
进排气门关闭，活塞从下止点往上行，汽缸体积减少；
3）工作冲程：
进排气门关闭，柴油以雾状喷入，在高温高压的作用下自燃，活塞从上止点往下行，通过连杆带动曲轴转动；
4）排气冲程：
排气门打开，活塞从下止点往上行，燃烧后的废气被活塞推挤排出。
2、柴油机的构造：
1）机体：
其他各部件都安装在其上面，灰铸铁制造。
2）气缸套：
优质钢制造，圆筒形，压入气缸，内表面光洁度要求很高。
3）气缸盖：
盖住气缸，与活塞、气缸套组成燃烧室。
4）气缸垫：
保证机体与气缸盖之间的密封性。
5）活塞组：
活塞、活塞销、活塞环。
6）连杆组：
连杆、连杆大头盖、连杆轴承、连杆螺钉等。
7）曲轴、飞轮、主轴承
把活塞的往复运动，通过曲轴转化成为圆周运动，并且将发动机的全部功率通过飞轮输出，带动其他机械设备。
3、进、排气系统与配气机构：
进气系统：
空气滤清器、进气管、机体里面的进气通道。
排气系统：
排气管、消声器、机体里面的排气通道。
配气机构：
根据柴油机各个气缸的工作循环的要求，按时开启与关闭进、排气阀门。
对配气机构的要求是将废气排挤干净，让尽量多的新鲜空气进入气缸。
在这个系统里面，往往包含增压器、中冷器等。
4、冷却系统：
冷却方法：
水冷与风冷
水冷冷却系统主要组成：
水箱、冷却水泵、冷却水套、风扇、节温器
冷却水应该是清洁的软水。
当冷却液温度小于80℃-90℃时，节温器关闭，冷却液在机体内进行小循环；
当冷却夜温度大于80℃-90℃时，节温器打开，冷却液流入散热器进行大循环。
5、润滑系统：
a）润滑的作用：
润滑、冷却、清洗、密封
b）润滑的方法：
飞溅法、压力法（复合）
润滑油一般由机油泵从油底壳内吸取，经过机油冷却器与机油滤清器进入主油道，然后进入各运动部件。
6、供油系统：
燃油箱—燃油滤清器（粗）—输油泵--燃油滤清器（细）--高压油泵—喷油器。
多余的燃油，经过回油管回到燃油箱。
三、对燃油、机油、冷却水的要求
1、对燃油的要求：
气温在15℃以上采用0号轻柴油，气温在0-15℃时，采用-10号轻柴油，气温在
-10℃至-0℃时，采用-20号轻柴油；气温在-10℃至-20℃时采用-35号轻柴油。
使用前柴油要进过严格的过滤，并经过3-7天的沉淀，吸取上层燃油（无水，无杂质）。
2、对机油的要求：
品质等级：
CF
粘度：
SAE15W/40
3、对冷却水的要求
气缸内的水道很窄，应用清洁的软水，雨水、自来水等经煮沸沉淀后方可使用。
冬季气温较低时，把冷却水加热80℃-90℃再加入水箱以帮助起动。
严冬闭式冷却系统还可将防冻剂加入冷却系统中，防冻剂的配制是乙二醇（甘醇）与水按比例做成，防冻液浓度40%-68%。
亦可直接向商家购买。
第三章柴油发电机组的分类
一、按照发电机组的功率分：
1、小功率机组：
三相5-30KW；
2、中等功率机组：
三相40-400KW；
3、大功率机组：
三相500KW以上；
二、按照发电机组的用途分：
固定式：
固定式又分为陆用与船用两大类；
移动式：
有汽车电站、拖车电站、方舱电站；
低噪音电站：
噪音小于85dB；80dB；75dB；（或者根据用户要求）
三、按照发电机组的性能分：
发电机组执行的国家标准：
GB/T2820-1997《往复式内燃机驱动的交流发电机组》
JB/T10303-2001《工频柴油发电机组技术条件》
根据国家标准，250KW以下的机组，其电性能指标可分为Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类、Ⅳ四类。
电压
频率
δu%
δuS%
tu（s）
δuB%
δf%
δfS%
Tf
δfB%
Ⅰ
+1
+15
1
0.5
1
3
1
0.5
Ⅱ
+2
+20
1.5
0.5
3
5
1.5
1
Ⅲ
+3
+20
1.5
1
5
7
1.5
1
Ⅳ
+5
稳态电压调整率δu=（U1-U）/U×100%
稳态频率调整率δf=（f1-f0）/f×100%
瞬态电压调整率δus=（US-U）/U×100%
瞬态频率调整率δfs=（fS-f1）/f×100%
电压的稳定主要取决于发电机的励磁系统，频率的稳定主要取决于柴油机的供油系统。
四、按照发电机组的功能分：
普通型：
具备手动控制的柴油发电机的基本功能。
自动化型：
具备自动化功能，按照国家标准可以分成1、2、3级。
智能型：
除了具备自动化功能以外还可以与计算机通信，实现“三遥”与无人值守。
五、按照柴油机的冷却方式分：
水冷式：
用水作为冷却介质，水冷有风扇水箱冷却与热交换器冷却方式两种。
另外还有采用开式冷却方式。
风冷式：
用空气作为冷却介质。
六、按照配套的柴油机系列分：
按照配套的柴油机机型可分为进口与国产机型二大类。
1、进口机型有：
1）VOLVO系列
原产地：
瑞典VOLVOPenta配套发电机组功率56—450kW
2）Cummins系列
原产地：
美国
国内引进产地：
重庆CumminsN系列、M系列、K系列，配套发电机组功率200—800kW
东风CumminsB系列、C系列，L系列，配套发电机组功率40—200kW
3）Perkins系列
原产地：
英国
国内引进产地：
天津雷沃，配套发电机组功率30—110kW
4）Deutz系列（水冷）
原产地：
德国
国内引进产地：
潍坊226B系列，配套发电机组功率25—120kW
2、国产机型：
1）135系列
国内产地：
上海、无锡、南通
2）190系列
国内产地：
济南、胜动
3）170系列
国内产地：
潍坊、淄博
4）95系列
国内产地：
上海拖内、常州常青、潍坊金马等
第四章柴油发电机组的控制系统
一、柴油发电机组的控制系统的作用：
1、对柴油发电机组的运行进行控制（手动或自动化）；
2、对柴油机、发电机的运行参数进行实时监测；
3、对柴油机、发电机的运行进行必要的保护。
二、柴油发电机组的控制系统的组成
三、发电机组的功能选择
1、普通二保护型机组
一般采用一体式结构，具备基本的启动、停机手动操作与仪表显示功能，对柴油机的水温、油压进行检测，有水温高、油压低报警与停机功能。
2、多保护型机组
在上述基础上，增加了超速、欠速、起动失败、不发电时发出报警信号，并同时停机。
当充电失败、高电池电压、低电池电压时发出报警信号，不停机。
根据模块不同，还可具有手动与自动功能，可用于普通机组与一般自动化机组，如众智HGM72模块。
一般过载保护与短路保护是通过空气开关当中的脱扣装置来实现。
3、自动化柴油发电机组
按照GBl2786《自动化柴油发电机组通用技术条件》，不同等级的自动化机组其自动化功能有所不同，但都应该具有基本的自动化功能：
a．自启动：
在市电失电或者接到启动指令后，能够自动启动。
（允许三次启动，如果三次启动都失败，则发出启动失败报警信号）有的机组在启动前还有自动预润滑与预热等程序。
b.自投入：
发电机组启动成功以后，自动升速到额定转速、并且起励建压，自动合闸向负载供电。
市电失电后恢复向负载供电时间一般在8-20s。
c．自动停机：
当市电恢复或者接到停机后，机组主开关分闸，进入空载冷机程序。
一般空载运行2分钟左右即自动停机并且转入待机状态。
没有自投入功能的机组由人工或者ATS（自动切换开关）完成负载切换。
d．自动报警、保护系统
自动报警、保护的项目有：
①．水温高、油温高；②．油压低；③．超速（过频）
除了上述基本功能外，还可以根据用户需要，增加以下功能：
e．自动切换：
按照需要或者接受指令将负载与市电或者机组电接通，本行业一般将自动切换开关称为ATS。
ATS具有机械与电气联锁装置，以防止误动作。
f.自动并车：
自动控制二台或者多台发电机组并列运行。
g．自动补给：
（自动加水加油、蓄电池充电等）
发电机组能够对冷却水、燃油进行自动补给。
我公司采用了国内外先进控制技术，如国产的2005-RC、众智HGM610、HGM72、凯讯GU301A及进口的捷克ComAPMRS16、IG-NT（全自动并车模块）等控制器用于柴油发电机组的自动化控制。
四、举例介绍
现以RC-140GF-SY产品的电气线路说明，本机组采用众智HGM72模块作为控制单元。
1、电气原理图如下：
RC-140GF-SY柴油发电机组电气原理图说明
电路由二部分组成，原理图右边是交流部分，左边是直流控制系统。
◆交流部分:
交流主回路（粗黑线）由发电机GF发出的三相四线交流电经空气开关QF输出。
电流互感器TA1-TA3的次级，通过三相电流转换开关SA2，显示三相电流，通过三相电压转换开关SA1可显示三相交流电压与频率，FU1为三相熔断器。
空气开关的分/合闸用按钮进行电动操作，按钮内的指示灯同时显示开关状态。
◆直流部分:
直流系统的工作电压为DC24V，由二只蓄电池（风帆牌）串联供电。
控制系统的核心是郑州众智HGM72模块，（该模块的说明可参见我公司培训资料），利用该模块进行柴油机的手动控制，启动、停机（按下模块上相应按钮，操作步骤参见培训资料）相应的继电器K1、K2动作，K3为怠速继电器，控制自动升速到额定转速。
如在运行中出现了水温过高，油压过低等故障工况，传感器里的开关会相应接通，向模块输入一个开关量信号，使模块进入紧急停机程序。
面板上的柴油机仪表有水温表WT，油压表OP，积时钟h分别显示柴油机运行的冷却液温度、机油压力，累计运行时间等。
GAC为电调控制器（电子调速器系统由三部分组成：
控制器GAC、执行器ZX、转速传感器SR）。
2、控制箱操作说明
本机组的控制箱系根据三一重工用户要求专门开发，以郑州众智HGM72模块为核心，具有多项控制与保护功能，具体操作步骤如下：
按机组说明书要求做好开机前的各项准备工作，如加机油、加冷却液、接通蓄电池闸刀等。
如机组用于寒冷地区，机房仓应有保温措施，使环境温度高于0℃以上。
HGM72为一款用于柴油发电机组的控制器，具有自动或手动起停，保护与警报预示等功能。
具体操作说明如下：
操作步骤：
1）、做好启动前各项准备工作（加水、加机油等），合上蓄电池闸刀与控制箱上直流电源开关。
2）、当按下模块面板上键（
）（保持1秒后松开）时，按键旁边的指示灯亮，1S后即可启动发电机组。
3）、当电压表达400V左右，频率表达50Hz，水温达40℃以上，可按下合闸按钮，合闸指示灯亮，可投入负载。
4）、机组运行中，应观察控制面板上各仪表指示是否正常，因机组额定功率为140KW，其额定电流为252A，注意不要过载使用。
模块显示面板及操作说明如下：
⏹
①、运行指示（Running）
⏹②、紧急停机（Emergency）
⏹③、水温过高（HighWaterTemp.）
⏹④、油压过低（LowOilPress）
⏹⑤、超速（OverSpeed）
⏹⑥、充电失败（ChargeFailure）
⏹⑦、电池电压低（LowBattery）
⏹⑧、起动失败（OverCrank）
⏹⑨、公共报警（CommonAlarm）
5）、如需正常停机，可先断空气开关（按分闸按钮），再按下模块上的停机键（
）（保持1秒后松开），此时按键旁边的指示灯亮，进入冷却停机程序，延时结束后，燃油断开，机组停机，机组停稳后，准备下次的工作。
6）、如有紧急情况，可按下控制面板上的红色蘑菇型“急停”按钮，机组立即停机。
注意在停稳后，按下急停按钮顺时针复位。
7）、如工作全部结束，应断开蓄电池闸刀及直流控制开关，准备下一次的工作。
注：
不要操作（
）键，以免误动作，本机组是手动控制，不设计自动功能。
第五章柴油发电机组的配置
一、柴油机
1.VOLVO柴油机
TAD1641GE
T-涡轮增压16-发动机排量，升
A-空空中冷4-开发号1-变形
W-水空中冷G-发电用
D-柴油发动机E-控制排放
2.重庆康明斯柴油机
NTA855-G4
N-N系列康明斯柴油机855-发动机排量，im3（立方分米）
T-涡轮增压G-发电用
A-空空中冷4-功率等级（317KW）
3.东风康明斯柴油机
6CTA8.3-G26-6缸
C-C系列康明斯柴油机8.3-发动机排量，（升）
T-涡轮增压G-发电用
A-水空中冷2-电子调速
4.道依茨柴油机
TBD226B-6
T-涡轮增压226B-系列
B-空空中冷6-气缸数
D-发电用
二、发电机
我公司是康明斯发电机技术（中国）有限公司在国内最大的OEM之一。
康明斯发电机技术（中国）有限公司生产的斯坦福发电机有以下几个系列：
（陆用、1500r/min）
型号
铁芯长度
常用功率覆盖范围kW
BCI162
D、E、F、G
10--20
BCI164
A、B、C、D
6.5—12.8
BCI182
H、J、K
24--30
BCI184
E、F、G、H、J
18--32
UCI224
C、D、E、F、G
34--68
UCI274
C、D、E、F、G、H
80--160
UCDI274
J、K
184--200
HCI4
C、D、ES、E、FS、F
200--320
HCI5
C、D、E、FS、F
364--536
LVI6
B、C、D、E、F、G
568--952
HCI634
G、H、J、K
640--888
PI734
A、B、C、D、E、F、G
1008--1760
第六章柴油发电机组的安装
一、概述
当用户选好柴油发电机组具体的型号后，该机组的体积、重量、功率、使用类型均已确定，结合用户的实际使用要求、使用地点及控制系统与配电系统等具体情况，则可制定柴油发电机组的安装计划与实施方案了。
本章节为了配合用户安装，对机组的使用情况及安装要求作了简单的描述，用户若需进一步了解有关机组的详细技术资料，请参阅随机柴油机、发电机使用说明书或向本公司技术部咨询。
二、存放
为便于机组保修期限的科学计算与满足用户尽快投入使用的愿望，及方便机组正常的维护保养，建议当机组到达使用场地后能立即安装调试，并安排专职人员负责机组的操作与日常维护保养等工作。
如因一些特殊原因时，机组需要存放一段时间，则应视时间长短而做出合理可行的存放方案。
柴油发电机组的长期存放会对柴油发动机与主交流发电机形成决定性的不利影响，而正确的存放方法是十分必要的。
柴油发电机组的存放应按步骤进行，包括机组全面清洁、保持机组的干燥通风、更换适当品质的新润滑油、彻底放掉水箱内的冷却液与将机组作防锈处理等。
机组的存放地点应能确保不被树以及物品砸到，以免发生损坏。
并杜绝易燃易爆物品放在柴油发电机组的周围，有必要预备一些消防措施，如放置ABC级灭火器等。
为防止湿气进入主交流发电机线圈，以及最大限度地减少湿气凝结，使发电机的绝缘性能降低，甚至影响到机组的可使用性，应注意保持发电机周围环境的干燥，或采用一些特殊的措施如利用适当的加热除湿装置等，使线圈始终保持必要的干燥。
存放机组应避免过热，过冷或雨淋日晒等。
经过一段时间的存放后，应注意在安装使用前首先检查该柴油发电机组是否有损坏，全面检查机组电器部分是否被氧化、所有连接部分是否有松动以及主发电机线圈是否依旧保持干燥及机体表面是否清洁干燥等，必要时应采取适当的措施予以处理。
以上内容，同样适合于机组在机房的安装，即对机房提出的最基本要求。
三、移动
柴油发电机组在运输时，应对机组进行必要的安全防护。
另外，机组应牢固地固定在车厢内，以免颠簸振动导致其部件松动甚至损坏。
柴油发电机组在运输过程中，禁止任何人或物放在机组上面，避免机组受压损坏。
当从车辆上装卸机组时，应使用叉车或吊装设备，以避免机组倾倒或掉
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