柴油发电机组 操作使用维护说明书 ch.docx

1、柴油发电机组 操作使用维护说明书 ch中 高 柴 油 发 电 机 组操作、使用、维护 说 明 书操作、使用、维护本产品前请仔细阅读本说明书及相关的随机技术资料 浙江中高动力科技股份有限公司2008-01版权所有、翻印必究目录第一部分 机 组 概 况 11柴油发电机组概况 11.1柴油发电机组说明 11.1.1机组型号命名 11.2机组测试和运行的标准大气条件 21.3机组功率的说明 21.4机组电流的估算方法 21.5机组功率修正 31.5.1功率修正的重要性 31.5.2功率修正计算方法 31.6柴油发电机组电气性能 4第二部分 柴 油 发 电 机 组 42柴油发电机组的介绍 42.1发电机

2、组的组成 42.2柴油发电机组的特点与用途 42.3柴油发电机组的分类 52.4柴油发电机组基本结构与工作原理 52.4.1柴油发动机总体结构 52.4.2内燃机的常用名词 62.4.3四冲程柴油机的工作原理 62.4.4调速器的分类 72.5 发电机 92.5.1发电机工作原理 92.5.2自动稳压装置 11第三部分 机组安装、调试 113.柴油发电机组的安装、调试 11第四部分 机组操作 114柴油发电机组的操作 114.1总体说明 114.2启动柴油发电机组 114.2.1启动前的准备 114.2.2启动柴油发电机组 124.2.3机组运行中 134.2.4机组停机 13第五部分 机组的

3、维护保养 145柴油发电机组的维护保养 145.1柴油发动机的维护保养 145.1.1冷却系统的介绍 145.1.2润滑系统 155.1.3燃油系统 165.1.4进气系统 185.1.5排气系统 185.2发电机的维护保养 185.2.1运行前检查 185.2.2维护保养注意事项 185.3蓄电池的说明及保养 195.3.1蓄电池的注意事项 195.3.2蓄电池的连接和断开连接 195.3.3蓄电池的清理 195.3.4对蓄电池的充电介绍 195.3.5对蓄电池充电的方式 205.4加热器（选配件） 205.4.1机组加热器种类 20第六部分 机组维护保养计划 206.机组维护保养计划 21

4、6.1保养步骤 216.1.1每次启动前的保养 216.1.2每次运行结束后的保养 216.1.3每50小时的保养 216.1.4每250小时的保养 226.1.5每400小时的保养 226.1.6每800小时的保养 226.1.7每1200小时的保养 226.1.8每2400小时的保养 226.1.9每6个月的保养 226.1.10每12个月的保养 236.1.11每24个月的保养 23第七部分 机组故障查询与排除 237.机组故障查询与排除 237.1柴油机部分故障排除 237.2发电机部分故障排除 337.3电气控制部分故障 34本手册指导我公司中高柴油发电机组的操作使用和维护。如用户不

5、按本手册及相关随机技术资料的使用而导致机组不正常运转甚至损坏，我公司恕不承担质量责任。在发电机组的操作、使用、维护中，用户若有疑难之处，请与我公司联系，我们将给予快捷及详尽的答复。浙江中高动力科技股份有限公司对本手册内容具有最终解释权。第一部分 机 组 概 况1柴油发电机组概况1.1柴油发电机组说明中高柴油发电机组主要有三大系列产品:奔驰(MTU、DDC)、珀金斯（Perkins）、康明斯（Cummins），选用的发电机主要有三种：利莱森玛（Leroy somer）、斯坦福（Stanford）马拉松(Marathon)。如客户有特殊要求，我们也可以进行其他品牌的配置。1.1.1机组型号命名：Z

6、 电压等级代号（2位）交流电频率代号（1位）电站功能代号（1位） 电站类型(1位）机组状态（1位） 机组功率数 发电机代（1-2位）发动机代号（1-2位）中高动力*例：ZBF800PTFG1指6-6.6kV电压等级，交流电频率为50Hz的常用功率为800kW，德国奔驰配福州利莱森玛的拖车式防雨型移动电站。.发动机代号-由1-2位字母组成.发电机代号-由1-2位字母组成.机组功率数-功率数值由阿拉伯数字组成，不带单位符号.机组状态-P常用机组 S备用机组.电站类型（普通机组此处省略）代号类型代号类型Q汽车式移动电站J集装箱（方舱）电站T拖车式移动电站C船用电站.功能代号（普通机组、船用机组此处省

7、略）代号功能F防雨J静音.交流电频率代号-50Hz此处省略不写，60Hz加字母H。.电压等级代号-G1表示6-6.6kV的电压等级，G2表示10-11kV的电压等级，以后新增的高电压等级，代号依此类推，低电压代号省略。1.2机组测试和运行的标准大气条件发电机组运行的标准大气条件（参照GB/T 2820.1标准）环境温度Tr：298K(25)绝对大气压力Pr：100kPa（海拔100m）空气相对湿度r：30%1.3机组功率的说明（参照GB/T 2820.1标准，我司对机组的功率暂作如下定义）.常用功率（PRP）: 是指发电机组在规定维修周期之间和规定的环境条件下，可以连续12 小时以额定功率向负

8、载供电，其中有1 小时能以110%额定功率运行的能力。.备用功率（LTP）:是指发电机组在规定维修周期之间和规定的环境条件下，按铭牌上所标的额定功率运行，一般用于市电供应可靠的场所，当市电断电时提供备用电源，并无过载能力，平均每12小时允许1小时满负载运行，且每年不超过500小时满负载运行。1.4机组电流的估算方法机组额定输出电流计算公式如下： PI为额定输出电流（A）；U线为机组的线电压（V）；cos为机组的功率因数，值为0.8；P为发电机组的功率(W)。例：对于额定电压为400/230V，输出功率为880kW的发电机组，额定输出电流计算如下：I（1000/4000.8）880=1587.5

9、（A）1.5机组功率修正1.5.1功率修正的重要性 若环境温度高于25，大气压力低于100kPa，相对湿度高于30%，则发电机组的额定功率应作修正，若发电机组运行时所带载的功率大于额定功率修正后的值，会导致柴油机严重冒黑烟、过热。如此长时间运转,柴油机将产生重大故障及损坏，请用户万勿掉以轻心。 当环境温度过高时，空气密度降低，柴油发动机燃烧时氧气量减少，燃烧效率减低，因而会减低柴油机的机械输出功率；同时发电机工作时需要冷空气对绕组进行冷却，在环境温度过高时，冷却效果降低，发电机绕组内部温度升高，为保证发电机的绕组温度在允许范围内也必须降低发电机的输出功率。 当海拔高度升高时空气密度也会降低，同

10、样影响柴油发动机和发电机的输出功率。 当在低温条件下和在高湿度地区，使用柴油发电机组虽然不会造成机组输出功率的降低，但在选型时也必须考虑到使用现场条件的不同而可能影响机组正常使用的因素。 因此，当机组在非标准环境状况的条件下使用时，用户应按机组功率的换算方法进行修正。但环境条件对不同品牌机组输出功率的影响不一样，因而不同品牌机组输出功率随环境条件的变化而修正的参数是不一样的。详细修正系数可以咨询中高动力科技股份有限公司的技术部门。1.5.2功率修正计算方法柴油机输出功率的修正计算：N=Ne-Nf式中：N-现场条件下柴油机修正输出功率,kW Ne-柴油机标定功率,kW Nf-柴油机风扇消耗功率,

11、一般取柴油机标定功率的3%4% -柴油机的总修正系数 发电机输出功率的修正计算： P=Pe式中：P-现场条件下发电机修正输出功率,kW Pe-发电机标定功率,kW-发电机的修正系数发电机组的输出功率：Ph柴油机净输出功率N与发电机的机械效率的乘积和发电机功率P相比较，较小值为机组的输出功率。即：当NP时，Ph=P；当NP时，Ph=N；其中：-发电机的机械效率1.6柴油发电机组电气性能（见表1.1）表1.1参数单位性能额定电压V400/230接线方式3相4线额定频率HZ50额定功率因数0.8（滞后）稳态电压调整率%1瞬态电压调整率%+20-15稳态频率调整率% 5（05范围内可调）瞬态频率调整率

12、%+10-7电压波动率% 0.5频率波动率% 0.5负荷突变频率稳定时间s 3负荷突变电压稳定时间s 2波形失真% 5抑制无线电干扰符合VDEO875-N级及GB2820的规定。第二部分 柴 油 发 电 机 组2柴油发电机组的介绍2.1发电机组的组成现代柴油发电机组是由柴油机、三相交流无刷同步发电机、控制箱（屏）、散热水箱、电气控制箱、燃油箱、消声器及公共底座等组件组成刚性整体。除功率较大的机组的控制屏、燃油箱单独安装外，其它的主要部件均装置在型钢焊接而成的公共底座上，便于移动和安装。柴油机的飞轮壳与发电机前端盖的轴向采用凸肩定位直接连接成一体，并采用SAE标准的刚性飞轮联接盘由飞轮直接驱动发

13、电机旋转。这种联接方式由螺钉固定在一起，使两者联接成一刚体，保证了柴油机的曲轴与发电机转子的同心度在规定允许范围内。为了减小机组的振动，在柴油机、发电机、水箱和电气控制箱等主要组件与公共底架的连接处，通常均装有减震器或橡胶减震垫。2.2柴油发电机组的特点与用途 柴油发电机组属自备电站交流供电设备的一种类型，是一种中小型独立的发电设备，与其它发电设备相比较，柴油发电机组具有结构紧凑、占地面积小、热效率高、启动迅速、控制灵活以及燃料存储方便等特点。 柴油发电机组适用于市电电网不能输送到的通信局站、矿区、林区、野外作业、国防工程等场合，要求能独立供电，作为动力和照明的主电源。对于有市电的地区，而供电

14、可靠性要求高，不允许停电或要求几秒钟能迅速供电的单位，可作为应急备用电源，一旦市电停电能迅速提供稳定的交流电源。 柴油发电机组是通信电源设备的重要组成部分，对其主要要求是：随时能开动、及时供电、运行安全可靠，保证供电的电压和频率、满足通信设备的要求。2.3柴油发电机组的分类柴油机发电机组的种类很多，按照不同的标准有不同的分类。 按照性质和用途分类，可分为常用发电机组和备用发电机组，常用发电机组常年运行，一般设在远离市电的地区或工矿企业附近，以满足这些地方的施工、生产和生活用电；备用发电机组是在通常情况下用户所需电力由市电供给，当市电限电拉闸或其它原因中断供电时，为保证用户基本生产、生活或是为某

15、些重要设备紧急供电而设置的发电机组。 按照结构型式、控制方式和保护功能，可分为：A.基本型机组这类机组最为常见，由柴油机、封闭式水箱、油箱、消声器、同步交流发电机、控制箱（屏）、联轴器和底盘等组成。机组具有电压和转速自动调节功能。通常能作为主电源或备用电源。B.自启动机组该机组是在基本型机组基础上增加自动控制系统。它具有自动化的功能。当市电突然停电时，机组能自动启动、自动切换开关、自动运行、自动送电和自动停机等功能；当机油压力过低、机油温度或冷却水温过高时，能自动发出声光告警信号；当机组超速时，能自动紧急停机进行保护。C.微机控制自动化机组机组由性能完善的柴油机、三相无刷同步发电机、燃油自动补

16、给装置及自动控制屏组成。自动控制屏采用可编程自动控制器或油机专用微处理控制器控制。它除了具有自启动、自切换、自运行、自投入和自停机等功能外，并配有各种故障报警和自动保护装置，此外，它通过RS232或RS485通信接口，与主计算机联接，进行集中监控，实现遥控、遥信、遥测，做到无人值守。2.4柴油发电机组基本结构与工作原理2.4.1柴油发动机总体结构柴油机是内燃机的一种类型，是一种将燃料燃烧释放出来的热能转变为机械能的能量转换装置。柴油机是发电机组的动力部分，一般由曲轴连杆机构与机体组件、配气机构与进排气系统、柴油供给系统、润滑系统、冷却系统和电气系统等组成。柴油机总体结构一般包括上述几大系统，但

17、由于气缸数、气缸排列方式和冷却方式等不同，因此，各种机型在结构上略有差异。 热能，这就必须提供一定数量的燃料，送进燃烧室与空气充分混合燃烧产生热量，因此，必须有燃料系统。它包括柴油箱、滤油器、喷油泵和喷油嘴等零部件。 为了将得到的热能转变为机械能，需要通过曲轴连杆机构来完成。此机构主要由气缸体、曲轴箱、气缸盖、活塞、活塞销、连杆、曲轴和飞轮等零件构成。当燃料在燃烧室内着火燃烧时，由于燃气的膨胀作用在活塞顶部产生压力，推动活塞作直线的往复运动，借助连杆转变曲轴旋转，使曲轴带动工作机械（负荷）做功。 对于一台设备要连续实现热能转变为机械能，还必须配备一套配气机构来保证定期吸入新鲜空气，排出燃烧后的

18、废气。此机构由进气门、排气门、凸轮轴及驱动零件等组成。 为了减少柴油机的摩擦损失，保证各零部件的正常温度，柴油机必须有润滑系统和冷却系统。润滑系统应由机油泵、机油滤清器和润滑油道组成。冷却系统应由水泵、散热器、节温器、风扇和水套等部件组成。 为了使柴油机能迅速启动，还需配置启动装置，对柴油机启动进行控制。根据不同的启动方法，启动装置配备的零部件，通常采用电动马达或气动马达启动，对于大功率的机组，则采用压缩空气启动。2.4.2内燃机的常用名词 工作循环：内燃机中热能与机械能的转化，是通过活塞在气缸内工作，连续进行进气、压缩、做功、排气四个过程来完成的。机器每进行这样一个过程称为一个工作循环。 上

19、止点和下止点图2.1所示是单缸四冲程内燃机的位置图当活塞在气缸中移动时，活塞顶处在气缸中的最高位置称为上止点（或称上死点）；活塞顶在气缸中的最低位置，称为下止点（或称下死点）。图2.1 单缸四冲程内燃机位置图 活塞冲程：上、下止点之间的最小直线距离称为活塞冲程（或称行程），通常用S表示。曲轴与连杆大端的连接中心到曲轴的旋转中心之间的最小直线距离称为曲柄的旋转半径。 工作容积：活塞从上止点到下止点所扫过的气缸容积，称为气缸工作容积（或称活塞排量）。 压缩比：新鲜气体吸入气缸后充满了整个气缸，即占有气缸总容积，而气缸总容积则包括燃烧室容积和气缸的工作容积。压缩比的大小，说明气缸内的空气（或混合气）

20、经压缩后体积缩小的倍数，也表明气体被压缩的程度。压缩比越大，表明活塞运动时，气体被压缩得越厉害，其气体的温度和压力就越高，内燃机的效率也越高。2.4.3四冲程柴油机的工作原理在热力过程中，只有在“工质”膨胀过程才具有做功能力，而我们要求发动机能连续不断地产生机械功，就必须使工质反复进行膨胀。因此，必须设法使工质重新恢复到初始状态，然后，再进行膨胀。因此，柴油机必须经过进气、压缩、膨胀、排气四个热力过程之后，才能恢复到起始状态，使柴油机连续不断地产生机械功，故上述四个热力过程称为一个工作循环。若柴油机活塞走完四个冲程完成一个工作循环，称该机为四冲程柴油机。如果活塞走完二个冲程完成一个工作循环的柴

21、油机称为二冲程柴油机。目前，柴油发电机组配置的柴油机都是四冲程机。现以图2.2说明四冲程柴油机的工作过程。图2.2四冲程柴油机的工作过程 进气冲程：进气冲程的目的是吸入新鲜空气，为燃料燃烧作好准备。要实现进气，缸内与缸外要形成压差。因此，此冲程排气门关闭，进气门打开，活塞由上止点向下止点移动，活塞上方的气缸内的容积逐渐扩大，压力降低，缸内气体压力低于大气压力约6893kPa。在大气压力的作用下，新鲜空气经进气门被吸入气缸，活塞到达下止点时，进气门关闭，进气冲程结束。 压缩冲程：压缩冲程的目的是提高气缸内空气的压力和温度，为燃料燃烧创造条件。由于进、排气门都已关闭，气缸内的空气被压缩，压力和温度

22、亦随之升高，其升高的程度，取决于被压缩的程度，不同的柴油机略有不同。当活塞接近上止点时，缸内空气压力达（30005000）kPa，温度达500700，远超过柴油的自燃温度。 膨胀(做功)冲程：当活塞上行将终了时,喷油器开始将柴油喷入气缸，与空气混合成可燃混合气，并立即自燃，此时，气缸内的压力迅速上升到约60009000kPa，温度高达（18002200）。在高温、高压气体的推力作用下，活塞向下止点运动并带动曲轴旋转而做功。随着气体膨胀活塞下行其压力逐渐降低，直到排气门被打开为止。 排气冲程：排气冲程的目的是清除缸内的废气。做功冲程结束后，缸内的燃气已成为废气，其温度下降到（800900），压力

23、下降到（294392）kPa。此时，排气门打开，进气门仍关闭，活塞从下止点向上止点移动，在缸内残存压力和活塞推力的作用下，废气被排出缸外。当活塞又到上止点时，排气过程结束。排气过程结束后，排气门关闭，进气门又打开，重复进行下一个循环，周而复始不断对外做功。2.4.4调速器的分类调速器的作用是在柴油机工作转速范围内，能随着柴油机外界负荷的变化而自动调节供油量，以保持柴油 转速基本稳定。对于柴油机而言，改变供油量只需转动喷油泵的柱塞即可。随着供油量加大，柴油机的功率和转矩都相应增加，反之则减少。柴油发电机组的负载是经常变化的，这就要求柴油机输出的功率也要经常变化，而供电的频率要求稳定，这就需要柴油

24、机工作时的转速保持稳定。所以在柴油发电机组的柴油机上必须安装调速机构。调速器一般应包括两个部分：感应元件和执行机构。按照调速器工作原理的不同，可分为机械式调速器、电子调速器、电喷调速。 机械式调速器机械式调速系统靠以与柴油机对应的转速旋转的飞锤工作，飞锤在旋转时所产生的离心力可在机组转速发生变化时自动调节油泵进油量的大小，从而达到自动调节机组转速的目的。图2.3为离心式全速调速器的原理示意图。移动操作手柄的位置即可改变弹簧的拉力，使摆杆上所受的拉力作用与推力作用处于新的平衡位置，同时，改变油泵齿条位置，使柴油机调整到所需要的转速，并能自动稳定在此转速下工作。 图2.3 离心式全速调速器工作原理

25、示意图通常情况下,采用机械式调速系统的柴油发电机组的转速会随着负载量的增大而略有下降,转速的自动变化范围为5% 。当机组带额定负载时，机组的转速大致为1500rpm的额定转速。电子调速器电子调速器是一个控制发动机转速的控制器。它的功能主要是：使发动机怠速保持在可设定的转速上；使发动机的工作转速保持在可预设的转速上而不受负载变化的影响。电子调速器主要由控制器、转速传感器、执行器三部分组成：发动机转速传感器是一个可变磁阻的电磁体，它装在飞轮壳中飞轮齿圈的上方。当齿圈上的齿从电磁体下方通过时，就会感应产生交流电流（一个齿产生一个循环）。电子控制器将输入的信号与预设值进行比较，然后把修正信号或是维持信

26、号发送给执行器；控制器可进行多种调整，可以调节怠速转速、运行转速、控制器的灵敏度和稳定度、启动燃油量、发动机转速加速度；执行器是一个电磁体，它将来自控制器的控制信号转换为控制作用力。控制器传送到执行器的控制信号通过一个连杆系传递给喷油泵的燃油控制齿条。电喷调速电喷机组是通过柴油机上的电子控制模块（ECU）对安装在发动机上一系列的传感器检测到的柴油机各种信息来控制喷油器工作，调节喷油正时和喷油量，以使柴油机处于最佳工作状态。电喷调速的主要优点：通过对喷油器喷油正时、喷油量和高压喷射压力的电子化控制，可以使柴油机的机械性能达到最优；通过ECU精确控制喷油量，柴油机在正常工作时油耗下降，更经济；排放

27、更低，符合EURO非公路内燃机排放标准；通过数据通讯线，可以与外部仪表板、专用诊断工具进行连接，安装更容易，增加了故障点的检测点，更便于故障排除。电喷柴油机管理系统的组成如图2.4所示：图2.4电喷柴油机管理系统说明：CIU指控制接口装置，如控制屏等；ECU指电子控制模块，ECU安装在柴油发动机上。 2.5 发电机2.5.1发电机工作原理发电机以三相交流同步发电机为主，主要由主定子、主转子、励磁定子、励磁转子、旋转整流器及自动稳压器等部分组成。它是一种将机械能转换为交流电能的设备。 图2.5为同步发电机的构造原理图。 图五 同步发电机构造原理图图2.5同步发电机的构造原理图 通常三相同步发电机

28、的定子是电枢，转子是磁极。整个过程开始于柴油机着车驱动交流发电机内部部件。无刷自励发电机的发电原理是利用主转子的剩磁产生一个较小的交流电压（AC）信号在主定子上。该小交流信号被送到自动稳压器AVR，AVR又将其整流转变为直流（DC）信号，并将其加入在励磁定子。 此直流电流通过励磁定子时就产生一个磁场，磁场又依次在励磁转子上感应出一个交流电压，并输送到与其同步转动的整流器中，这交流电压又由旋转整流器转变为直流电。 当这直流电压出现在主转子时，就产生一个比原来的剩磁强大的磁场，因而在主定子上感应出一个较高的交流电压。 这较高的交流电压循环通过上述整个系统，并感应出更高的直流电压回到转子。这样循环往

29、复直到产生一个近似发电机的额定输出电压。在这时候，自动稳压器开始限制通向励磁定子的电压，因而又限制了交流发电机的总输出电压。电压从没有到设定值的整个积聚过程一般不超出1秒时间，是很短的，这样就可以满足用户尽快投入使用的要求。图2.6为自励AVR控制的发电机原理图。主机定子通过AVR为励磁机磁场提供励磁电源， AVR根据来自主机定子绕组的电压感应信号作出反馈，通过控制低功率的励磁机磁场，调节励磁机电枢的整流输出功率，从而达到控制主机磁场电流的要求。图2.6自励AVR控制的发电机原理图无刷永励则是通过一个单独的励磁机提供一个稳定的磁场,利用此磁场来产生电信号，这种励磁方式电压建立的时间更短而且抗干扰能力更强。图2.7为永磁机控制励磁的发电机原理图。 图2.7 永磁机控制励磁的发电机原理图2.5.2自动稳压装置 自动稳压器（AVR）可使主发电机从空载运行到满载运行时紧密保持较稳定的