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新闻主题	柴油发电机组冷热态和负荷过载试验

 

摘要：柴油发电机组性能测试对于确保设备可靠运行至关重要，尤其是在遇到断电和紧急情况时，绝对无法容忍备用的发电机组无法为用电提供所需的全部电力。其中，负载测试相当于对柴油发电机进行一次“试驾”，实际性试验可以确认其是否具备工作的可靠性，同时还检查其以最大容量和运行的能力。在负载测试期间，将对柴油发电机的关键部件和功能进行测试，一旦达到满负荷，测试它是否在正常的工作压力和温度下运行，这也是一种进行维护保养的最佳方式，通过花时间和精力检查柴油发电机状态，确保您在最需要它们时不会遇到任何重大问题。

 

一、试验环境条件的规定

 

      柴油发电机房工作实景如图1（高压机组）、图2（低压机组）所示。

1、输出额定功率的条件

（1）绝对大气压力：Pr∶100kpa

（2）环境湿度：Tr∶298K（25℃）

（3）空气相对湿度：30%。

2、输出规定功率（允许修正功率）的条件

（1）海拔高度不超过2000m。

（2）环境温度上限值为40℃；下限值分别为-5℃、-25℃、-40℃；c）

（3）空气相对湿度90%（25℃）；95（25℃）

（3）长霉∶温热带型有霉菌、凝露（对温热带型），发电机组电气零部件经长霉试验后，表面长霉等级应不超过GB/T2423.16规定的2级。

3、功率修正

（1）按额定工况的连续运行12h（其中包括过载10%运行1h），发电机组应无漏油、漏水、漏气等不正常现象。

（2）发电机组在常温（不低于今为5℃）下，不用辅助措施经3次再动应能成功；对于规定环境温度下限值为-40°C（或-25℃）的机组，应有低温固动措施，并应保证发电机组在-40℃（或-25℃）的情况下，20mln内磨动正常。

（3）启动成功后发电机组在3min内应能带规定负载正常工作，发电机组的空载电压整定范围不小于95~105%额定电压。

 

图1  高压柴油发电机组试验台测试现场.

图2  低压柴油发电机组测试现场

 

二、常用柴发机组试验

 

1、测量发电机绝缘电阻和温升

（1）试验前测量

      试验前用1000V兆欧表测量发电机的定子绕组、励磁机定子绕组和发电机加热器，冷态绝缘电阻大于1MΩ。

（2）负荷试验后测量发电机温升

      用温度计测量绕组温升应不大于80℃（F级绝缘），轴承温度不大于90℃。过载试验时，温升不做考核，但不应有异常噪声、振动和有害的变形。

2、柴发机组的起动试验

      每台柴油发电机组在冷态开始连续起动六次记录压降、最低起动压力及最大起动次数。启动时间曲线如图3所示，启动试验接线如图4所示。

（1）柴油发电机组紧急停车、远程控制、手动停车实效试验。

（2）备用手动停车装置实效试验

      在柴油机空载额定转速下拉动备用停车手柄，柴油机能立即停车。

（3）柴油机超速停车试验

      柴油机空载工况下调节喷油量，逐渐升高转速，当柴油机转速达到1725r/min（额定转速的115%），超速保护装置应起作用。

（4）柴油机机油低压保护试验

      采用模拟方法试验：机油压力低于175KPa时，应有声光报警，并自动停车。

（5）冷却水高温保护试验

      采用模拟方法试验：当达到报警温度值102℃时，报警装置应发出报警讯号。当达到报警温度值107℃时，报警装置应发出报警讯号并自动停车。

 

图3  柴油发电机组启动时间曲线图

图4  柴油发电机起动试验电路接线图

 

3、负荷试验

（1）单机负荷试验

      对多台柴油发电机（若有的情况下）分别作单机负荷试验，以水电阻和电抗器作为发电机的负荷，试验柴油发电机组负荷与试验时间按1表进行。

（2）柴油机调速器试验

      机组在额定转速满负荷运转时，突然将负载全部卸去（突卸100%负载），检查柴油机转速的变化情况和稳定所需的时间，然后将50%的负荷加上并随即再加上50%的负荷（突加从0→50%→100%负载），检查柴油机转速的变化情况和达到所需的时间，连续做三次并作记录。其要求是瞬时间速率≯10%的额定转速；稳定调速率≯5%的额定转速；稳定时间≯5S。

（3）交流发电机的静态调压特性试验

      在额定负荷、额定功率因素下，将电压和频率调至额定值，按发电机负荷变化100%→75%→50%→25%→0→25%→50%→75%→100%，测量各点负荷的电压和频率。发电机稳态电压调整率应不超过额定电压的+2.5%

（4）发电机组瞬态调压特性试验（突加突卸负荷试验）

      发电机空载状态下，转速、电压额定，COSΦ≤0.4（滞后）突加和突卸60%额定电流，瞬态电压变化应不大于15%UN（90V）（突加）、20%UN（120V）（突卸），电压恢复到与额定值相差3%UN（18V）范围内所需时间应不大于1.5S。

（5）起动最大电动机的效用试验

      在电站正常运行工况下，任选一台主发电机，对空压机进行起动试验，此时应检查运行中交流电动机是否失步、停转和电器自行脱扣现象，用仪表测量发电机电压、电流变化情况。

（5）柴发机组并联运行试验

      在柴油发电机组长期并联运行试验前，检查并联运行操作可靠性。试验的总负荷及时间按下表1进行。

表1    常载柴油发电机组负荷试验时间和带载比例

      多台发电机并联运行中，发电机在50%额定负载时，电压和频率调至额定状态，并入待并发电机组，然后将各发电机负载调至其额定值的25%作为起并负载点，按顺序75%→50%→25%→50%→75%→100%→75%改变负载进行试验，每种并联每一负载点并联运行时间为5～10min，对每台机组的有功功率、电压、功率因数、电流和频率进行各负载测量，各机组应能稳定运行，各发电机承担的有功功率分配误差不应超过发电机有功功率的±15%，无功功率的分配误差不应超过发电机无功功率的±10%。本平台需做85%、65%、50%、25%，各种机组运行状态下，无功率分配试验，各种试验=功率因数应维持在约0.8左右。

      此外，可对多台柴发机组负荷转移试验，辅助柴油机可实现与任何一台主柴油机、任一数量柴油机的手动/自动并网。也可与任何一台主柴油发电机组在额定功率的85%（535KW）之间均能过渡并车，转移负荷，检查发电机负载转移的可靠性。

 

三、备用柴发机组试验

 

      备用机组的额定转速为1500r/min，输出功率按出厂技术参数，设备本身的各种保护整定值应根据产品技术说明调整。在做该项试验前，必须对机组及控制系统安装和接线进行验收，报警及安全装置校验，同时对控制系统的绝缘电阻进行检测，确认均合格的条件下，方可进行该项目的试验。

1、起动试验

      蓄电池启动发电机组，自冷态开始，连续启动次数应不小于3次，电启动3次失败应报警。

2、自动起动试验

      模拟主电站正常电源发生故障，检验备用机组自起动功能动作的可靠性及3次起动失败报警试验，记录备用机组从自起动到合闸供电的时间，应满足不超过45S的要求，以及主发电机组恢复运转后的自动分闸试验。

3、柴油机超转速、低油压、高水温报警试验

（1）转速到达113%（1695r/min）时，超速报警器应能自动报警并停车。

（2）机油低压和冷却水高温模拟试验

      机油低压低于300MPa，或冷却水温度高于100℃时，应有声光报警。机油低压低于200MPa，或冷却水温度高于105℃时，应自动停车。

4、备用机组调速特性试验

      机组在额定转速满负荷运转时，突然将负载全部卸去（突卸100%负载），检查柴油机转速的变化情况和稳定所需的时间，然后将50%的负荷加上并随即再加上50%的负荷（突加从0→50%→100%负载），检查柴油机转速的变化情况和达到所需的时间，连续做三次并作记录。

5、发电机调压特性试验

（1）发电机的静态特性试验

      在额定负荷、额定功率因素下，将电压和频率调至额定值，按发电机负荷变化100%→75%→50%→25%→0→25%→50%→75%→100%，测量各点负荷的电压和频率，测试时间参考表2。发电机稳态电压调整率应不超过额定电压的3.5%

 表2    备用柴油发电机组负荷试验时间和带载比例

 

（2）发电机组动态性试验（突加突卸负荷试验）

      发电机空载状态下，转速、电压额定，COSφ≤0.4（滞后）突加和突卸60%额定电流，瞬态电压变化应不大于15%UN（60V）（突加）、20%UN（80V）（突卸），电压恢复到与额定值相差3%Un（12V）范围内所需时间应不大于1.5S。

 

四、电气系统测试

 

      电气系统的试验需在电气供应商指导下，用户配合做系统试验。

1、测量绝缘电阻和温升

（1）测量示例如图5所示。将所有电源和用电设备的断路器断开，除去测量和指示设备熔断器的熔丝，将电压线圈开路，用500V兆欧表测量各相汇流排之间以及与机体之间的冷态绝缘电阻应不小于1MΩ。负荷试验后，测量热态绝缘电阻应不小于1MΩ。

（2）负荷试验后，测量母排温升，应不大于45℃。

2、控制器效用试验

      检查仪表和开关的效能。

（1）检查安装在控制器上的对地绝缘监测、指示、报警装置的工作可靠性。

（2）试验整定备用发电机主开关保护值，参考表3。

表1    柴发出口断路器开关保护值

 

3、起动最大电动机试验

      备用电站在备用工况下，机组正常运行时，对消防总用泵（其中一台）及泡沫消防泵分别进行起动试验，此时应检查交流电动机是否失步、停转和电器自行脱扣现象用仪表、测发电机电压、电流变化情况。

4、其他电气系统检查

（1）检查控制系统各相负荷的不平衡度，其值应在每相额定电流的15%以内。

（2）检查试验控制系统汇流排失电时自动接通临时备用照明系统的功能。

（3）检查备用发电机主开关和其它联络开关的连锁性能。

5、逆功率保护试验

      调整发电机逆功率保护装置，整定值为发电机额定功率的10%（主发电机组逆功率为155kW，辅发电机组逆功率；63kW），延时<10S动作。逆功率保护试验电路如图6所示。

4、自动卸载试验

      由自动转换开关取样模拟至负荷为变压器额定电流的100%，延时10S发电机进行1级自动卸载，并发出报警。

 

图5  发电机绝缘电阻和温升测量

图6  发电机逆变器保护试验电路图

 

总结：

       柴油发电机组的使用应按照国家和电力行业有关规程、规范和标准的要求，对发电机组定期进行安全检查、预防性试验、启机试验和切换装置的切换试验，以确保其始终处于良好运行状态，并有书面记录；制订柴油发电机运行操作、维护管理的规程制度和备用处置预案，并定期进行备用演练。此外，为节约试验时间和费用，在连续运行12小时试验中（额定运行11小时，110%额定负载1小时）可同时进行热试验和冷热态电压变化率两项试验。同时还可以加入热态电压调整范围、热态稳态电压调整率和瞬态电压调整率及恢复时间、控制屏仪表准确度检查、振动测量等众多试验项目。康明斯公司在上文中就柴油发电机组相关试验顺序和试验方法逐一进行介绍。

 

 

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