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柴油发电机组高温、低温环境和并联运行试验 |
摘要：柴油发电机组高温试验和低温试验并不是所有用户必须需要进行的试验，这两项试验通常只在因现场条件需要、采购方明确需求、对用电极端严格的行业和相关数据测试时方才进行。而并联运行测试却是大部分多台设备并机使用单位皆应采取的试验，以求检查并联运行的正确性与否，达到在设备投入使用前拥有良好的性能指标的目的。
一、高温环境适应性试验
高温试验发电机组在高温环境中（40℃或45℃，按技术条件要求规定）静置6h后，在额定工况下连续运行至热态。之后，按前面有关条文的规定测定绕组温升、电压与频率的稳态调整率和波动率。在连续运行期间，每隔0.5h记录一次有关数据（同热试验）。试验过程中，对发电机组的要求同12h连续运行试验。
1、发动机熄火保护：
发动机熄火保护是在高温测试中重要的一项功能，它是为了保护发动机不受损害。当发动机温度过高时，发动机管理系统会自动采取行动，使发动机停止工作。这可以防止发动机由于过热而受损，从而长期影响发动机的使用寿命。
2、发动机匹配试验：
发电机组高温试验中的发动机匹配试验是对发电机组在高温环境下的性能进行测试的一部分。这种测试的目的是确保发动机和其他发电机组系统（如冷却系统、燃油系统和排放系统）在高温下的匹配。在这种测试中，发电机组将在模拟的高温环境下工作，并进行性能和排放测试。此外，还将对发电机组的各个系统进行详细的检查，以确保在高温环境下正常工作。发动机匹配试验是高温试验中的重要组成部分，因为它可以帮助确保发电机组在高温环境下的性能和安全。如果在高温试验中发现任何不匹配的问题，制造商可以在发布前进行修正，从而避免在使用过程中出现问题。
3、电气系统性能：
检查电子系统在高温环境下的性能，包括电子控制单元（ECU）、点火系统和燃油管理系统。在发电机组高温试验中，ECU（电子控制单元）和各种传感器的温度测试是对发电机组在高温环境下的性能进行测试的重要部分。ECU是发电机组的中心控制单元，它监控和控制发电机组的各个系统。因此，在高温试验中对ECU的温度进行测试很重要，以确保其在高温环境下正常工作。同样，各种传感器（如温度传感器、压力传感器和速度传感器等）在发电机组的控制和监控中起着重要作用。因此，在高温试验中对各种传感器的温度进行测试也很重要，以确保它们在高温环境下正常工作。总的来说，ECU和各种传感器的温度测试是发电机组高温试验中的重要组成部分，以确保发电机组在高温环境下的性能和安全。
二、低温环境适应性试验
1、专业实验室测试
将KTA50系列康明斯发电机组放置于高低温综合环境模拟试验室，室温降至–55℃，保温48小时，而后升温至–40℃，保温12小时，恢复常温。结果经检查，发电机组用时11分钟20秒低温启动成功，其低温持续工作的稳态电压调整率为–0.880%，稳态频率调整率为–0.036%，稳态电压波动率为0.175%，稳态频率波动率为0.080%。试验过程中，样机塑料件，橡胶件，金属件未出现故障。结论该发电机组的启动性能，电气性能，结构材料等满足低温环境适应性要求，也为其他发电机组的低温环境适应性考核提供了指导方法。
2、现场实体测试
一般在北方极寒地区进行对柴油发电机组低温测试（单台测试如图1所示，多台测试如图2所示），首选，让低温试验发电机组加满低温用燃油、机油和防冻冷却液（内燃机为水冷者），配备好容量充裕的启动用蓄电池（内燃机为电启动者）后，再将发电机组静置于规定的低温（一般为-40℃~-25℃或-15℃）或按技术条件要求规定环境中达12h以上（对额定功率在12kW以上者），或6h以上（对额定功率在12kW以下者）。
在上述条件下，测定各独立电路对地及相互间的绝缘电阻，测量值应符合一般电机的要求。按使用说明书规定的启动方法启动发电机组，从开始启动到启动成功所需时间最长不应多于30in，启动成功后，在3分钟内使发电机组带上额定负载，连续工作到柴油机的水温和油温达到正常值，测定电压和频率的稳态调整率和波动率，应符合相关规定。最后，停机检查发电机组上的塑料件，橡胶件及金属件，均不应出现断裂现象。
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图1 单台柴油发电机组运行状态测试. |
图2 双台柴油发电机组冬季测试 |
三、并联运行试验
1、并联试验的目的
发电机组进行并联运行试验目的是检查两台发电机组并联运行的正确性。通过并联运行原理（如图2所示），使两台发电机按比例合理承担公共负载，充分发挥每台发电机的能力。
2、单机试验
柴油发电机组并机试验过程中一般先进行单机试验，为了满足并联运行有功功率和无功功率分配差值要求，单机时应尽量调整好柴油发电机组的稳态调速率和发电机的稳态电压调整率，使需要并联运行的机组的调速特性和调压特性尽量一致，并均呈现下降趋势。
3、并联试验
（1）首先调节各台柴油机的调速器，使其调速特性趋向一致，其特性曲线斜率接近。
（2）调节每台发电机的励磁，使各台发电机在额定电压下的电压调节特性单向下降，其斜率也接近。
（3）用同步指示器判断各发电机是否满足并联条件，如满足，可将两台发电机并联，并空载运行。
（4）空载运行后，先加有功功率为总有功功率70％的负载，调节原动机转速，使有功功率按比例分配，然后再加无功功率，为总额定负载的75％。调节发电机励磁，使每台发电机无功功率按比例分配。
（5）按两台柴油发电机组总额定功率的75％、100％、75％、50％、20％、50％和75％的顺序进行试验。同时记录各种中不同负载下的数据:发电机电压、电流、频率、有功功率、无功功率、功率因数cos、网络电压、总有功功率、无功功率和网络功率因数cosq等。每种负载运行的时间不少于5分钟（如图3所示）。
（6）做总负载的转移试验。
将负载降至两台发电机组总负载的50％。若两台发电机的功率相同，先调节1号发电机使其有功功率接近额定，然后转移无功功率使其额定，再使1号机承担的负载达到稳定，使2号机接近空载，历时5分钟。最后将负载转移到2号机上，使1号机接近空载，历时5分钟，
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图2 并联运行原理图 |
图3 并机试验现场图 |
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