康明斯动力（深圳）有限公司

 

新闻主题	柴油发电机组试验项目大全和验收记录表

 

摘要：业主为了检验厂家提供的柴油发电机组是否符合国标，可通过柴油发电机组报警、停机、启动、负载测试、温升试验、电压特性试验、调速器动态特性试验、发电机并联运行和负荷转移试验、保护装置试验、联锁试验等，检验柴油发电机自动调节（电压、频率）功能，柴油发电机保护功能、测量信号，校对传输到控制系统上的信号，核对柴油发电机出口电压与用电电压相序是否一致，检验与市电的闭锁功能及柴油发电机出口开关的控制保护功能。通过本文中一系列实验措施来验证所有性能的可靠性，保证柴油发电机组在投入运行前的安全性和稳定性。因此，康明斯公司在本文中陈述了柴油发电机试验的目的、参考资料和试验需要的条件以及测试方案内容。

 

一、试验目的和条件

 

1、试验目的

        柴油发电机组进行全面试验的目的，是为了检验柴油发电机组安装的完整性、正确性及工作的可靠性，验证柴油发电机组的辅助装置是否满足设计要求。 

2、参考资料

（1）康明斯柴油发电机组技术说明书；

（2）电力系统试验大纲 DNS434-603-001；

（3）报警点清单 DNS434-420-002QD。

3、试验条件

（1）柴油发电机组组装完毕，并空载启动正常。

（2）发电机燃油日用系统管路串油清洗交验结束并将管路恢复到正常工作状态。

（3）机舱压缩空气系统应能够投入使用（若采用静音箱式发电机组）。

（4）应该保证发电机很好的润滑。

（5）为柴油发电机组服务的辅助系统及设备应该按照设计的要求安装到位，所有的阀门应处于相应的开启和关闭状态。

 

二、假性负载试验方案

 

1、试验设备要求

      采用电力测功机作为负载电机，配置可完成柴油柴油机测试。试验遵循的原则如下：

（1）采用一体化设计，试验台要求测功机有良好的动态控制特性，精确的转速及扭矩控制，完备的监测与保护功能。测量系统在软硬件配置和设计理念上达到世界先进水平。

（2）柴油机测试台设计、制做遵照技术性能先进，采用先进的控制技术，高质量的元器件，确保测试台能长期、稳定、可靠地适应测试使用。

（3）柴油机测试台控制系统充分满足用户的负载特性及运行的工艺要求。

（4）采用工艺成熟、质量可靠、先进、合理的技术进行设计。

（5）控制系统应采用工作稳定、可靠、标准、成熟且经过工业现场运行考验的控制技术和手段。

（6）试验设备选型时应充分考虑到维护的要求；系统的监控和安全保护措施应完善、齐全。

2、测试项目

（1）柴油机低空载稳定转速试验；

（2）柴油机速度特性试验；

（3）柴油机调速特性试验；

（4）柴油机负荷特性试验；

（5）柴油机功率试验；

（6）柴油机耐久性台架试验；

（7）柴油机万有特性试验。

3、技术方案

      此台架用于检测柴油机的性能、可靠性和问题验证等各类试验；以工业控制计算机为中心， 柴油机专用软件为核心的主控系统，具备 RS485/RS232/以太网/CAN 通讯接口，可与系统所含各子系统（冷却液系统、机油冷却系统、油耗仪、数采系统、油门执行器等）实现通讯，进行数据交互，并能在主控系统上可对个子系统进行集中控制。

（1）原理

      加载电机采用电力测功机，测功机测控系统以ET4100 测控仪为核心，以 CANbus 总线为主体，通过通讯接口板与电力测功机控制单元、油门驱动仪发送指令，实现对测功机及柴油机的控制。现场通过各路温度、压力采集，通过控制计算机完成柴油机测试系统试验台的控制、连锁、操作以及故障诊断。通过 RS485/以太网/CAN 中的一种端口将控制计算机的输出传至数据处理计算机进行数据处理。原理如图1所示。

（2）系统组成：

      包括测功机变频控制系统、油门驱动仪、智能油耗仪、柴油机测试保障系统系统等。机械连接如图2所示。

（3）测控部分：

      扭矩传感器采用德国HBM的法兰式扭矩传感器T40B，精度±0.05%FS，输出形式可以为频率输出和电压输出。测功机控制器主要用于负载变频器的控制、通信控制、试验电机控制等。测功机控制器根据扭矩和转速信号对电机变频器进行闭环控制。

（4）数据处理及控制软件：

      柴油机测试程序，运行在 Windows7 以上操作系统。作为测试系统的一个重要部件，与测功机、油门驱动仪等设备配套使用，共同构成机、电、仪三位一体化的实时测控系统，实现计算机全虚拟化测试。

      控制软件具有手动测试、自动测试、定标测试等多种实验模式，以帮助客户全面判断被测产品的性能参数和特性曲线。可任意设置波特率并加载相应 dbc 协议；可提供恒转速模式、恒扭矩模式和恒油门等 7 种无扰动切换测控模式。它还具有产品的快速合格 /不合格检验功能。计算机可采集转速、扭矩、油门以及与之通讯的各子系统的数据并自动存储，且可分析计算试验数据用于储存、显示或以数据表和曲线的格式打印测试报告，并可自动转换为 Excel 或 PDF 等电子文档格式。软件还具备数据黑匣子：台架出现异常情况报警停机，台架可以自动保存停机前后的关键参数，时间和保存数据范围可自行设定。

 

图1  柴油发动机测试系统示意图

图2  发动机测试系统机械连接示意图

 

三、交付后现场实载试验

 

1、报警试验

        通过模拟方法，进行报警功能试验，验证其保护系统是否正常。

2、停车试验

        使用模拟的方法在发电机无负荷状况下进行停车试验，如表1所列。

 表1     柴油发电机停车试验表

3、柴发起动试验

（1）柴发起动/停止试验

        在柴发无负荷状况下，使用蓄电池起动/停止柴发（遥控/本地）。

（2）起动联锁试验：

        柴油发电机指示不在运行位置，进行柴发起动试验，确认柴发不能起动。

（3）发电机起动失败试验：

        使柴油发电机处于“遥控备用”状态。关闭起动空气阀，主配电盘发出起动失败报警，柴发不能起动。

4、负荷试验（与温升试验同时进行） 

（1）在试验前后使用500 V摇表测量并记录定子绕组和空间加热器绝缘电阻，测量值应不小于1 MΩ。

 表2    柴油发电机电阻测试表

表3    柴油发电机不同负荷试验表

 

（3）在发电机进行100%负荷试验时（时间1小时），每15分钟记录一次数据并填入下表：

表4    柴油发电机满载试验数据表

5、温升试验

        发电机满负荷试验时，每15分钟测量如下参数并进行记录填入表中。使用温度计、仪表或机舱报警监测系统进行测量发电机各部分温升。

表5    发电机温升试验数据表

 

6、柴油机特性试验

        每台柴油发电机在75%负荷时调至额定电压、额定频率，再将发电机负荷加到满载，负荷按以下步骤变化时，记录各个状态下的电压和频率。

        顺序：100%→75%→50%→25%→0→25%→50%→75%→100%

        在上述测量期间，确认在各个状态下的电压变化率应在-10~+6%以内，频率变化率则应在±5%以内。

表6    柴油发电机特性试验数据表

 

7、调速器动态特性试验

        调速器调至满负荷，柴油发电机处在空载状态并观察转速变化和稳定时间。然后按100%-0-50%-100%次序突然增加载荷。应满足下列要求：

（1）调速器瞬间转速波动±10%

（2）调速器稳定转速波动±5%

（3）稳定时间≤5 s

8、柴发并联运行和负荷转移试验

（1）发电机组手动并联运行：

▊ 并车试验时应首先调节每台发电机负荷到75%额定负荷，然后按以下步骤改变每台发电机负荷：75%—50%—20%—50%—75%—100%—75%。

▊ 多台发电机并车时同样将每台发电机负荷调到75%额定负荷，然后发电机负荷变化如下：75%—50%—20%—50%—75%。

▊ 在每个工作点上，测量发电机有功功率、电压及频率，并应确保发电机所承担的有功功率与总功率按机组额定比例分配值之差不应大于15%的额定负荷，即最大偏差1700kWX15%=255kW。75%—50%—20%—50%—75%—100%—75%

表7    柴发并联运行数据表

 

（2）负荷转移试验

        本试验应在每台发电机负荷为75%额定输出功率条件下，按以下步骤在多台发电机组间进行：

▊ 1、2号发电机并车运行

      手动同步并联3号发电机，然后使1号发电机退出并联运行；

▊ 2、3号发电机并车运行

      手动同步并联4号发电机，然后使2号发电机退出并联运行；

▊ 3、4号发电机并车运行

      手动同步并联1号发电机，然后使3号发电机退出并联运行；

▊ 1、4号发电机并车运行

      手动同步并联2号发电机，然后使4号发电机退出并联运行。

9、发电机保护装置试验（具体试验方法和试验设备由服务商提供）

        本试验仅进行模拟试验。

（1）逆功率试验：

      通过手动控制另一台柴油发电机调速器来产生逆功率条件，逆功率达到10%的额定功率即170 kW，延时5秒。

（2）短路试验：

表8    发电机短路试验数据表

 

10、柴发抗震试验

      对于柴油发电机组来说抗震鉴定是其必须鉴定的主要部分，通过进行抗震鉴定验证其各组成部分在地震荷载的作用下是否能够保持完整，正常运行，在多大的荷载下回破坏发电机组的整体结构，影响发电机组的正常运行。试验实物图如图3所示。

11、柴发联锁试验

（1）柴发ACB及岸MCCB间联锁试验

        当多台柴发发电机中任何一主开关处于合闸位置，主配电盘上的岸电空气断路器不能合闸。试验现场如图4所示。

（2）应急发电机组自动起动试验和主配电板与应急配电板联锁试验

        本试验须确认以下功能的可靠性：

▊ 断开主配电板上至应急配电板的连接开关模拟一个主配电板断电状态，或者采用其他方法停止主发电机。应急发电机将起动，并向应急配电板供电，同时断开主配电板与应急配电板的连接。整个过程必须在45秒内自动完成。

▊ 在主配电板恢复供电以后，首先应急发电机主开关断开，然后应急配电板上的连接开关合闸，应急发电机停车，这个过程也应是自动的。

 

图3  康明斯柴油发电机组抗震试验

图4  柴发联锁试验现场

 

总结：

      柴油发电机性能测试对于确保其可靠运行至关重要，尤其是在遇到紧急情况时。在危机时期，您最不希望看到的是您的应急发电机无法为您提供所需的全部电力。特殊是负载测试允许对柴油发电机进行测试并进行“试驾”，可以说是对其进行测试以确认其可靠工作，同时还检查其以最大容量和最大容量运行的能力。这就是我们确保在实际负载下单独测试的柴油发电机的原因。

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