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柴油发电机运动部件故障的原因

  柴油发电机曲柄连杆结构常见故障有拉缸、连杆磨损、敲缸、连杆短脱、螺栓断裂、曲轴断裂等，这些故障主要发生与高速运动部位，采集装置难以安装并进行数据采集，且发生故障后信号干扰信息较多，也难以准确诊断和识别。目前许多学者都比较倾向于地域数据的处理和诊断，也有部分学者考虑依靠动力学对柴油发电机运动部件进行分析和诊断，更进一步地找准故障产生的机理及原因。后者这种方法主要依靠计算机仿真软件实现，通过对柴油发电机进行建模，设定柴油发电机各部件工作参数，设置各部件出现故障后的参数，进行通过仿真模拟，识别故障发生时各部件参数状态。这一技术具有可操作性强、实验周期短、省时、省资金等优点，该技术为未来发展的一个潜力方向。
  运动部件产生故障主要原因主要为两方面，一方面相互连接的两个部件由于长时间的接触，造成了磨损，使得接触表面变形，在运动过程产生振动及噪声，另一方面由于接触部件之间发生严重的磨损后产生了相互运动过程的碰撞及撞击，直接产生了异响等现象。显而易见，各部位产生故障涉及到诸多方面的内容，包括机械动力、热力、摩擦等，故障的分析不能仅仅依靠简单的分析就可以进行诊断和确定。

 1.拉缸故障诊断拉缸故障会引起活塞机件损坏、柴油发电机油耗增加、转速降低、连杆断裂、曲轴箱爆炸，严重影响发电机正常运行。目前主要通过对发电机进行故障信号检测，判断拉缸时振动信号频域范围，例如国外研究学者 Jacobo Porteiro 通过分析研究，利用人工神经网络验证了拉缸时发电机故障的特征，并分析预测了发电机内润滑油内金属颗粒的含量值。
 2. 敲缸故障诊断敲缸指的是活塞撞击气缸内壁产生明显异响的现象，敲缸时巨大的撞击力使得缸体外壁产生较为强大的振动，同时长期的敲缸对活塞及缸体造成严重的破坏。在敲缸故障诊断方面，利用计算机仿真软件，分析了在不同转速、不同负载和敲缸程度下的故障信号特征，实现了对敲缸状态下发电机故障的分析和诊断。
 3.连杆轴异常诊断柴油发电机长时间大功率工作，连杆轴会产生磨损，使得轴承之间间隙变大，在连杆轴带动活塞及曲轴运动过程，造成敲击幅度变大，容易产生连杆的变形及断裂。杜小元通过对两岸头与轴承之间的振动信号分析，实现了对往复式发电机连杆故障振动信号角域和值域的分析，实现验证具有一定的可靠性。

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(12)高精度电子调速器

 机组主要性能

(1)机组符合GB《工频柴油发电机组通用技术条件》和《自动化柴油发电机组通用技术条件》以及国际《250至3200KW柴油发电机通用技术条件》和《自动化柴油发电机组分级要求》的规定。

(2)当低压配电系统市电中断供电，机组在5秒钟内完成自动起动，10秒钟内电压达到额定值并可向负载供电。自起动可连续作三次起动尝试，若三次起动失败，机组自动停止操作，并自锁和发出声音信号。当市电恢复正常，机组经延时后自动停机。

（3）发电机组具备远程监测和控制功能，提供RS485通信接口并提供通信协议。

（4）柴油发电机组及其控制屏、相应的电器设备均应保证在（7）的使用条件下能正常工作。

（5）机组配备手操（钥匙）电启动装置及相应仪表，当自动化控制屏发生故障时应能采用手动钥匙的方式启动、运行，并通过设置的机械油压、水温、转速、电流、电压、频率仪表对机组运行情况进行监视。

（6）不论是手动或自动化控制状态，发电机的频率和电压均可预调并在出厂时预调设置完成。

(7)使用条件：

a．海拔高度 不超过1000m

b．环境温度 +0—+40℃

c．空气相对湿度 小于95％(20℃时)

(8)主要技术指标

a． 发电机额定功率；见参数

b． 电压：3相交流380／220V(满载电压)、400／230V(空载电压)，电压波动±0.5％，电压瞬态调整率≤＋15％- -15％

c．频率：50Hz，波动率±1％，频率瞬态调整率≤+10％— -10％。

d．功率因数：大于0．8 。

f．电子调整器，稳态电压调整率≤±0.5％ 。

g．电子调速器自空载至满载时，稳态频率调整率<±0．25％。

h．电压稳定时间<1秒 。

I．频率稳定时间<1秒 。

j．机组在空载额定电压时线电压波形正弦性畸变率应不大于5％。

k．机组工作时振动的单振幅值应不大于5.0mm。

(9)故障自动停机和保护装置：

冷却水温度过高

机油压力过低

发动机超速

发动机起动三次失败

发动机起动后未能升速或达不到额定转速

机组起动成功后升至额定转速但发电机未能建压或缺相

(10)声光报警信号

冷却水温度过高

机油压力过低

发动机超速

发动机起动三次失败

发动机起动后未能升速或达不到额定转速

机组起动成功后升至额定转速但发电机未能建压

紧急停机

DC24V电池组电压过低

205.2.3 柴油发动机

直列四冲程重型柴油发动机，燃油系统为后冷式涡轮增压直接注入点火，汽缸套可更换湿式油底壳润滑系统。全电子自动控制调速。

（1）柴油发动机采用‘瑞典VOLVO PENTA公司’的产品。柴油机的主要配件（涡轮增压器、空气/燃油/机油滤清器、油水分离器、机油泵、联轴器、电子调速器、直流起动电动机等）为柴油机原厂家配套（或柴油机原厂指定产品）。

(2)柴油发动机的功率与发电机的额定功率配套，满足发电机全负荷功率输出，包括完整的辅助设备和配件，符合相关技术标准以及本标书提出的要求，达到运行稳定、动平衡好、震动小、损耗和噪声低的优良运行性能。

(3)燃油和机油系统：

a、机组燃油及机油消耗率低，在标准大气状态下，输出额定功率时燃油消耗小，机油燃油过滤系统：高精度纸基过滤器，直流燃油电磁阀。

b、机油过滤：高精度纸基润滑过滤器，带旁通保护。

c、发电机组油箱：柴油发电机组机配足满负荷运行所需8-16小时油箱，油箱设有油位计。

(4)冷却系统：

a、发动机冷却为风冷式自带风扇水箱封闭水循环。

(5)电动起动系统：

a．发动机由DC24V直流电动机起动，可手动、自动起动。

b．DC24电源采用恒压式充电器。

c．DC24V电池组采用封闭式铅酸电池，电池容量满足6次连续起动发动机而不致过度放电。

(6)联轴器及避震装置

a．柴油发动机与发电机采用柔性直接联接。

b．柴油机和发电机与底座之间装设避震器、底座安装有减震措施。

(7)排风与排烟系统

发动机配备消音功能大于15dB的消音器和膨胀节，发电机至消音器及消音器至排烟管采用不锈钢软性波纹管连接。

(8)调速：配置高精度电子调速器，并可手动调速。

205.2.4 交流发电机 

（1）发电机采用国产品牌‘上海斯坦福动力设备有限公司’‘格睿系列’的产品。

(2)三相四线制，额定电压400/230V ，50HZ，。水平联轴，防滴、网护式同步发电机，外壳防护等级IP23，H级绝缘， cosα滞后0.8。无刷自励磁，固体电路，自动恒压，电压调整采用高精度电压自动调整器（AVR）。

 (3)发电机特性：

发电机的特性与发动机的转矩特性匹配，使发电机满载时能充分利用发动机功率而不超载。

205.2.5 发电机组控制柜

(1)柜体结构：采用冷扎钢板经酸洗磷化喷漆，不易生锈，防护等级IP4X。符合 通用电器标准；颜色由业主确定。

 (3)空气断路器：

a．采用塑壳断路器塑壳开关。

b．额定电流：按发电机 供电电流配置。

c． 分断能力：50kA。

g．具有过载长延时脱扣、短路短延时脱扣、短路瞬时脱扣保护

主要技术指标

1. 电源：

直流输入：9－35V（需要油机启动信号时拉入）

交流输入：取自一二路A、N相电压，只要其中一路有电,即可工作,单相电压＞180V。

输入线电压：0－270V（单相）╱0－460V（三相）

输入三相电流：0－5A（额定）

频率：50Hz

 (4)发电机组控制装置：

a、自动化控制器采用‘郑州众智科技股份有限公司’6100U液晶显示屏，汉字显示机组工作状态，并能显示、设置工作参数：

可显示：发电机电压（各相）、发电机电流（各相）、频率、有功功率、功率因素、有功电度、运行时间、冷却水温、机油油压、转速、主油箱油位、电池组电压等参数。

故障存储与查询可指示：冷却水温度过高、机油压力过低、发动机超速、发动机起动三次失败、发动机起动后未能升速或达不到额定转速 、机组起动成功后升至额定转速但发电机未能建压、紧急停机、日用主油箱油位过低、DC24V电池组电压过低等事故报警记录，故障记录大于10条，可及自动更新。

具备频率预调、电压预调、发电机起动/停止手动控制、直流电池组自动浮充电、自动电压调整器、音响报警、RS485通信接口。

b、开关及按钮

发动机启动手动/自动操作选择开关、紧急停车按钮、警告信号解除按钮、故障复位按钮、手动启动钥匙开关。

（5）发电机具备远程“三摇”功能，提供开放的远程通信协议和调试软件，通信接口为RS485口。

a、摇控功能包括：故障复位、开机、停机、警告信号解除。

b、摇测功能包括：发电机电压（各相）、发电机电流（各相）、频率、有功功率、功率因素、有功电度、运行时间、冷却水温、机油油压、转速、油箱油位、电池组电压。205.2.6 备用零件、附件

为确保柴油发电机组的正常和运行，便于监视和检测、维护、修理和提高运行可靠性。供货商在交货后十年内供应相同型号的备件或相同或较好质量的替代品。