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发电机的正常启动特点与条件
柴油发电机组的运行方式:正常情况下,柴油发电机组保持在热备用状态,做好启动的准备,预润滑和预熟系统保持连续运行状态,以便能使柴油发电机启动后在尽可能短的时间里达到满功率。柴油发电机从接到动信号开始,经过带载程序终达到稳定运行。
柴油发电机组能启动应满足以下条件:
a所有的控制设备有电,(部分设备失电也可能不影响启动);
b.没有优先连锁(柴油发电机在“维护”模式,盘车啮合,A/B列压空压力低三者之一)和跳闸信号;
c.启动失败记忆信号。
柴油发电机组的启动命令有如下几个:a.LHA、LHB母线电压低(≤0.8Un)延时0.9秒;b.LGC、LGD母线电压低(≤0.8Un)延时0.9秒;c.安注信号:d.壳高高压(0.24MPa);e.主控室手动启动。一旦接到以上启动命令,只要机组无优先连锁信号和跳闸信号以及无启动失败记忆,机组将立即启动,即使有正常跳闸信号和正常连锁信号,也无法禁止启动。柴油发电机在接到启动信号10杪内,能够达到额定转速和额定电压。一旦达到额定转速和额定电压后正常电断路器001JA断开同时扫负荷,断路器002JA合上,并启动一个带载程序。由于电动机启动功率比其额定功率大,柴油发电机的容量又不是按照由配电装置供电的全部厂用电设备同时启动来选择的。带载程序用于:切除大部分专设厂用电设各,以便当电源断路器002JA合闸时不致使全部专设厂用电设各同时启动;b.按照需要和柴油发电机组的容量使被切除的专设厂用电设备分批重新启动。
柴油发电机一旦接到启动命令后,只有以下保护可以使柴油发电机跳闸:①超速保护,转速达到575r/min(额定转速的115%);②低电压保护,电压低于70%额定电压2/3即在三个低电压检测回路中出现两个低电压头);③手动切断:在柴油发电机厂房按下001PP就地控制盘上的紧急停运按钮001TO或就地的停机杆。
就地运行模式:这个模式主要用于柴油发电机的定期试验。通过就地OOIPP盘面002CC开关来启动柴油发电机,与启动不同,在手动启动柴油发电机的过程中,励磁开关不会自动合闸,必须在002JA断开以及转速大于80%条件下就地用015CC手动合闸。在就地运行模式下,正常连锁和连锁都将闭锁柴油发电机的启动。正常停机保护有:①发电机保护,②励磁保护;③高温水出口温度高高;④低温水进口压力低;囹润滑油目用油箱150BA低低液位,⑥润滑油温度高:⑦主轴承温度高;⑧燃油压力低;⑨柴油发电机曲轴箱压力高;⑩排气或涡轮增压器进出口温度高。就地运行模式并不妨碍柴油发电机的启动,一旦柴油发电机接到启动命令,一切运行过程同启动一样,尽管此时在就地运行模式。
维护模式:将OOICC置于“维护”模式,此模式下,柴油发电机组不可能就地或启动。这种情况主要用于柴油发电机组的维护状态,并为维护人员进入中乐盘柜进行检修创造条件。需要启动盘车装置时,也要置于此模式。
柴油发电机的停运:不论柴油发电机以何种方式启动,手动停机只能在就地进行。对于启动运行工况下,首先,在主控室按下014TO停机认可按钮,允许就地停机的情况下,才能在就地使用001PP上的002CC开关使柴油发电机停机。对于柴油发电机就地启动的工况下,就地手动停机,不需通过主控制室认可。在发出正常停机信号的同时出现启动信号,则后者具有优先权。不管是何种性质的启动信号,就地停机按钮001TO都能使柴油发电机跳闸,并发出报警信号。
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1、发电机没有按规定的技术条件运行,如定子电压过高,铁损增大;负荷电流过大,定子绕组铜损增大;频率过低,使冷却风扇转速变慢,影响发电机散热;功率因数太低,使转子励磁电流增大,造成转子发热。应检查监视仪表的指示是否正常。如不正常,要进行必要的调节和处理,使发电机按照规定的技术条件运行。
2、发电机出租中的三相负荷电流不平衡,过载的一相绕组会过热;若三相电流之差超过额定电流的10%,即属于严重蛄相电流不平衡,三相电流不平衡会产生负序磁场,从而增加损耗,引起磁极绕组及套箍等部件发热。应调整三相负荷,使各相电流尽量保持平衡。
3、风道被积尘堵塞,通风不良,造成发电机散热困难。应风道积尘、油垢、使风道畅通无阻。
4、进风温度过高或进水温度过高,冷却器有堵塞现象。应降低进风或进水温度冷却器内的堵塞物。在故障未排除前,应限制发电机负荷,以降低发电机温度。
5、轴承加润滑脂过多或过少,应按规定加润滑脂,通常为轴承室的1/2~1/3(转速低的取上限,转速高的取下限),并以不超过轴承室的70%为宜。
6、轴承磨损。若磨损不严重,使轴承局部过热;若磨损严重,有可能使定子和转子摩擦,造成定子和转子避部过热。应检查轴承有无噪音,若发现定子和转子摩擦,应立即停机进行检修或更换轴承。
7、定子铁芯绝缘损坏,引起片间短路,造成铁芯局部的涡流损失增加而发热,严重时会使定子绕组损坏。应立即停机进行检修,也可送到发电机出租的厂家进行维修。
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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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分析柴油机的工作原理及使用:柴油发电机柴油机的基本工作原理就是将高压柴油喷入燃烧室中燃烧,释放出热能,再将热能转变成机械能做功。要想掌握柴油机的工作原理,首先必须了解上止点、下止点、活塞行程、配气相位、燃烧室容积、汽缸工作容积、压缩比、进气行程、压缩行程、做功行程和排气行程等概念。
①上止点:指活塞离曲轴中心远的位置或离汽缸盖近的位置。
②下止点:指活塞离曲轴中心近的位置。
③活塞行程;指活塞在上、下两个止点间的距离。从目前使用的柴油发电机柴油机情况看,135系列柴油机中活塞行程有140mm和150mm两种,两者之间有的配件相同,有的则不同,选购配件时应注意。
④配气相位:柴油发电机组柴油机的进气门和排气门开始开启和关闭的时刻用曲轴转角表示时称为配气相位。
⑤燃烧室容积;指上止点以上的空间。
动到下止点时所对应的汽缸的容积。
⑦压缩比汽缸总容积(即燃烧室容积与汽缸工作客积之和)与燃烧室容积之比,称为压缩比。
⑧进气行程:其目的是保证汽缸内充满足够的新鲜空气。活塞往下运动时,进气门打开,周围环境中的空气被吸入汽缸,直到活塞到达下止点时,进气门才关闭。
⑨压缩行程;活塞由下止点向上止点运动的过程中,进气门经下止点后延续了一定角度后关闭(主要目的是多吸入新鲜空气)。此时,排气门仍然关闭,汽缸处于密封状态。由于活塞的向上运动,汽缸内的空气被压缩,压缩终点的压力达3~4Wa,温度可达500℃一750℃。注意,柴油喷入燃烧室内开始燃烧的时刻是在上止点前一定角度而不是正好在上止点。
⑩做功行程;当活塞运行到上止点前一定角度时,喷油器开始向撒饶室内喷入高压雾化柴油,柴油与高温高压空气混合后,很快着火燃烧并释放出大量的热能。
这时,汽缸内气体的压力和温度急速上升。在高压气体的推动下,活塞向下止点运动并通过连杆使曲轴旋转输出动力。做功行程实际上是柴油机将热能转化为机械能的过程。
排气行程:在这个行程里,汽缸内的废气全部排出并再次吸入新鲜空气,便进行下一个工作循环。
实际上活塞在做功行程下止点前就打开了排气门,越过下止点后活塞上行,此时排气门已完全打开,进气门仍然关闭着,这时汽缸内的废气压力高于大气的压力而冲出排气门。为了使汽缸内的废气排干净,排气门在活塞过了上止点后才关闭。
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