0 引言
柴油發(fā)電機(jī)作為一種電力供應(yīng)單元，要求其電力的輸出和頻率在合理的范圍內(nèi)，在實(shí)際應(yīng)用中柴油發(fā)電機(jī)組出現(xiàn)大幅度頻率波動(dòng)的情況比較少見，而小幅度的波動(dòng)震蕩比較多。追根溯源造成柴油發(fā)電機(jī)頻率不穩(wěn)定的原因是多方面的，要想改良這一問題需要對(duì)有可能出現(xiàn)的各種原因進(jìn)行分析，這樣才能在實(shí)際工作中快速準(zhǔn)確的解決此類故障。筆者結(jié)合自己的工作經(jīng)驗(yàn)，通過實(shí)際案例分析認(rèn)為該問題應(yīng)該從以下幾個(gè)方面分析。
1 柴油發(fā)電機(jī)組頻率不穩(wěn)定的原因
柴油發(fā)電機(jī)組頻率不穩(wěn)定的原因是多方面的，我們分析原因要本著科學(xué)合理的方式推測(cè)，同時(shí)也要根據(jù)實(shí)際情況和工作經(jīng)驗(yàn)分析。通過發(fā)電機(jī)頻率與原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的公式關(guān)系：f=6p0n可知，柴油發(fā)電機(jī)組的工作頻率f與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n和磁極對(duì)數(shù)p的關(guān)聯(lián)度較大，所以當(dāng)柴油發(fā)電機(jī)出現(xiàn)頻率不穩(wěn)定的情況應(yīng)該首先考慮轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和磁極對(duì)數(shù)的問題，在磁極對(duì)數(shù)固定的情況下，影響頻率的因素就是轉(zhuǎn)速。
121地質(zhì)大隊(duì)多年來(lái)柴油發(fā)電機(jī)組故障統(tǒng)計(jì)分析，總結(jié)了幾個(gè)最常出問題的故障點(diǎn)，并以實(shí)際案例說(shuō)明柴油發(fā)電機(jī)組頻率不穩(wěn)定的原因及解決方式。
1.1 案例引入
有一臺(tái)LDDL-D100四沖程柴油發(fā)電機(jī)組，它的柴油機(jī)型號(hào)為TBD226B-6D，電機(jī)型號(hào)為L(zhǎng)D-A-100，額定轉(zhuǎn)速為1500r/min，額定功率為100kW，額定電壓為400V。該機(jī)組在實(shí)際運(yùn)行中出現(xiàn)了柴油發(fā)電機(jī)組頻率不穩(wěn)定現(xiàn)象，頻率指示表的波動(dòng)范圍較大，柴油各缸功率運(yùn)作不均勻，有明顯的“游車”現(xiàn)象，該柴油發(fā)電機(jī)組在負(fù)載5kW后，頻率指針的波動(dòng)越來(lái)越大。
1.2 常見原因分析
油路問題油路問題主要表現(xiàn)在四個(gè)方面，首先是管路裂紋，即油路管道出現(xiàn)損壞，有裂紋情況導(dǎo)致油的傳輸不順，密閉性下降。其次是油液箱位過低導(dǎo)致燃油中混入空氣和雜質(zhì)，油液不滿足油箱的需求，無(wú)形中混入了其他雜質(zhì)。再次，油路中的濾器堵塞，油路中的濾器長(zhǎng)時(shí)間未清理，有粉塵和雜質(zhì)堵塞通道，導(dǎo)致油無(wú)法順暢流通。第四，燃油管路漏油，漏油會(huì)導(dǎo)致整個(gè)發(fā)電機(jī)的供油不足。以上幾種油路問題都是常見的導(dǎo)致柴油發(fā)電機(jī)組頻率不穩(wěn)定的問題，油路出現(xiàn)故障會(huì)直接導(dǎo)致供油不暢，發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速下滑，故而引起頻率失穩(wěn)。
噴油泵故障噴油泵故障是引起頻率不穩(wěn)的一個(gè)重要原因，當(dāng)噴油泵出現(xiàn)供油齒桿不靈活、調(diào)速?gòu)椈蓮椥韵陆档葐栴}時(shí)，會(huì)導(dǎo)致柴油發(fā)電機(jī)的各缸供油不均衡繼而造成轉(zhuǎn)速出現(xiàn)變化，進(jìn)而引起頻率變化。
噴油器故障噴油器的故障主要源于自然磨損，由于噴油器的位置復(fù)雜，人工人為傷害的可能性較小，當(dāng)柴油發(fā)電機(jī)組長(zhǎng)期運(yùn)行后，燃油中附帶的雜質(zhì)可能為附著在針閥偶件上，然后經(jīng)過油液的流動(dòng)引起噴油的不良反應(yīng)，這時(shí)噴油器噴油量便發(fā)生變化，忽大忽小，導(dǎo)致轉(zhuǎn)速發(fā)生變化，進(jìn)而引起頻率失穩(wěn)。
轉(zhuǎn)速傳感器測(cè)量失真?zhèn)鞲衅髌鸬娇刂聘袘?yīng)的作用，柴油發(fā)電機(jī)中的轉(zhuǎn)速傳感器屬于磁電傳感器，這類傳感器本身容易發(fā)生電磁反應(yīng)，對(duì)電磁現(xiàn)象比較敏感，平時(shí)養(yǎng)護(hù)維修得當(dāng)不容易出現(xiàn)故障，但是如果長(zhǎng)期運(yùn)行不加保養(yǎng)，空氣中的粉塵會(huì)聚集在傳感器的間隙，造成傳感器測(cè)量故障，顯示數(shù)據(jù)誤差大或失真。
調(diào)速控制系統(tǒng)故障調(diào)速控制系統(tǒng)屬于維穩(wěn)系統(tǒng)，直接影響柴油發(fā)電機(jī)的工作運(yùn)行狀態(tài)，如果調(diào)速控制系統(tǒng)發(fā)生故障，有可能會(huì)影響調(diào)速系統(tǒng)的整體控制，油速會(huì)受到影響，發(fā)電機(jī)組的頻率也將不穩(wěn)定。
2 柴油發(fā)電機(jī)組頻率不穩(wěn)故障的解決策略
2.1 發(fā)電機(jī)組故障原因判斷
為了改善型號(hào)為L(zhǎng)DDL-D100 的四沖程柴油發(fā)電機(jī)組的實(shí)際問題，需對(duì)其故障原因先行判斷。首先，從比較熟悉、比較穩(wěn)定的方面入手，即先考慮柴油機(jī)的問題，將柴油機(jī)的噴油器從機(jī)組上拆下，然后進(jìn)行霧化實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明噴油器的情況良好不影響正常使用，為了進(jìn)一步驗(yàn)證該觀點(diǎn)，將噴油泵拆卸換到另一臺(tái)工作狀態(tài)良好的發(fā)電機(jī)組上進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果一切正常，說(shuō)明該發(fā)電機(jī)組的故障與噴油泵無(wú)關(guān)，基本排除油路、噴油泵噴油器的故障問題。
然后對(duì)該發(fā)電機(jī)組的調(diào)速控制系統(tǒng)進(jìn)行故障判定，將調(diào)速控制系統(tǒng)的傳感器拆卸下來(lái)?yè)Q上正常的傳感器，機(jī)組故障仍在。在發(fā)電及停機(jī)的狀態(tài)下，短接控制器和執(zhí)行器的電壓輸入輸出均正常，并且整個(gè)機(jī)組的點(diǎn)此執(zhí)行器與噴油泵齒輪完好無(wú)缺，所以造成型號(hào)四沖程柴油發(fā)電機(jī)組故障的原因就是電子調(diào)速器調(diào)整微分、增益調(diào)諧失靈。
通過上述分析，我們不難發(fā)現(xiàn)影響柴油發(fā)電機(jī)組頻率的問題原因多變，針對(duì)噴油泵和傳感器的調(diào)節(jié)修理比較簡(jiǎn)單，而對(duì)于電子調(diào)速器的維修比較困難，為了排除故障筆者針對(duì)電子調(diào)速器的故障解決進(jìn)行了分析。
2.2 電子調(diào)速器的轉(zhuǎn)速設(shè)定
首先電子調(diào)速器的轉(zhuǎn)速設(shè)定要本著怠速調(diào)節(jié)的原則進(jìn)行，當(dāng)柴油發(fā)電機(jī)起動(dòng)后，需密切注意發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速問題，當(dāng)發(fā)現(xiàn)柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速出現(xiàn)偏差，立刻重新調(diào)整低速設(shè)定電位器，把數(shù)據(jù)恢復(fù)在最初設(shè)置。低速設(shè)定電位器的調(diào)整方法大致為順時(shí)針調(diào)節(jié)增加轉(zhuǎn)速，逆時(shí)針調(diào)節(jié)降低轉(zhuǎn)速，方法簡(jiǎn)單便于操作，只要將數(shù)值恢復(fù)到合理怠速就可以了。然后重新啟動(dòng)柴油發(fā)電機(jī)組的開關(guān)將怠速升高，觀察轉(zhuǎn)速表的運(yùn)行情況，讓轉(zhuǎn)速達(dá)到額定轉(zhuǎn)速的水平。當(dāng)?shù)∷僦嫡{(diào)節(jié)完畢后，仍需密切注意電子調(diào)速器的運(yùn)行情況，只要波動(dòng)幅度超過0.25%，就需要下一步的調(diào)節(jié)維穩(wěn)。
2.3 轉(zhuǎn)速動(dòng)態(tài)指標(biāo)調(diào)整
轉(zhuǎn)速動(dòng)態(tài)指標(biāo)調(diào)整在穩(wěn)定性調(diào)整的基礎(chǔ)上進(jìn)行，調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)指標(biāo)包括瞬時(shí)調(diào)速率和穩(wěn)定時(shí)間，當(dāng)柴油發(fā)電機(jī)的電子調(diào)速器出現(xiàn)問題后可以利用調(diào)整微分、增益來(lái)調(diào)整電子調(diào)速器，然后尋找轉(zhuǎn)速動(dòng)態(tài)指標(biāo)的最佳工作點(diǎn)。該工作點(diǎn)的尋找可以通過增益附近的穩(wěn)定線作為基元，順時(shí)針方向調(diào)節(jié)到電位器的三點(diǎn)鐘方向，然后打開柴油發(fā)電機(jī)組的開關(guān)，直到柴油機(jī)轉(zhuǎn)速出現(xiàn)高頻波動(dòng)再逆時(shí)針調(diào)節(jié)微分，幫助柴油發(fā)電機(jī)平穩(wěn)運(yùn)行。
2.4 穩(wěn)態(tài)調(diào)速率
調(diào)整穩(wěn)態(tài)調(diào)速率等于給電子調(diào)速器降速，通過人工調(diào)節(jié)降低電子調(diào)速器的誤差，首先觀察穩(wěn)態(tài)調(diào)速率順時(shí)針調(diào)節(jié)的各項(xiàng)情況，如果順時(shí)針調(diào)整導(dǎo)致調(diào)速率增大，則在調(diào)節(jié)時(shí)先根據(jù)電位器設(shè)置一個(gè)指定工作點(diǎn)，觀察期空載和負(fù)載時(shí)的運(yùn)行變化情況，并根據(jù)實(shí)際情況調(diào)節(jié)穩(wěn)態(tài)調(diào)速率的值，該操作需反復(fù)進(jìn)行，直至誤差在合理范圍內(nèi)。
3 結(jié)語(yǔ)
綜上，柴油發(fā)電機(jī)組關(guān)乎整個(gè)發(fā)電裝置和發(fā)電運(yùn)行，因此必須時(shí)刻注意發(fā)電機(jī)組的頻率運(yùn)轉(zhuǎn)，出現(xiàn)問題及時(shí)修復(fù)。通過本論文分析發(fā)現(xiàn)影響發(fā)電機(jī)組頻率的原因很多，除了常見的機(jī)械、元器件故障外，電子調(diào)速器也是影響頻率變化的一個(gè)重要因素，因此工作人員需在掌握電子調(diào)速器的基礎(chǔ)上反復(fù)調(diào)試發(fā)電機(jī)組，維護(hù)發(fā)電機(jī)組的正常運(yùn)行，同時(shí)日常要定期檢查、定期養(yǎng)護(hù)，防患于未然，只有這樣才能真正讓柴油發(fā)電機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行。
