重康动力（深圳）有限公司

摘要： 柴油发电机组试验涵盖出厂检验与现场验收两大环节，涉及外观检查、绝缘测试、电气性能、保护功能及自动化控制等多项内容。本文系统阐述试验项目分类、关键性能指标检测方法、保护功能验证及自动化试验要求，为机组验收与定期检测提供规范依据。

 

一、柴油发电机组试验项目分类与常规检验内容

 

1. 试验项目类别与出厂检验项目
（1）三类试验的基本定位：柴油发电机组的试验分为出厂检验、型式试验和现场验收三大类。出厂检验在制造厂内完成，每台机组均应进行出厂检验，确认各项性能指标符合设计要求后方可出厂；型式试验在新产品试制完成、老产品转厂生产、不经常生产的产品再次生产时，或正常生产产品每3年及国家质量监督机构要求时进行；现场验收在设备安装就位后进行，验证机组在现场实际安装条件下的性能。
（2）出厂必检项目：外观检查方面，控制屏表面应平整，电镀件镀层平滑无锈蚀，紧固件有防松措施，焊接牢固无裂纹等缺陷，涂漆均匀无脱落，机组无漏油、漏水、漏气现象，电气线路布线整齐接头牢固。绝缘电阻试验使用1000V兆欧表测量各独立电气回路对地绝缘电阻——冷态绝缘电阻不低于2MΩ，热态绝缘电阻不低于0.5MΩ。绝缘介电强度试验按回路额定电压施加对应试验电压历时1分钟，应无击穿或闪络现象。相序检查用相序表确认输出三相电压相序正确。
（3）现场验收增加项目：现场验收在出厂检验项目基础上增加过载保护、短路保护、频率整定范围、瞬态频率差、电压不平衡度、瞬态电压偏差、电压调制、直接起动电动机能力、不对称负载下线电压偏差、线电压波形正弦性畸变率、连续运行、温升测量、并联运行、燃油与机油消耗率、振动噪声及环境试验等共计30余项，全面验证机组在实际工况下的综合性能。 现场测试如图1所示。

 

图1  柴油发电机组现场验收测试

 

2. 常规试验的关键技术指标
（1）启动性能要求：常温启动试验中，非增压发电机组不低于5℃、增压发电机组不低于10℃时，经三次启动应能成功（间隔20秒），启动成功率大于99%，启动成功后应在3分钟内带额定负载运行。低温启动试验中，环境温度-40℃（或-25℃）时，功率不大于250kW的机组应在30分钟内顺利启动，并有3分钟内带规定负载的能力。
（2）仪表准确度与调速范围：控制屏各监测仪表准确度等级——频率表不低于5.0级，其他不低于2.5级，测试仪表准确度不低于0.5级。电子式自动调速系统的调速范围应不小于95%～106%额定转速。

3. 柴油发电机组试验项目速查表

序号	检验项目名称	出厂检验	现场验收
1	检查柴油发电机组外观	●	●
2	检查成套性	●	●
3	检查标志和包装	●	●
4	测量柴油发电机组质量	－	●
5	测量柴油发电机组外形尺寸	－	●
6	测量绝缘电阻	●	●
7	柴油发电机组耐电压试验	●	●
8	检查常温起动性能	●	●
9	检查低温起动措施	●	●
10	检查柴油发电机组相序	●	●
11	检查控制屏控制及检测装置	●	●
12	检查过载保护功能	－	●
13	检查短路保护功能	－	●
14	测量电压整定范围	●	●
15	测量柴油发电机组频率降	●	●
16	测量稳态频率带	●	●
17	测量相对的频率整定上升范围和下降范围	－	●
18	测量(对额定频率的)瞬态频率差和频率恢复时间	－	●
19	测量稳态电压偏差	●	●
20	测量电压不平衡度	－	●
21	测量瞬态电压偏差和电压恢复时间	－	●
22	测量电压调制	－	●
23	检查直接起动电动机的能力	－	●
24	检查冷热态电压变化	－	●
25	测量在不对称负载下的线电压偏差	－	●
26	测量线电压波形正弦性畸变率	－	●
27	连续运行试验	－	●
28	测量发电机温升	－	●
29	柴油发电机组并联运行试验	－	●
30	测量燃油消耗率	－	●
31	测量机油消耗率	－	●
32	测量振动值	－	●
33	噪声级	－	●
34	测量传导干扰	－	●
35	测量辐射干扰	－	●
36	测量有害物质的浓度	－	●
37	测量烟度	－	●
38	高温试验	－	●
39	低温试验	－	●
40	湿热试验	－	●
41	长霉试验	－	●
42	可靠性和维修性试验	－	●

 备注：-可不进行的项目；●：必须进行的项目

 

二、电气性能试验与波形质量要求

 

1. 电压频率性能与整定范围
（1）稳态与瞬态性能试验：启动并调整机组在额定电压、频率、功率及功率因数下稳定运行后，从空载逐级加减负载，计算机根据公式计算频率降、稳态频率带、稳态电压偏差、频率整定范围、瞬态频率差和恢复时间、电压不平衡度、瞬态电压偏差和恢复时间等参数。电压整定范围方面，在额定功率因数、额定频率下，从空载到额定负载输出电压可调节范围应不小于±5%额定电压。
（2）不对称负载下的线电压偏差：额定功率不大于250kW的机组在对称负载下，任一相加25%额定相功率阻性负载（该相总电流不超过额定值时），线电压最大或最小值与三相平均值之差应不超过±5%。

2. 波形质量与电话谐波因数
（1）线电压波形正弦性畸变率限值：单相机组及额定功率小于3kW的三相机组不大于15%；额定功率3kW～250kW的三相机组不大于10%（邮电标准为5%）；额定功率大于250kW的机组不大于5%。
（2）电话谐波因数限值：容量小于62.5kVA的机组，线电压电话谐波因数（THF）不大于8%；容量不小于62.5kVA的机组，THF不大于5%。

 3. 转子绕组交流阻抗试验

这项试验的核心目的是诊断转子绕组是否存在匝间短路，是目前公认最有效的方法之一。试验接线原理如图2所示。

（1）试验时机：应在发电机出厂、交接验收、大修时，以及超速试验前后分别进行测量。测量时可根据需要选择在定子膛内、膛外或额定转速下进行。

（2）电压限制：试验时施加的交流电压，其峰值不应超过发电机额定励磁电压值，以避免对转子绝缘造成不必要的应力。

（3）结果判断依据：判断标准不是看某一个绝对值，而是比较各次测量的数值。在不同转速、不同电压点下测得的阻抗值应相互对应，且无明显差别。如果某次测量值较之前显著下降，通常提示可能存在匝间短路。

（4）参考标准：主要可参照 GB/T 1029《三相同步电机试验方法》和 JB/T 8446《隐极式同步发电机转子匝间短路测量方法》。

4. 交流耐压试验

这项试验属于破坏性试验，目的是考核发电机主绝缘（对地及相间）能否承受运行中可能出现的过电压，是对绝缘强度最直接的检验。试验接线原理如图3所示。

（1）严格的前置条件：必须在绝缘电阻、吸收比、泄漏电流等非破坏性试验项目全部合格通过之后，才能开始进行交流耐压试验。绝不能跳过这些前序步骤直接进行，否则极易造成不应有的绝缘击穿。

（2）试验过程要求：试验持续时间通常为 1 分钟。升压过程必须平稳，一般从全压的一半开始，在接近最终电压值时更应缓慢、均匀地升压，避免冲击电压损伤绝缘。

（3）设备替代方案：对于大容量发电机，如果现场工频试验设备容量不足，可采用串联谐振耐压装置进行替代，同样能满足试验要求。

 

图2  发电机交流阻抗试验接线原理图

图3  发电机交流耐压试验接线原理图.

 

三、保护功能试验的触发条件与动作验证

 

1. 油压、超速与温度保护
（1）润滑油低油压保护：当润滑油油压≤1.7Bar（约170kPa）时低油压保护装置应报警；油压≤1.4Bar（约140kPa）时应使发动机停机。通过模拟法或压力试验台验证。
（2）超速保护：当转速超过115%额定转速时，超速保护装置应报警并使发动机停机。通过模拟法或调节电子调速器验证。
（3）过热保护：冷却水温≥103℃时报警，≥108℃时保护停机。通过模拟法或温度开关试验台验证。

2. 过电流、过电压与欠电压保护
（1）过电流保护：承受过载电流10%时报警，15%时使发动机停机。通过模拟法验证。
（2）过电压与欠电压保护：电压超过额定值10%时报警，15%时停机保护；电压低于额定值0.85倍时报警，低于0.7倍时停机保护。通过模拟法或调整AVR/调压器验证。
（3）短路保护：当外部发生三相、两相或单相突然短路时，应能切除短路点保护机组。可用比机组断路器容量大两个级别以上的断路器进行试验。

 

四、自动化功能试验与控制系统验证

 

1. 自动启动、加载与停机功能
（1）自动维持运行状态：机组应能自动维持冷却水温度在15～50℃范围内（不需加热即允许启动的柴油机除外）。检验方法为接通水套加热器电源，用温度计检查断电和加电时冷却水温度是否符合设定值。
（2）自动启动与加载：接到自启动信号后应能自动启动，启动成功率>99%。一个启动循环包括3次启动，间隔10～30秒。第三次启动失败后不再启动（有备用机组时自动传递指令），启动成功后自动加载。检验方法为模拟市电停电信号，检查延时启动、合闸加载及三次启动失败后的备用切换功能。
（3）自动卸载停机：接到停机信号经延时确认后自动停机。正常停机步骤为切断输出回路→空载运行5分钟→切断燃油油路；紧急停机为立即切断输出回路和燃油油路。检验方法为模拟市电来电信号，检查延时切断输出开关及空载5分钟后自动停机。

2. 主备、并联及ATS切换功能
（1）主备方式控制：两台机组通过设置任意一台可作主用或备用，输出开关具备机械和电气联锁。启动主用失败时自动启动备用，市电来电后自动切断发电机组输出开关，空载运行5分钟后停机。
（2）并联方式控制：两台机组同时启动，并联成功后方可合闸供电。负载小于单台80%时自动解列一台，负载超过单台85%时自动启动另一台并入供电。检验方法为检查输出开关失压脱扣功能，模拟停电来电信号并调整负载比例观察运行是否符合要求。
（3）ATS与遥测遥控遥信功能：ATS应具备机械和电气联锁及市电优先供电功能。计算机应能读取电压、频率等参数，显示各种故障警告信号，并通过RS232/RS485接口实现遥控开机和关机。

 

 

总结： 柴油发电机组试验与验收涵盖外观检查、绝缘测试、启动性能、电气性能、保护功能及自动化功能等全方位内容，全面覆盖机组从静态到动态、从空载到满载、从单机到并联的各种运行状态。出厂检验确保产品出厂质量合格，现场验收则验证设备在实际安装条件下的性能。试验中应重点关注启动成功率（≥99%）、绝缘电阻（冷态≥2MΩ、热态≥0.5MΩ）、电压整定范围（≥±5%）、波形畸变率（因功率等级而异）及各类保护触发值的准确性。试验结果应形成完整记录存档，作为日后设备维护、故障诊断和性能评估的科学依据，确保发电机组在全生命周期内安全可靠运行。

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