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技术与安全知识 |
康明斯柴油发电机组的性能和参数测量 |
摘要：康明斯公司规定的柴油发电机组出厂检验项目通常包括外观检查、检查成套性、检查标志、绝缘电阻检测、耐电压试验、检查相序等项目。此外，在设备进场时需经过设计评审、零部件检验、装配调试、性能测试、全面检查和文件齐全等准备工作，确保性能稳定可靠，符合客户要求和标准。为了保证柴油发电机组的质量，出厂前、交付时和交付后的检测过程是必不可少的，并且进行记录和存档，以备后查。
一、出厂检测项目
出厂前，柴油发电机组需要进行一系列准备工作以确保其性能和质量符合要求，具体包括以下几个方面：
1、设计评审和工艺审查
在发电机组出厂前，必须对其设计方案进行评审和工艺流程进行审查，确保设计满足相关标准和客户需求，工艺流程严谨可行。
2、零部件检验
对发电机组所使用的各种零部件进行全面检验，包括发动机、发电机、控制系统、散热系统等，确保零部件符合质量要求，不存在缺陷和损坏。
3、装配调试
在出厂前，对发电机组装进行调试，验证各部件之间的配合情况和功能是否正常，确保发电机组运行时不会出现故障或异常情况。
4、性能测试
进行设备的性能测试，包括输出功率测试、稳定性测试、负载适应性测试等，以验证发电机组在设计工况下的性能能够达到项目要求。
5、全面检查
对机组的各项指标进行全面检查，如电气系统、燃油系统、冷却系统等，确保各项参数符合标准要求，且安全可靠。
6、文件齐全
出厂前需要保证所需的所有合格证明、性能测试报告、操作手册等相关文件齐全，并按照标准进行归档保存，为发电机组的后续使用提供保障。
（1）发动机合格证、发电机合格证、零件图册；
（2）使用说明书，至少包括：技术数据，结构和用途说明，安装、保养和维修规程，电路图和电气接线图；
（3）备品清单：备件和附件清单，专用工具和通用工具清单；
（4）出厂测试报告、产地证明。
因此，柴油发电机组在出厂前需要经过设计评审、零部件检验、装配调试、性能测试、全面检查和文件齐全等一系列准备工作，以确保发电机组在出厂时完好无损，性能稳定可靠，达到客户要求并符合相关标准。
二、进场时设备检查项目
1、外观检查
柴油发电机入场检查的第一项任务是进行外观检查。这包括检查机器是否有任何损坏或磨损，检查机器是否有任何漏油或漏水现象，检查机器是否有任何锈蚀或腐蚀现象，以及检查机器的清洁度和整洁度等多个方面。如果发现任何问题，都需要及时处理，以确保柴油发电机能够正常工作。
2、机油检查
机油是柴油发电机正常运行的重要保障。因此，在进行入场检查时，需要检查机油的质量和量是否符合要求。具体来说，需要检查机油的颜色、气味和粘度是否正常，同时也需要检查机油的量是否充足。
3、水温检查
水温是另一个需要检查的重要因素。柴油发电机需要保持一定的水温才能正常运行。因此，在进行入场检查时，需要检查水温是否符合要求，同时也需要检查冷却液的质量和量是否正常。
4、电池检查
电池是柴油发电机启动的重要组成部分。因此，在进行入场检查时，需要检查电池的质量和状态是否良好。具体来说，需要检查电池的电压是否正常，同时也需要检查电池的充电状态和电极是否清洁。
5、铭牌及标志检查
（1）发电机组铭牌
本标准的编号，如GB/T2820.5-2009,JB/T10303-2001；制造厂名称或标记，如康明斯电力（中国）有限公司；机组型号，如C2500D5A；机组编号，如J17H007679；机组制造年份，如2017年；相数，如三相。额定功率，如400kw；额定频率，如50hz；额定电压，如400v；额定功率因数（cosΦ），如0.8。
中文标牌样板如图1所示，英文标牌样板如图2所示。
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图1 康明斯发电机组铭牌标识牌（中文版） |
图2 进口康明斯发电机组铭牌标识（英文版） |
（2）发动机标牌
名称：发动机（东风康明斯）；规格型号：QSZ10-G10；功率509kw/463kw；出厂编号：41325730；生产厂家：东风康明斯发动机有限公司。
其铭牌标识图上半部如图3所示，其铭牌标识图上半部如图3所示。
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图3 康明斯柴油发动机铭牌标识牌（QSK60G23）上半截 |
图4 康明斯柴油发动机铭牌标识牌（QSK60-G23）下半截 |
（3）发电机标牌
名称：发电机（无锡斯坦福）；规格型号：S5L1S-D41；功率550KVA；出厂编号：X21K485616；机组制造年份，如2021年；生产厂家：康明斯发电机技术（中国）有限公司。
其发电机铭牌标识图如图5、图6所示。
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图5 斯坦福发电机铭牌标识牌（HCI634H1） |
图6 斯坦福发电机铭牌标识牌（S6L1D-H41） |
除了上述几个方面，柴油发电机入场检查还需要进行其他检查。例如，需要检查柴油发电机的电气系统是否正常，需要检查柴油发电机的排放是否符合要求，需要检查柴油发电机的传动系统是否正常等。只有在所有方面都检查完毕，并确保柴油发电机能够正常工作时，才能将其投入使用。
三、交付后设备的检测项目
1、绝缘电阻的测量
对发电机绝缘电阻的测量可以判断所有带电部分对机壳的绝缘状态。发电机在冷态下，不带任何外部引线来进行测量检查。
对于定子绕组，由于三相绕组的中性点连在一起不能分开，因此，它们对机壳的绝缘电阻只需测一次。转子绕组、励磁机定子绕组、加热器及传感器等对机壳的绝缘电阻，一般采用兆欧表，接线方式如图7所示。测量时将兆欧表一端接机壳，另一端接绕组，摇动兆欧表手柄，由慢到快稳定转动手柄到120r/min左右，待指针稳定后读取的数据，即为该绕组的绝缘电阻。要求冷态时（约25℃）发电机绕组及温度传感器对机壳的绝缘电阻应不低于30MΩ。
2、绕组电阻的测量
（1）发电机绕组的电阻不仅与发电机的损耗有关，而且对发电机的励磁电压、短路电流等特性参数有影响。绕组直流电阻的大小与导线规格及绕组型式有关。
（2）测量导线直流电阻的方法很多，通常采用电桥测量法，既准确又较简便。
（3）对于康明斯生产的斯坦福系列无刷三相交流同步发电机，其定子三相绕组及转子绕组电阻都在几欧姆以下，采用双臂电桥测较合适。发电机的励磁机的定子绕组在10Ω左右，采用单臂电桥测量。
3、发电机发热试验
检查自励交流发电机是靠剩磁起励建立电压的，对于无刷励磁发电机的剩磁电压较高，当励磁回路短路时，仍有一定的输出电压。刚装配好的新发电机没有剩磁，所以开机前应对励磁机的定子绕组通直流电进行充磁。长期搁置的发电机重新使用前也需事先充磁后才能自励发电。
发电机发热试验检查，其方法是机组开机后，保持输出电压、功率不变，电流恒定，机组隐定运行，每半小时记录环境温度和轴承温度，并测试电枢电流、电枢电压、励磁机励磁电流、励磁电压、频率及各点温度。试验检查进行1小时，若励磁电压、温度等不超出规定值，即认为合格。
4、励磁装置的调整
调整时先将励磁装置中的电压调节器（AVR)断开，然后启动机组，交流发电机在额定转速下空载运行，此时发电机自励发出电压。在空载下调整柴油机转速，使发电机的频率f为额定频率fN的1.05倍（即52.5Hz)，称为空载频率。其特性如图8所示。
调整空载电压时，在可能的范围内，采用改变电抗器气隙的办法来实现。改变电抗器气隙的大小，即可得到不同的空载电压。气隙增大，其空载电压也增大。但应注意的是每次改变气隙后，电抗器的磁轭必须重新固紧。由于LeorySomer系列无刷三相交流同步发电机的励磁装置是采用带有可控硅分流的调节器，因此，初此调整时，其空载电压只要在110％～115％额定电压范围内就可以了。如果调节电抗器气隙不能使空载电压达到上述范围，可调整T6变压器上电抗器绕组接头的位置，选择较多的圈数时空载电压上升，反之下降。
当节励磁装置使空载电压达到上述范围之后，机组在额定转速下，发电机加上额定负载，其电压有所下降。为了使发电机并联运行时，在欠励范围内不出现功率倒灌，并保持AVR起作用情况下，发电机从空载到负载，其电压不允许升高。
调试时空载电压控制在（108%～114%）UN的范围内，额定负载电压应在（106%～110%)UN范围内。
5、调差装置的调整
调差装置是使发电机在互相并联运行时，能保持所需要的无功功率的分配并能稳定地运行。在单机运行时，发电机电压相应地随与被调节的无功电流有关的调差率而下降。
调差装置调整前，先在空载频率下调整定电位器，使空载电压到额定值，然后加上额定负载，在额定转速下保持额定电流IN，额定功率因数不变，旋动同轴电位器，发电机输出电压下降至额定电压UN的3%～6%。调整时，调差电阻的阻值增大，发电机电压则降低，反之则升高，调好后将同轴电位器固定。
最后调节AVR内的USO11电位器，在额定负载下使电压回升到额定电压的98.2%、将电位器固定，并检查空载电压，应为额定电压的101.8%。
7、防冷凝加热器的检查
康明斯自动化柴油发电机组，为了防止潮气冷凝，在发电机内部装有防冷凝加热器，将发电机内的空气加热到比环境温度略高一些，这样即可将机内潮气驱出机外，以保证机内绕组及其他电器元件处于干燥状态。
防冷凝加热器由两根加热管串联，加热管嵌装在定子机座内的肋条的一个槽内，加热电源电压为220v。加热器的电源连接线必须与发电机的主断路器相互联锁。即发电机运行时，加热器断开，而发电机停机时，加热器接通电源，由市电供电，加热器加热驱赶机内潮气，因此，维修发电机内部零件时，必须切断加热器电源，以防出现意外。
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图7 电阻测量工具示意图 |
图8 励磁系统特性示意图 |
总结：
综上所述，柴油发电机检查项目包括外观、电气、燃油、润滑和冷却系统等方面。通过检查可以及时发现和处理潜在问题，确保发电机的稳定运行和延长使用寿命。柴油发电机入场检查是保障其正常运行的重要环节。本文详细介绍了柴油发电机入场检查的内容，希望能对读者有所帮助。当然，除了入场检查，还需要定期进行维护和保养，以确保柴油发电机始终处于最佳状态。
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