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新闻主题 |
测试柴油发电机组投运条件和实验及安全措施 |
摘要：柴油发电机组实际负载测试需要的检测包括出厂型式检验，竣工后的验收检测和投入运行检测。一般而言，柴油发电机组带载试验是为了工程竣工后输出额定功率及负载能力能否达到设计要求，否则按施工规范监理部门将对工程不予以验收。此外，在康明斯维护保养要求中，为保证柴油发电机组的可靠性，需要定期进行柴油机可靠性验证，以确保柴油发电机组各部件运行正常，确保供电系统后备电源的可靠性。特别是一些数据中心或半导体工厂，通常采用月度带载试验的方式验证其可靠性。
一、柴发带载试验的目的和安全措施
1、负载测试的目的
在柴油发电机组使用过程中，需要考虑柴油发电机的预期功能。当主电源出现故障时，柴油发电机需要能够立即启动，以防止功能和数据可能出现的灾难性损失。由于柴油发电机的性质可能不经常使用，因此必须保证发电机即使长时间闲置也能无故障启动。这是特别重要的，如果发电机可能需要进行重负载定期。根据经验，如果发电机未承受高于其额定功率负载30%，则应进行负载测试。
为了防止可能导致发电机功能缓慢或丧失的问题，负载测试是必要的。其中最常见的是积碳现象，这发生在柴油发电机是不经常运行或只有轻微负载，随着时间的推移，烟尘和未燃烧燃料的沉积物可以开始收集在排气系统，从而造成积碳现象。这可能会导致柴油发电机运行不当，甚至损坏发电机的内部工作。负载测试会烧掉这些燃料和烟尘沉积物，并降低积碳的风险。
为了最有效达到以上目的，柴油发电机组负载测试应该每年进行一次。定期负载测试，可以使柴油发电机使用寿命更长，并节省维护成本。
2、安全监督工作
每次发电机检测指定专人担任现场安全监督负责人，负责检测现场安全监督工作，包括：
（1） 吊卸安全：确定电缆及假性负载组吊卸位置；督促非吊卸工作人员不得进入吊装危险范围。
（2）电缆：放缆（收缆）指挥，防止缆架失稳伤人；电缆接线检查及绝缘测试；安装、拆御电缆前验电工作，防止触电事故发生。单机负载试验典型电缆连接案例如图1所示。
（3）假性负载组：试验前安全检查及绝缘测试，箱式假性负载机案例如图2所示。
（4）检查给水、排水措施是否满足试验要求。
（5）落实安全警戒区域，非检测人员不得进入。
（6）负荷试验过程安全监控。
（7）检测完毕，清点人数，确认人员无误才可离场。
（8）发现不安全状态或不安全行为，有权要求纠正。
3、注意事项
（1）假性负载组、试验电缆的绝缘电阻≧0.5MΩ才可使用。
（2）安装、拆御电缆前应做好验电工作，防止触电事故发生。
（3）密切观察柴油发电机的噪声是否正常及周围环境的情况，防止发电机排烟通道因温度过高、保温不良而危及防火安全。
（4）检测过程中如发生人员受伤、触电等事故，现场安全监督负责人应迅速采取措施防止事故扩大。
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柴油发电机组单机负载测试示例 |
箱式假性负载机示例 |
二、 测试前应具备的条件
1、机务安装全部结束
供油系统安装结束，发电机装入所需的润滑油、冷却液，消音、排气装置等均安装完毕。以上设备经静态检查验收符合启动条件。
2、电气安装结束
启动前柴油机房的照明、通风、通讯、土建设施应符合电气设备运行要求。启动用蓄电池充电结束，投入正常的浮充状态。按设计要求检查控制、测量、保护、信号及主回路，电缆校对应准确无误，接线端子紧固，机械部分检查良好，表计均应校验合格。对输出开关柜中的断路器过流整定为100%。假性负载箱接线正确可靠并校验合格。
3、防护措施安装完毕
有关的警告、标牌悬挂完毕，消防设备完善。
4、 调试工具和设备准备齐全
（1）数字万用表、数字交流钳型表、相序表、声压计、红外点温计、常用工具及配套专用工具，如表1所列。
（2）与设备同等功率的假性负载箱及试验导线若干。
表1 柴油发电机组负载测试工具清单
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序号
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工具、仪表名称
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型号
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1
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存储示波器
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DS－8608A
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2
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电力谐波分析仪
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Fluke43B
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3
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兆欧表
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Fluke1520
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4
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温湿度表
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VAISALA
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三、系统模拟试验
进行供电系统模拟试验时，首先，进行假负载测试前，必须确保柴油发电机组已经安装完毕，并且已经经过了各项检查和调整，以确保其正常运行，然后才可以进行假负载测试。
1、 柴油机控制保护功能检查
对以下列出各项功能进行模拟检查。可通过内设值的调整和外部探头的模拟来试验，如表2所列。此外，声光信号检查按试灯按钮，光字牌灯光全亮并闪光，。各个保护功能出现时应伴随声光告警。
表2 柴油发电机组保护功能检查项目与内容
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序号
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检查项目
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内容
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1
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三次自启动失败信号
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发电机三次启动失败报警的试验需要对机器的燃油供应、电气系统和机器本身进行全面的检查和测试，以确定故障原因并进行维修。
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2
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过、欠电压保护
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使用万用表进行电阻测量是检查过欠压保护器好坏的一种简单方法。首先，将过欠压保护器从电路中拆下来，然后将万用表设为电阻测量模式，并将测试引线分别连接到过欠压保护器的两个端口上。如果电阻的值非常大或者无穷大，则表明过欠压保护器已经失效。
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3
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短路保护
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校验发电机的保护装置。短路试验可以模拟发电机在短路故障下的运行情况，检验保护装置的动作准确性和可靠性。
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4
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过载保护
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发电机过载保护主要针对过载电流进行检测。因此对于发电机进行电流测量可以有效地判断发电机是否过载。具体测量方法是通过在发电机输出端安装合适的电流变压器或电流传感器,在发电机运行时测量电流,并将电流与发电机的容量进行比较,以确定是否存在过载情况。
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5
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欠频信号
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电子速度控制器是柴油发电机控制频率的关键元素。如果该元件出现故障，可能会导致频率不稳定，最终导致欠频报警。
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6
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高水温信号
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高水温现象原因包括水泵失去泵水作用；冷却系统中水量不足；风扇皮带打滑、断脱，或是风扇中的叶片被碰扭曲；气缸与活塞配合间隙过小；节温器失灵。供油时间过晚。
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7
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低油压信号
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低油压现象包括检查机油的质量和数量；观察机油压力传感器和机油压力表是否正常。如果还不能诊断，应做油压和泄漏的试验。
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8
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超速信号
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柴油机超速的根本原因是柴油机失去或改变了其调速特性。喷油泵和调速器的故障，如相关零件卡滞或松动，会使其燃油过量，失去正常的调速特性；但是，额外的柴油或机油进入燃烧室会改变柴油机的调速特性。
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9
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紧急停机信号
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当发电机组发生下列情况之一时，必须紧急停机。此时应先切断负栽，并立即将燃油箱开关手柄转到切断油路的位置上，使柴油机立即停机； 发电机组表值下降到规定值时，用采取紧急措施：
（1）冷却水温度超过99℃；
（2）发电机组发生急剧的敲击声，或者有零件损坏；
（3）气缸、活塞、调速器等运动部件卡死；
（4）发电机电压超过表上最大读数时；
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2、假性负载试验步骤
带载试验使用应急电源系统中的假性负载替代真实负载，验证柴油发电机在额定功率情况下的工作状况。以多台并联系统为例，接线图如图3所示。在试验中，将应急母线输出开关断开，在并机柜上依次发出启动指令以验证各柴油发电机组工作的可靠性、配电系统工作的可靠性及实际性能。典型并机后负载测试案例如图4所示。
（1）连接假性负载。
将假性负载设备连接到发电机组的输出端，确保连接正确，以免出现意外情况。一般情况下，假性负载设备是由多个电阻器组成的，这些电阻器能够模拟真实负载的电阻值，进而测试出发电机组的实际性能。
（2）启动发电机组。
在正常情况下，发电机组需要经过一段时间的预热才能开始加载。因此，在启动发电机组后，应等待一段时间（通常为10-15分钟），让发电机组达到正常的工作温度。
（3）逐步加载。
在发电机组达到正常工作温度后，可以开始逐步加载假性负载。加载过程应逐步进行，避免对发电机组造成过大的压力。一般情况下，可以按照10-20%的负载递增方式逐步加载，直到达到发电机组的最大负载能力。
（4）观察并记录数据。
在加载过程中，应密切观察发电机组的运行状态，如电压、频率、油压、水温等参数是否正常。同时，需要记录下每个负载点的电流、电压、频率等数据。这些数据将有助于分析发电机组的性能。
（5）卸载并停机。
在完成假性负载测试后，需要将负载卸载，并关闭发电机组。在卸载过程中，应避免对发电机组造成过大的冲击。可以逐步卸载负载，然后关闭发电机组。
通过以上步骤，我们可以完成柴油发电机组假性负载测试的全过程。这个测试能够让我们了解柴油发电机的性能状况以及其是否可以在各种复杂环境下稳定运行。同时通过维护假性负载测试数据以及测试过程中的各种记录，可以针对柴油发电机组的性能进行更深入的分析与优化，从而确保其在关键时刻能够稳定运行，保证生活和生产的稳定。
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图3 柴油发电机组并联系统接线图 |
图4 柴油发电机组并机后假负载测试示例 |
四、系统实际投运试验
1、柴油发电机空载试验
（1） 柴油发电机启动
确认各断路器在断开位置，确认无任何故障显示，按下按钮手动启动柴油发电机，起动信号送到起动器马达从而起动机组，启动成功后马达自动断电，柴油机运行，观察电压、频率、转速、油压、水温等机电参数是否正常，同时观察机组有无异常情况出现,包括烟色、声音、有无泄漏等。
（2） 使用停机按钮或紧急停机按钮停机，此时发电机应停机冷却。
（3） 柴油发电机在停机状态，市电失电，柴油发电机自启动、自投入试验。
（4） 确认柴油发电机在停机状态，柴油发电机无任何故障，油压、水位正常，电气无保护动作信号。柴油机方式选择开关在“自动”位置，除联络开关处于断开位置外所有开关需处于闭合状态。
（5） 断开市电供电开关，ATS市电端失电后延时发送“市电失电”信号，启动柴油发电机。当柴油发电机电压、频率达到额定值并稳定时，ATS转换至柴油发电机向负载供电。
（6） 恢复市电输出开关，ATS检测到市电正常时切换到市电端对负载供电，同时停止发送自启动信号，发电机组冷却延时后自动停机。
注：自动功能试验可由客户自行安排，可以在带载测试完成后再做测试
2、 柴油发电机组带载测试
为了整机进行磨合，首次机组带载应逐步加载运行，加载情况分别为25%、50%、75%和100%。具体见下表3所列的柴油发电机组运行调试验收单。在每个负载段均需详细记录机组各个参数。带载结束后机组应无异常现象。
表3 柴油发电机组检测报告范例
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设备名称
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通信用柴油发电机组
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编号
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型号规格
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容量
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品牌
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产地
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出厂编号
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1
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2
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使用单位
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检测类别
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检测地点
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检测日期
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检测项目
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带载能力、稳态指标、瞬态指标、保护性能、三遥性能、油机控制屏性能等
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检测依据
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信息产业部1999年8月《通信用柴油发电机组进网质量检验实施细则》
YD/T502-2000 《通信专用柴油发电机组技术要求》
YD/T1051-2000 《通信局（站）电源系统总技术要求》
浙电司维[2000]第22号 《浙江省通信用柴油发电机组运行性能检测细则（试行）》
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检测结果
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（检测数据与结果参见检测附表。）
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检测结论
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详见以下的柴油发电机组单机性能检测结果、检测说明及其它。
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（签章）
日期：
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备注
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例如需要额外注明的事物。
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总结：
在柴油发电机组带载试验中，假性负载测试是一种非常简便而又可靠的测试方法，它能够模拟实际负载条件下的运行状态，从而对发电机组进行全面、准确的性能检测。通过假性负载测试，可以检测出发电机组的实际功率、电流、电压等参数，从而判断出发电机组的性能及可靠性。 综上所述，柴油发电机负载试验可以确保您的设备工作效率，同时对您的柴油发电机执行一系列检查和评估，以确保其在最需要的时候发挥最佳功能。它确保容量和电池的自主性，并确保发电机的所有主要部件在负载条件下处于工作状态。
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