250KVA柴油发电机组电气控制设计解析

1、- 1 -1 引言1.1 研究意义及其工作原理柴油发电机组是一种小型发电设备，是指以柴油等为燃料，以柴油机 为原动机带动发电机发电的机械设备。整套机组一般由柴油机、发电机、 控制柜、燃油箱、蓄电瓶、保护装置、应急柜等部件组成。尽管柴油发电 机组的功率较低，但由于其体积小、灵活、轻便、配套齐全，便于操作和 维护，所以广泛应用于矿山、铁路、野外工地、道路交通维护、以及工厂、 企业、医院等部门，作为备用电源或临时电源。工作原理如下：在柴油发电机组汽缸内，经过空气滤清器过滤后的洁 净空气与喷油嘴喷射出的高压雾化柴油充分混合，在柴油发电机组活塞上 行的挤压下，体积缩小，温度迅速升高，达到柴油的燃点。柴油

2、被点燃， 混合气体剧烈燃烧，体积迅速膨胀，推动活塞下行，称为作功 。柴油发 电机组各汽缸按一定顺序依次作功，作用在活塞上的推力经过连杆变成了 推动曲轴转动的力量，从而带动曲轴旋转。这样柴油发电机就完成了一个 工作循环。随着一个又一个工作循环重复进行,柴油发电机组连续运转。柴油机的 控制核心是通过控制喷油泵来调节和稳定转速,一般分为机械调速和电子 调速。电子调速器采用双闭环控制,用转速传感器检测柴油机转速,把检测结果转换成比例的电信号,将之与给定的标准转速信号比较,得出偏差信号 再与柴油发电机组执行器的位置反馈信号相加,以合成后的信号作为执行 器动作的输入信号,通过控制柴油发电机组喷油泵齿杆位置

3、来调节供油量 从而达到调速稳速的目的。目前国外柴油机也引用了先进的发动机的“电 喷”控制技术,在带载特性、节约燃油和环保排放以及降低噪音等方面性能 卓越。发电机组的有功调节就是对柴油发电机转速的调节。柴油发电机组是由内燃机和同步发电机组合而成的，内燃机的最大功 率受零部件的机械负荷和热负荷的限制，称为额定功率，交流同步发电机 的额定功率是指在额定转速下，长期连续运转时，输出的额定功率，通常 把柴油机组输出额定功率与同步交流发电机输出的额定功率之间，称为匹配比。1.2 国内外发展状况1.2.1国外发展状况- 2 -一个世纪以来，发电机原理未曾改变，随着年代的推进，先进生产设备日 臻完善，因而各项

4、技术参数越来越先进。国外在世界范围内形成了几大集团：CUMINN康亮斯，康明斯公司在全球137个国度和地区具有680多个合作商，5000多个代理商遍及世界各地。在全世 界范畴内，康明斯具有40多家工厂，年产发动机四十少万台，雇员二万四千多 名，2003年的全球出售额达63亿美元，是美国财经五百强企业之一，也是 财产杂志评比的2003年度美国最敬佩的公司之一；DEER强鹿，世界有名 的美国强鹿John Deere）已经成为了全世界数一数二的出产工用机械、工业装备和林业装备的跨国公司。其最大功率为340KV；Perkins英国帕金斯，年产40万台发电机，在发电机组市场获得了令己瞩目标成绩；道依次，

5、为摘姆勒-克莱斯勒属上公司，是世界领先的柴油发动机造造商，柴油发动机功35kw-9000kw,普遍用于舰船、重型汽车和工程机械、铁道机车；韩国大宇，韩国DAEWOO宇重工株式会社成立于1937年，在柴油发电机、发掘机、车辆、主动机床、机器 己等范畴发明了公认的成绩。1.2.2国内发展状况国产发动机品牌：下柴、有动、建柴出产的135系列，4135、6135、12V135,功率范畴40-400kW上柴D114系列， 仿康明斯B系列， 功率75-120kW下内495系列， 功率20-24kW北昌凯马4105、6105系列柴油机，24-90kW沉庆-康明斯发动机公司，重庆-康明斯N、K系列柴油机，20

6、0-1000kW春风-康明斯B系列,75-90kW；南内、石柴、华南柴油机厂引进讲依茨威严热柴油机，20-120kW济柴190系列，400-1500kW潍柴、杭汽发引进俄罗斯柴油机,75-200kW。天津-帕金斯1000系列柴油机，36-120kW潍柴-道依茨柴油机，20-100kW。1.3 发电机组的发展方向柴油发电机组肩负着为国民经济以及人民生活用电提供发电成套设备的重 任,所以它在很长一段时间内还会占据着很重要的位置。而伴随着时代的进步社会的发展，原有的那种发电机组显然已经不适合社会的需要 污染。所以未来发电机组的发展方向应该是节能、环保、轻型化、小型化、美观大 方化。这样才能发挥出发电

7、机组的潜在优势。笨重、耗油、噪音、- 3 -2 发电机组设计前的准备2.1 做好发电机组设计应注意的问题2.1.1.熟悉国家标准“标准”就是技术立法。任何一台产品是否能够出厂，关键在于它是否符合 标准中的各项规定。只有在产品性能满足标准的前提下， 讨论其技术经济性能才 有意义。因此，要搞好产品设计，首先应当熟悉标准。柴油发电机组广泛用于电信、财政金融部门、医院、学校、商业等部 门、工矿企业等特殊用途的独立电源。企业在选购柴油发电机组要有自己的标准。选购的柴油发电机组性能和质量必须符合有关标准要求。选购通信用柴油发电机组，必须达到GB2820-1997中G3级或G4级规定的要求，同时和通信用柴油

8、发电机组的进网质量认证检测实施细则规定的24项性能指标要求，同时要通过我国行业主管部门所设立的通信电 源设备质量监督检验中心的严格检验。选购军事通信用柴油发电机组，必须达到有关GB2820-1997、GJB相关标准和部队有关部门制定的通信电源设备的质量检测标准的规定，并 要通过有关组织部门对设备质量的严格检验。2.1.2熟悉产品规格及技术用户的要求2.1表1铭牌机组型号：DP1CS额定功率：250KVA额定电压：380V相数：3额定频率：50Hz冷却方式：水冷额定电流：379.8A保护系统：四保护系统动力型号：6LTAA8.9-G2自动转换电源发电机型号：UCL274K了解用户的要求是非常必要

9、的前期工作，一个企业经济效益的高低在于产品 是否适销对路，是否生产成本较低、产品质量高且销售价格合理，尤其是在当今 社会主义市场经济条件下，国家强调不能单纯看产值，而应着重用效益来衡量一 个企业。不言而喻，一个企设计的产品的销售情况就成了企业的生命线。为此，在产品设计时除了考虑通用化、 系列化之外，还应很好考虑各种用户的不同要求，以尽量满足不同用户的需要。尤其应当着重开发在市场1竞争能- 4 -力强的产品。2.2 主要电气元器件与配件、结构款式的确定2.2.1主要电气元器件与配件1接线端子2个。2、 巨邦断路器DZ47-63 C16A个,C6A四个。3、电磁继电器AR92-1Z DC24V 3

10、个,ARM3F AC220V 1个,ARL2F 220V 1个。4、 报警器BJ-1 DC24V5、 开关电源S-100-24 INPUT:200-240AC 1.2A OUTPUT:+24V 4.5A。6、点火钥匙一个，钮子开关一个，照明灯一个，油量指示表一个，油量传 感器一个，一个二极管。7、ATS双电源自动转换开关一个SKT1-630A 400A。8 1.5平方毫米铜导线一卷，2.5平方毫米的铜导线一卷，70平方毫米的 铜导线一卷。9、 调速器S6700E10、电流互感器500/5A三个。2.2.2发电机组结构款式的确定静音式外壳外壳款式为龙马公司小沈款见图片2.2图1小沈款静音型- 5

11、 -2.2图2小沈款静音型2.3 动力与发电机，控制模块的品牌型号确定1、动力选择：作为开创柴油发动机先河的康明斯公司成立于1919年，总部设在美国印第安纳州哥伦布市。康明斯是全球领先的动力设备制造商，设计、制造和分销包括燃油系统、控制系统、进气处理、滤清系统、尾气处理系统和 电力系统在内的发动机及其相关技术，并提供相应的售后服务。康明斯总部设在美国印第安纳州哥伦布市，公司通过其遍布全球160多个国家和地区的550家分销机构和5000多个经销商网点向客户提供服务。- 6 -发动机事业部生产和经销功率范围宽广的柴油和天然气发动机以及相应的零部件产品，用于汽车、工业和发电设备等领域。康明斯发动机排

12、量1.4-91立升，功率范围覆盖31-3500马力，广泛应用于重型卡车、中型卡车、巴士客车、娱乐休闲房车、轻型商用汽车和皮卡车等公路车辆以及工程机械、矿山设备、农业机械、船舶和铁路等非公路设备。康明斯发动机不仅 以一流的可靠性、耐久性和燃油经济性享誉业内，而且在满足日益严格的 汽车排放（美国EPA2007/2010,欧洲四号和五号）、非公路用机动设备排放（Tier3以上）以及船机排放（国际海事组织IMO标准）的激烈竞争中一直居于业内领先地位。2、康明斯发动机的优势第一：前瞻的设计开发能力原明斯能针对不同的排放标准开发出相应的解决方案。第二：成熟的配套能力，康明斯的排放控制技术与发动机生命周期和

13、整车可达到完美匹配，从而使客户获得最佳的经济效益。第三：先进的尾气排放控制技术，包括冷却式废气再循环（COOLED EGR），选择性催化氧气（SCR）和颗粒物滤轻器（DPF）。第四：批量的采购能力，随着康明斯排放后处理市场规模的不断扩大，形成批量采购规模，从而为客户提供性价比高的产品。因此我们在这里选用康明斯的动力6LTAA8.9-G2。铭牌数据如下表：2.3表2康明斯铭牌C.I.D/L8.9CPL0891En gi ne Serial No.39576759FamilyLCust specEngine Model6LTAA8.9-G2Low idle RPM 850Gross KW 200

14、at 1500RPMFiri ng Order 1-5-3-6-2-4Shop order NO.S030171电机选择:世界一流品牌斯坦福同步交流发电机，英资无锡新时代公司生产，CCS中国船级社认可。符合GB755, BS5000, VDE0530, IEC34-1,CSA22.2,AS2359- 7 -标准。性能优秀的永磁发电机系统，在各种情况下提供恒定励磁；标准的2/3节距绕组，有效抑制过多的中线电流；绝缘等级：H,防护等级：IP23稳态电压调整率：w 1.0%电话干扰：THF &It; 2%, TIF &It;50随机附件：消声器、波纹管、排气弯管蓄电池及连线中国船级社

15、型式认可证书产品设计、材料、生产、试验均由英方人员直接管理控制。 体积小，重量轻， 技术先进，性能可靠是斯坦福发电机的重要特性。1、四极无刷自励式、IP22防护等级，H级绝缘，可耐温180C，为发电机在恶劣环境中运行提供保障。2、定子是2/3节距绕制，能有效抑制输出电压的波形畸变，及减少磁场发热。3、转子装配前经过动平衡，完善的阻尼器绕组帮助减少非恒定负荷下的电压偏差和 热量。4、励磁机转子的输出功率通过三相全波式整流器输给主机转子，该整流器由一流通涌抑制器保护，以免由诸如短路或者并联时相位失步而引起的冲击造 成损坏。5、自动电压调节器(AVR具有保护发动机的自动减荷特性，允许一 次性向发电机

16、施加全载，稳态电压调整率可实现优于土1%使用永磁发电机励磁(PMG系统，发电机具有较高电动机启动能力，并对由非线性波形畸变具有抗 扰性6、电话影响系数TIF 50,电话谐波系数THF C D弭d庄屯却比MJ-17 -现在介绍调速器接线的设计： 调速器作用就是用于机组的平稳调速。 调速器 接线端子上1、2接执行器A B线，其作用也就是用于控制油量大小。3、4端 口接速度传感器的C、D线，速度传感器用于监测速度信号。当检测的速度信号 过低或过高时，调速器自动控制进油阀的大小从而实现速度的调整。5、6端口接电源的正负极，1 63提供正极电荷，103提供负极电荷。7、11端口接7和11号线，用于怠速控

17、制， 由于本机组功率较大需要启动以及停机时需要怠速。 怠速 就是将机组至于一个低速的运行状态， 开机停机时有一个过度时间对机组进行保 护。接线端子作用就是将柴油机和电机上的线路连接到电器柜中。 图中已经对各 个线号进行描述，在这里就不多废笔墨了。接线端子如下：- 18 -图5接线端子171 1X13 S LT 171 SMEJ归IX 1騙丘A：E C D弭d庄屯却比MJ-19 -4 发电机组测试4.1 发电机组测试准备工作4.1.1柴油发电机启动前的准备及检查1、柴油发电机在未做好启动前的检查及启动准备工作以前不准启动，运行 方式选择开关应在“OFF位。2、 柴油发电机启动或投入运行方式选择开

18、关前，应检查蓄电池充电电源、 控制、信号系统电源、冷却水温控制、空气系统、燃油系统、润滑油系统投入正 常。3、 合上蓄电池充电电源，检查充电源红灯亮且蓄电池电压为(24V -30V) 左右，蓄电池组的容量应满足机组连续起动9次的用电量。4、检查室内燃油储油箱(应满足机组满载连续运行8小时的储油量)油位 正常， 打开柴油发电机进油门。输油方式采用手动方式。5、燃油系统启动前要排空气，否则将影响发动机不能正常启动。6、柴油发电机启动前的检查7、 有关柴油发电机组所有工作票均已终结，柴油机以无人工作及其他障碍 物。8、 查柴油发电机润滑油油位正常。9、 查柴油发电机冷却水水位正常。10、 查柴油发电

19、机预热正常。11、机组无漏油，漏水现象，机内清洁无杂物，排气口无杂物。12、仪表盘内外清洁，无杂物，电气回路正常且控制盘上无报警。13、查所有开关位置正确满足启动要求， 查柴油发电机就地仪表盘上 “紧急 停机”按钮位置正确，查柴油发电机出口开关在断开位置。14、柴油发电机在启动前应用1000V摇表测量绝缘，其值不低于0.5MQ。4.2 发电机组测试4.2.1机组测试流程1、柴油发电机设有运行方式选择开关，有三个位置，即“自动” 、“手动”、 “停止”。自动方式:自动方式为正常运行方式，运行方式选择开关在“自动”位置，则表示柴油发电机组投入自动启动状态。2、 柴油发电机启动后，巡检员应立即到现场

20、检查发电机，发电机各部有无-20 -异常声音、异常振动、水、油、螺栓和螺帽的松动、电路的断线、管路接头松动等情况，同时检查柴油发电机排烟颜色正常。 拉开柴油发电机出口开关，待柴 油发电机空转3-5分钟后，拉开柴油发电机启动开关。3、柴油发电机正常运行。4、柴油发电机可在额定工况下连续运行，运行中应监视、检查下列各运行 参数不超过（或低于）规定值：4.2表5参数参考值电压电流频率功 率因 素油压水温油温度燃油位电池充电压380V379.5A50Hz 0.80.5MPa 30正80%DC24V5%35 C常5、运行中的柴油发电机组，应无异常振动现象，柴油发电机的排烟无异常 颜色。6正常运行时，柴油

21、发电机运行方式选择开关投“自动”位置。7、柴油发电机启动10秒后达到额定转速、额定电压，若10秒内保安母线 电压恢复正常，则柴油发电机出口开关不合闸； 若保安母线仍为低电压，则自动 合上柴油发电机出口开关，向保安母线供电。8、柴油机组严禁长时间怠速运行。如果不带负荷，应停机备用。9、机组运行中排气管内排气温度较高。因此严禁人员接近排气管，以防灼 伤，并保证排气管周围无污油或其它易燃物，以防发生火灾。10、机组停运后，冷却液温度很高，此时严禁打开散热器盖子，并禁止向未 冷却的冷却系统内加注冷却液，否则会造成柴油机的严重损坏。11、机组出现故障后，严禁在排除故障和复位前再次启动。4.2.2柴油发电

22、机组在运行中发生的故障及处理-21 -4.2表6故障处理表故障现象可能米取的措施控制器加电无反应检查启动电池检查控制器接线检查直流保险发电机组停机发电机组停机检查水温/缸温是不是过咼检查交流发电机电压检查直流保险控制器紧急停机检查急停按钮是不是正确检查起动电池正极是否正确连接到 紧急停机输入检查线路是否有开路起动成功后油压低报警检查机油压力传感器及其连线起动成功后水温高报警检查水温传感器及其连线运转中停机报警根据LCD显示信息检查相关的开关 及其连线检查可编程输入口起动不成功检查燃油回路及其连线检查起动电池检查转速传感器及其连接线查阅发动机手册起动没反应检查起动机连线检查起动电池机组运转但AT

23、S不切换检杳ATS检查控制器与ATS之间的连接线一常见故障1 ）不发电：1、失去剩磁，进行充磁2、磁场线路短路，修理- 22 -3、柴油机转速太低，调整转速,保持额定值。4、硅整流二极管损坏，检查更换整流二极管。5、接线头松动或控制屏接触不良，将线头拧紧。6、保险丝熔断，更换。7、三次谐波绕组开路,短路，修理。8、磁场变阻器回路,开路，修理。2）电压不正常：1、柴油机转速过高或过低，调整为定值。2、.硅整流二极管损坏，更换。3、电刷接触不良， 清洁集电环表面,有00号沙布磨电刷表面,加强电刷弹簧 压力。4、电压表不准，检查电表或更换。5、外线路短路，排除。6、熔断丝熔断，更换。3）发电机过热：

24、1、过栽三相电流不平衡，随时注意电流读数,即时调整三相负栽。2、.磁场线圈短路，检查或更换。3、柴油机转速过低，提高转速至额定值。4、通风道阻塞或风扇损坏，吹净内部,疏通风道,检修风扇。4）电压超差：1、输送线路过远（电压偏低），调整手动变阻器。2、输送线路过近（电压偏高），调整手动变阻器。5）起动困难或不能起动：1、起动马达损坏，更换或修理起动马达。2、蓄电池蓄电不足，对蓄电池充电,并充足。3、缺燃油或燃油不足，添加燃油,打开开关。4、燃油质量不合要求或燃油内有水，更换规定牌号燃油,排除积水。5、.供油泵提前角不对，按规定调整供油提前角。6、空气滤清器污堵，清洗干净。7、柴油机油温过低，加热

25、水和对机油加温。8、长时间怠速运转，清除积碳,清洗喷油器。6)突然停车：- 23 -1、燃油箱内无油，添加燃油。2、燃油中混有水分，查明原因,更换燃油。3、喷油泵弹簧断裂，更换弹簧。4、调速器弹簧断裂，更换调速弹簧。5、活塞咬缸，更换活塞及有关零件。6、连杆轴瓦,主轴瓦烧损，拆检并更换有关零件。二 各种警告A做小1.警告当控制器检测到警告信号时，控制器仅仅警告并不停机，且LCD显示警告量报警类型。(1)速度信号丢失警告： 当控制器检测到发电机组的转速等于零且速度丢失延时设为0时，控制器发 出警告报警信号，同时LCD屏幕上显示速度信号丢失警告字样。(2)发电过流警告： 当控制器检测到发电机组的电

26、流大于设定的过流阈值且过流延时设为0时， 控制器发出警告报警信号，同时LCD屏幕上显示发电过流警告字样。(3)停机失败警告：当得电停机延时/等待发电机组停稳延时束后，若发电机组输出有电，则控 制器发出警告报警信号，同时LCD屏幕上显示停机失败警告字样。(4)燃油位低警告： 当控制器检测到发电机组的燃油液位值小于设定的阈值时， 控制器发出警告 报警信号，同时LCD屏幕上显示燃油液位低警告字样。(5)充电失败警告： 当控制器检测到发电机组的充电机电压值小于设定的阈值时， 控制器发出警 告报警信号，同时LCD屏幕上显示充电失败警告字样。(6)电池欠压警告： 当控制器检测到发电机组的电池电压值小于设定

27、的阈值时， 控制器发出警告 报警信号，同时LCD屏幕上显示电池欠压警告字样。(7)电池过压警告： 当控制器检测到发电机组的电池电压值大于设定的阈值时， 控制器发出警告 报警信号，同时LCD屏幕上显示电池过压警告字样。2.停机报警：当控制器检测到停机报警信号时， 控制器立即停机并断开发电合闸继电器信 号，使负载脱离，并显示报警类型。(1)紧急停机报警： 当控制器检测到紧急停机报警信号时，控制器发出停机报警信号，同时LCD屏幕上显示紧急停机报警字样。(2)高水缸温报警停机： 当控制器检测的水缸温数值大于设定的水缸温停机数值时，- 24 -控制器发出 停机报警信号，同时LCD屏幕上显示高水温报警停机

28、字样。(3)低油压报警停机： 当控制器检测的油压数值小于设定的油压警告数值时， 控制器发出警告报警 信号，同时LCD屏幕上显示低油压报警停机字样。(4)超速报警停机： 当控制器检测到发电机组的转速超过设定的超速停机阈值时， 控制器发出停 机报警信号，同时LCD屏幕上显示发电超速报警停机字样。(5)欠速报警停机： 当控制器检测到发电机组的转速小于设定的停机阈值时， 控制器发出停机报 警信号，同时LCD屏幕上显示发电欠速报警停机字样。(6)速度信号丢失报警停机：当控制器检测到发电机组的转速等于零， 控制器发出停机报警信号， 同时LCD屏幕上显示速度信号丢失报警停机字样。(7)发电过压报警停机： 当

29、控制器检测到发电机组的电压大于设定的过压停机阈值时， 控制器发出停 机报警信号，同时LCD屏幕上显示发电过压报警停机字样。(8)发电欠压报警停机：当控制器检测到发电机组的电压小于设定的欠压停机阈值时， 控制器发出停 机报警信号，同时LCD屏幕上显示发电欠压报警停机字样。(9)发电过流报警停机： 当控制器检测到发电机组的电流大于设定的过流停机阈值时， 控制器发出警 告报警信号，同时LCD屏幕上显示发电过流报警停机字样。(10)起动失败报警停机： 在设定的起动次数内， 如果发电机组没有起动成功， 控制器发出停机报警信 号，同时LCD屏幕上显示起动失败报警停机字样。(11)超频报警停机： 当控制器检

30、测到发电机组的频率超过设定的超速停机阈值时， 控制器发出停 机报警信号，同时LCD屏幕上显示发电超频报警停机字样。(12)欠频报警停机： 当控制器检测到发电机组的频率小于设定的停机阈值时， 控制器发出停机报 警信号，同时LCD屏幕上显示发电欠频报警停机字样。(13)不发电报警停机： 当控制器检测到发电机组的频率等于零，控制器发出停机报警信号，同时LCD屏幕上显示不发电报警停机字样。4.3 发电机组测试报告的打印及收尾工作测试完毕机组一切运行正常，打印测试报告，并备份与计算机内。然 后停机：一、正常停机：1)逐渐卸去负栽,断开负栽开关,将换相开关转至手动位置；2)空栽下转速降至600800转/分

31、，空车运行数分钟后再推动油泵手柄停 止供油，待停机后手柄复位；- 25 -3)当环境温度小于5 C时，应将水泵及柴油机的冷却水全部放尽；4)调速手柄放到转速最低位置，电压开关放到手动位置；5)短期停车可不关燃油开关，防止空气进入燃油系，长期停车应在停车后 关上燃油开关；6)长期停车必须放尽机油；、紧急停机：当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 喷油泵开关手柄转到切断油路的位置上，使柴油机立即停机； 机组压力表值下降到规定值以下：1）冷却水温度超过99 C；2）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

32、大读数时；5）发生火灾或漏电及其它自然危害时；最后收尾工作：1将机组中的机油；2冷却水水放掉；3起动电瓶连接线拿掉；4负载线拆掉；5油箱中的柴油放出；6打扫现场；7将机组擦干 净。- 26 -结论这次设计过程中， 刚开始时收集了很多资料， 才发现关于发电机组设计的资 料并不多，先对发电机组设计整体的步骤进行熟悉，找好方向后就开始动手了。我顺藤摸瓜地照着资料去一步步的进行设计， 我以为这个设计就这么简单， 按着 书上步骤算下去就可了。当我遇到如何选择合适的导线时时， 一开始对此束手无策， 通过师傅的指点， 我按照他的方法选择了合适的导线， 终于把选择导线的问题解决了。 设计的道路 是艰辛的， 在

33、后面的设计中并不是那容易。 在图纸方面遇到的困难就更多了， 比 如如何有条理的布置线路，怎么通过控制线路来实现机组的各种控制与保护等 等。在设计中， 遇到的困难是很多， 但是只要用心去研究， 通过很多方式都会解 决的。学述上的问题是来不得一点假水的， 只有一步一个脚印的走， 才会学到知 识，才会享受到设计过程失落感与成就感。这次设计，让我在走进社会前学会怎样去解决遇到的困难， 只要用自己努力 和身边的资源一定能够解决。 这次设我用了很多时间与经历， 但我没有一点后悔， 因为我的确学到了很多知识。- 27 -致谢本设计是在指导老师精心指导和大力支持下完成的， 指导老师以其严谨求实 的治学态度、高

34、度的敬业精神、 兢兢业业、 孜孜以求工作作风和大胆的创新精神 对我产生重要的影响。 他开阔的的视眼和敏锐的思维给了我深深的启迪。 同时在 这次的毕业设计过程中，让我学到了很多专业方面的知识。感谢我的工厂师傅给了极大的帮助， 他们帮我找资料， 帮助我完成那些我不 懂得的细节，无论在生活上还是工作上都给了我很多支持和鼓励。感谢在校期间每一位老师对我的教导和帮助， 感谢我们电气工程系任教老师 对我们这届实习生所做的毕业工作， 没有你们所有老师的帮助， 我们哪能这么轻 松完成这一阶段的实习。特别感谢我的指导老师战崇玉和李小娟老师在这次毕业 设计中对我的指导，帮助我解决了许多专业方面的问题。 没有他们的

35、支持和鼓励， 我的设计也是完成不了的！ 对此我们还要感谢我的同事对我实习期间的关怀和帮 助。本论文的完成离不开老师， 同事和朋友的关心和帮助， 让我顺利的完成了论 文的制作，虽然我的论文不是完美的， 但这里面凝聚了老师和同学对我的关心和 支持。在此，向所有帮助过我的老师和同学表达我最真挚的谢意。- 28 -参考文献1 柴油发电机组作者：袁春、张寿珍 出版社：人民邮电出版社 出版 日期:1999年5月。2 新型柴油发电机组作者：叶大贵 等编著 出版社：人民邮电出版社 出版日期：1999-7-1。3 新编柴油发电机组故障分析与处理技术手册作者：杨贵恒出版社： 人民邮电出版社 出版日期：2009年3

36、月。4 现代柴油发电机组的应用与管理 作 者：苏石川、元广杰、杨宗明 主 编 出版社：化学工业出版社 出版日期：2000年10月。- 29 -附录 A 发电机组使用说明一、机组的配置及参数 机组型号: DP1CS发 电 机:斯坦福UCL274K柴 油 机：康明斯6LTAA8.9-G2控 制 屏：众智6110额定功率：250KVA额定电压：380V额定电流：379.8A额定频率：50Hz功率因数：0.8额定转速：1500RPM相数接法：3相GF系列柴油发电机组系交流发电机组，该机组运行平稳，经久耐用，维护 方便，适合 工矿企业、宾馆医院、农村城镇、渔牧林业做动力照明、通讯广播 的移动或固定电源，

37、也可做为大厦、酒店的备用电源。GF系列机组在额定功率0100%5 COS 0 8时，三相对称负载下自动电压 调整率能满足一般使用要求，空载时能在额定电压的95105%围内调整。机组能直接起动3070%机组额定功率的鼠笼式三相异步电动机； 机组在三相不对 称负载下运行时，若每相电流不超过额定值，并且三相电流不超过20%，则机组允许长期工作。二、机组的使用环境 机组能在下列环境条件下，连续工作12小时、输出功率。1、环境温度：540 C。2、相对湿度：85% （25C）。3、海拔高度：1000米。4、工作时的纵向倾斜度：10度。5、没有导电尘埃和破坏金属绝缘的腐蚀气体与爆炸危险的场所。1、额定功率

38、（即机组容量）是在环境温度20 C，相对湿度60%大气压力 为760毫米汞柱高的条件下，连续进行12小时所允许的输出功率（其中包括超 负载10%运行1小时）。超出上述环境条件下工作时，发电机的输出功率须修整。2、机组在超过12小时以上连续运行时，按其输出功率90%折算（即持久功 率）。若超出上述环境条件，持久功率也按修正后功率的90%这算。3、柴油发电机组在超出上述1、2、3所规定的环境下使用是，输出功率也 可按柴油机使- 30 -用维护说明书规定进行修正。三、机组的存放与安装 柴油发电机组的存放、安装及使用地点的选择应符合下列条件：1、机房宽敞明亮、通风良好、湿度低、环境温度40C。2、夜间

39、工作应有良好的照明设备， 室外使用应加防护罩， 避免雨淋及暴晒。3、环境应清洁，周围不准放置产生酸性、碱性等腐蚀性气体的物品。4、柴油机排气管应畅通，尽量避免管道过长或突然转弯。当排气管接至室 外时，宜将外管向下倾斜少许，使管内凝结水分流出。5、机组如不采用固定在基础上，可在底盘下垫以橡胶板以减小震动。6 30KW以上的机组安装时应做到以下几点：1）地基均采用混凝土，但地基不得与建筑地基连在一起。建筑墙到机组距 离不小于是15米。2） 在安装时须用水平尺测量水平度，保证机组固定在水平位置的基础上。3） 为了人身安全，发电机和开关屏必须另接地线，地线面积不小于发电机 输出线截面积。地线可接在地下

40、水管或深埋地下的钢板上， 保证接地良好， 接地 电阻不得大于50欧姆。4） 开式冷却机组必须另装冷却水管路，保证供给充足的冷却水。5） 为了减少环境噪音，可外接消音装置。6） 安装后发电机轴对柴油机的主轴不同心度一般应小于01 5毫米，发电 机轴线对飞轮端面的跳动一般应小于得05/400。7） 蓄电池应按柴油机维护使用说明中的启动、充电电路图接好。四、机组的使用在使用机组前，必须认真阅读本 机组使用维护说明书 和柴油机、发电机、 控制屏等使用维护说明书。1、起动前的准备：1）清洗机组附着的灰尘、水迹和铁锈等异物，排除空滤器中油污灰垢。2）全面检查机组的整个装置，联接应紧固，操纵机构应灵活，曲轴

41、旋转应 无卡滞现象。3）检查冷却系统是否已加满冷却液，水泵是否灌满吸引水。管道有无泄漏 或阻塞（包括气阻）现象。4）检查燃油箱燃油存量，打开燃油开关，旋松高压油泵放气螺栓，排除燃 油管路中的空气，- 31 -拧紧放气螺栓。5）检查机油面是否在油标尺两刻度线之间，燃油泵和调速器有无足够的机 油。6）检查调速器杠杆和油泵齿条连接的可靠和灵活性，同时还要检查有无足 够的机油。7）检查所有的电气线路（包括充电、起动电路）是否联接正确，接触良好。8）检查柴油机供给、润滑、冷却等系统各管接头是否有漏水和漏油现象。9）控制屏内所有元器件应完整、清洁、无损伤、无松动。10）将硅整流器， 电容器等断接， 拆除地

42、线用500伏兆欧表测定一次线路及 转子绕组对地绝缘电阻应不低于3兆欧，否则应采取烘干措施。11）检查发电机至开关屏的接线应正确无误， 负栽通过双投开关接入控制屏， 应与电网隔离（空气断路，应处于短路位置；发电机U、V、W端与控制屏母排相 对应。12） 检查控制屏上各开关的位置是否正常， 主开关应分闸位置， 对带自动调 压的控制屏应放在手动位置。13） 仪表（频率表除外）指针应指零位。2、机组的启动2.1自动开机停机操作按键，该键旁指示灯亮起，表示发电机组处于自动开机模式。自动开机顺序：1）HGM6120当市电异常（过压、欠压、缺相）时，进入“市电异常延时”，LCD屏幕显示倒计时，市电异常延时结

43、束后，进入“开机延时”。2）HGM611：当远程开机输入有效时，进入“开机延时”。3）LCD屏幕显示“开机延时”倒计时。4）开机延时结束后，预热继电器输出（如果被配置），LCD屏幕显示“开 机预热延时XXs”。5）预热延时结束后，燃油继电器输出1s，然后起动继电器输出；如果在“起 动时间”内发电机组没有起动成功，燃油继电器和起动继电器停止输出，进入“起动间隔时间”，等待下一次起动。6） 在设定的起动次数内，如果发电机组没有起动成功，LCD显示窗第四行 反- 32 -黑，同时LCD显示窗第四行显示起动失败报警。7）在任意一次起动时，若起动成功，则进入“安全运行时间”，在此时间 内油压低、水温高、

44、欠速、充电失败以及辅助输入（已配置）报警量等均无效， 安全运行延时结束后则进入“开机怠速延时”（如果开机怠速延时被配置）。8）在开机怠速延时过程中，欠速、欠频、欠压报警均无效，开机怠速延时 过完，进入“高速暖机时间延时”（如果高速暖机延时被配置）。9）当高速暖机延时结束时，若发电正常则发电状态指示灯亮，如发电机电 压、频率达到带载要求，则发电合闸继电器输出，发电机组带载，发电供电指示 灯亮，发电机组进入正常运行状态； 如果发电机组电压或频率不正常， 则控制器 报警停机（LCD屏幕显示发电报警量）。自动停机顺序：1）HGM6 1 2：0发电机组正常运行中或市电恢复正常， 则进入“市电电压正常 延

45、时”，确认市电正常后，市电状态指示灯亮起，“停机延时”开始。2）HGM611：0当远程开机输入失效时，开始“停机延时”。3）停机延时结束后，开始“高速散热延时”，且发电合闸继电器断开，经 过“开关转换延时”后， 市电合闸继电器输出， 市电带载，发电供电指示灯熄灭， 市电供电指示灯点亮。4）当进入“停机怠速延时”（如果被配置）时，怠速继电器加电输出。5）当进入“得电停机延时”时，得电停机继电器加电输出,燃油继电器输 出断开。6）当进入“发电机组停稳时间”时，自动判断是否停稳。7）当机组停稳后， 进入发电待机状态； 若机组不能停机则控制器报警 （LCD屏幕显示停机失败警告）。2.2手动开机停机操作

46、1）HGM6120:按键， 控制器进入“手动模式”， 手动模式指示灯亮。 按键 控制器进入“手动试机模式”， 手动试机模式指示灯亮。 在这两种模式下， 按键 则起动发电机组， 自动判断起动成功， 自动升速至高速运行。 柴油发电机组运行 过程中出现水温高、 油压低、超速、电压异常等情况时， 能够有效快速保护停机。（过程见自动开机操作步骤49）。在“手动模式”下，发电机组带载是以市电 是否正常来判断，市电正常，负载开关不转换，市电异常，负载开关转换到发电 侧。在“手动试机模式”下，发电机组高速运行正常后，不管市电是否正常，负 载开关都转换到发电侧。2）HGM6110:按键，控制器进入“手动模式”，

47、手动模式指示灯亮，然后 按键,则起动- 33 -发电机组， 自动判断起动成功， 自动升速至高速运行。 柴油发电机 组运行过程中出现水温高、油压低、超速、电压异常等情况时，能够有效快速保 护停机（过程见自动开机操作步骤49）。发电机组高速运行正常后,若远端开 机信号有效则控制器发出发电合闸信号， 远端开机信号无效则控制器不出发电合 闸信号。3） 手动停机:按键，可以使正在运行的发电机组停机。 （过程见自动停机 过程37）注：1）各类柴油机起动应按其柴油机使用维护说明书要求进行;2） 在调压时如机组存放过久，发电机失磁，电压建立不起来，此时可用蓄 电池充磁，充磁时磁场绕组L1（+）接蓄电池正极L2

48、（-）接蓄电池负极，切不可接 错；3） 若按下按钮10秒，不能点火起动，应等一分钟左右再作第二次起动，若 连续三次失败，应查明故障原因再行起动；3、机组的运行1） 新机组的试转新机组安装妥善后分别加上0、25%、50%75%、100%、110%的负载进行测试， 状况良好说明机组一切正常。2） 机组运行1）空栽运行稳定后，逐渐增加负荷，切忌突加负栽；2）应经常注意机油压力、温度、出水温度及开关屏上各仪表指示值应在各类柴油机，发电机使用说明书规定范围内；3）定期检查燃油、机油、冷却水量是否充足；4）新机组必须在90额定功率以下的负栽运行4小时后，方可按额定功率、 额定转速工作；5）机组使用环境如超

49、出标定的许用条件时，输出功率应按规定修正；6）运转中应注意下列事项： 随时注意水温、油温、油压的变化，若不正常应停机检查，定期检查燃油、 机油、冷却水的储存量和冷却水的清洁程度，同时检查柴油机有无漏油、漏水、 漏气及其它异常现象，观察柴油机的排气烟色有无异常（正常烟色略带青灰色， 若为深蓝色，浓黑色应停机检查），严禁水油、金属或其它异物进入电机，电机 三相电压均应保持平衡；7）运行中须有详细记录，计包括环境状态参数、油机运行参数、开机时间、 停机时间停机原因、故障原因、排除方法、更换零件的名称及数量等；五、机组的保养与维护- 34 -GF系列柴油发电机组均由不同型号的柴油机、发电机控制屏等主要

50、机件组 成。各主要机件都有各自的保养要求， 为了使机组得到妥善保养， 各机件均应按 各自使用维护说明书定期维护保养。 机组在经常工作或短期停放期间每周应作一次保养，其维护项目如下：1） 将机组各部件清理干净，擦去各部件部分积尘、油垢；2） 检查电气元件和导线的连接情况，排除接触不良或可能发生短路的弊端3） 检查机组，各机械连接部件是否牢固可靠，润滑是否良好； 发电机的一般维护如下：1） 电机切忌受潮，存放时必须放在干燥地方；2） 无论在存放或是运转时，必须避免水滴，金属等杂物进入；3） 发电机运转时，应注意冷却情况，电压及电流均不应超过额定值；4） 运转时集电环上不应看到大于1.5毫米火花，集

51、电环温度不超过80C；5） 如有不正常响声，应立即停车检查并排除；6） 勿使电机置于水蒸气，多灰尘的场合下使用；7）轴承工作3000小时后，需要补充油脂，3号复合钙基脂，油脂量应占储 油室的一半，油脂应清洁，轴承温度不应超过95C；8）检查励磁装置各元件是否断头及松动；- 35 -附录 B 控制模块 6110 使用说明一、 概述HGM6110/612 0电站自动化控制器集成了数字化、智能化、网络化技术， 用于单台柴油发电机组自动化及监控系统，实现发电机组的自动开机停机、 数据测量、报警保护及 “三遥”功能。控制器采用大屏幕液晶（LCD）显示，中 英文可选界面操作，操作简单，运行可靠。HGM61

52、10/612 0电站自动化控制器采用微处理器技术，实现了多种参数的 精密测量、定值调节以及定时、阈值整定等功能，所有参数既可从控制器前面 板调整，或使用PC机通过编程接口调整，又可使用PC机通过RS485接口调 整及监测。其结构紧凑、接线简单，可靠性高，可广泛应用于各类型发电机组 自动化系统。二、 性能和特点HGM6100系列有两种型号：H G M6 1 1：0用于单机自动化，通过远端开机信号控制发电机组自启停；HGM612：在HGM6110基础上增加了市电电量监测和市电/发电自动切 换控制功能（AMF），特别适用于一市一机构成的单机自动化系统。其主要特点如下：1、液晶显示LCD为1 28x6

53、4，带背光，两种语言（简体中文、英文）显示， 轻触按钮操作；2、具有RS485通讯接口，利用MODBU协议可以实现“三遥”功能；3、适合于三相四线、单相二线、二相三线（120/240V）电源50/60Hz系统4、集并显示市电/发电三相电压、 三相电流、 频率、 功率参数；市电 发电线电压Uab，Ubc，Uca线电压Uab，Ubc，Uca相电压Ua，Ub，UC相电压Ua，Ub，UC频率F1频率F2负载电流IA，IB,IC有功功率PWR无功功率PWR视在功率PS功率因数PF发电累计电能kWh5、市电具有过压、欠压、缺相功能，发电具有过压、欠压、过频、欠频、 过流功能；6、 精密采集发动机的各种参量

54、：- 36 -温度WTC / T同时显示机油压力OP kPa/Psi/Bar同时显示 燃油位FL单位：%转速SPD单位：RPM电池电压VB单位：V充电机电压VD单位：V计时器HC可累计999999小时HGM6110/6120发电机组控制器使用说明书 累计启动次数 最大可累计999999次7、 控制保护功能：实现柴油发电机组自动开机停机、合分闸（ATS切换）及完善的故障显示保护等功能；8、 具有得电停机、怠速控制、预热控制功能，且均为继电器输出。9、 参数设置功能：允许用户对其参数进行更改设定，同时记忆在内部FLASH存储器内，在系统掉电时也不会丢失，控制器所有参数均可以 在前面板进行设置，也可

55、通过编程口用PC机测试软件进行设置（使 用SG72适配器）；10、 多种温度、压力、油位传感器可直接使用，并可自定义参数；11、 多种起动成功条件（转速传感器、油压、发电）可选择；12、 供电电源范围宽（835）VDC能适应不同的起动电池电压环境；13、 、所有参数均采用数字化调整，摒弃了常规电位器的模拟调整方法，提 高了整机的可靠性和稳定性；14、 模块化结构设计，可插拔式接线端子，嵌入式安装方式，结构紧凑， 安装方便。规格- 37 -项目 内容工作电压DC8.0V至35.0V连续供电 整机功耗v 3W（待机方式：w 2W交流发电机电压输入：三相四线单相二线二相三线15V AC - 360

56、V AC (ph-N) 3 Phase 4wire15V AC - 360 V AC (ph-N)15V AC - 360 V AC （ph-N）交流发电机频率50/60Hz转速传感器电压Vpp 1.0至70V（峰峰值）转速传感器频率 最大20000Hz起动继电器输出7Amp DC28V直流供电输出燃油继电器输出7Amp DC28V直流供电输出外形尺寸200mm x 144mm x 50mm开孔尺寸184mm x 139mm电流互感器次级电流 额定5A工作条件 温度：（-2570） C湿度：（2090）%储藏条件 温度：（-30+80） C防护等级IP55：当控制器和控制屏之间加装防水橡胶圈时IP42:当控制器和控制屏之间没有加装防水橡胶圈时。绝缘强度 对象：在输入输出电源之间引用标准：IEC6881992试验方法：AC1.5kV/ 1mi n漏电流3mA重量: 0.55kg可编程继电器输出口1 7Amp DC28V直流供电输出可编程继电器输出口2 7Amp 250VAC无源输出可编