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高原條件下柴油機(jī)發(fā)電機(jī)組排除故障及維修保養(yǎng)的方法
摘要分析增壓工頻柴油發(fā)電機(jī)組在地處高寒、缺氧地區(qū)難啟動(dòng)，故障率高，可靠性不易保證的原因，簡(jiǎn)要介紹高原條件下柴油機(jī)發(fā)電機(jī)組排除故障及維修保養(yǎng)的方法。
增壓工頻發(fā)電機(jī)組構(gòu)成
（1 )傳動(dòng)系統(tǒng)機(jī)組以柴油機(jī)為動(dòng)力，通過(guò)彈性圈、柱銷、聯(lián)軸器驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)，由控制屏控制、監(jiān)視、調(diào)整發(fā)電機(jī)的輸出電壓，并向外供電。
（2）電氣系統(tǒng)機(jī)組電氣系統(tǒng)視所配發(fā)電機(jī)的電氣原理（或發(fā)電機(jī)組型號(hào)）而定。
主電路作為機(jī)組電能輸送電路，由發(fā)電機(jī)定子輸出端（U、V、W、N）引出于接線板上。
測(cè)量電路由工頻電流表、工頻電壓表、頻率表、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)等組成，用于量測(cè)電路中的電流、電壓和頻率值，轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的手柄轉(zhuǎn)至不同位置，可以從電壓表上量得主電路中對(duì)應(yīng)相位上的線電壓值。
柴油機(jī)電路由蓄電池、起動(dòng)電動(dòng)機(jī)、充電發(fā)電機(jī)、繼電調(diào)節(jié)器、電鎖開(kāi)關(guān)、啟動(dòng)按鈕等部件經(jīng)導(dǎo)線連接組成，用做機(jī)組的啟動(dòng)和正常工作時(shí)自動(dòng)穩(wěn)壓、過(guò)載保護(hù)和對(duì)蓄電池充電。
發(fā)電機(jī)組工作條件
機(jī)組在下述高原條件下能輸出額定功率的47％，并能可靠工作：海拔4000、4800m；環(huán)境溫度為4℃；機(jī)組應(yīng)可靠接地，接地線應(yīng)和發(fā)電機(jī)接地螺釘連接牢固。檢查各電氣連接部位接觸是否良好，并排除發(fā)柴油機(jī)應(yīng)采取低溫啟動(dòng)措施，發(fā)電機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)min左右，待機(jī)油油溫高于45℃、水溫升至55℃時(shí)，發(fā)電機(jī)才能正常工作
冷機(jī)啟動(dòng)前的準(zhǔn)備和檢查機(jī)組如果幾小時(shí)或幾天沒(méi)有啟動(dòng)，必須檢查蓄電池是否還有足夠的電能。檢查散熱器是否有足夠的防凍液。如果加水，以加熱水為好，防止沖結(jié)。
機(jī)組內(nèi)外各部件上的灰塵和污垢，重點(diǎn)是控制屏內(nèi)儀表板及發(fā)電機(jī)炭刷、集電環(huán)等，灰塵時(shí)嚴(yán)禁用帶油物擦拭。盡量以填代挖，以減少對(duì)原地面熱擾動(dòng)。禁止損毀施工處所的植被。鉆機(jī)底座下發(fā)動(dòng)機(jī)散熱部分鋪設(shè)聚苯烯泡沫塑料隔熱板，以減少對(duì)地基土的熱侵人護(hù)筒埋人多年凍土一定深度，成樁后不拆除護(hù)筒，保護(hù)樁基的穩(wěn)定性在鉆孔樁附近設(shè)移動(dòng)式鋼制泥漿沉淀池避免泥漿外流，廢漿運(yùn)至設(shè)計(jì)或地力環(huán)保部門指定的地點(diǎn)妥善處理混凝土拌和站應(yīng)設(shè)置在距線路200以遠(yuǎn)的亻氐含冰量地帶，避免冬季原材料加溫造成熱效應(yīng)破壞多年凍土環(huán)境，混凝土摻入低溫早強(qiáng)耐久混凝上外加劑，降低冰點(diǎn)，減小熱機(jī)組維護(hù)
檢查機(jī)組各連接緊固件是否可靠，有無(wú)松動(dòng)或缺件。檢查控制屏內(nèi)各電氣元件連接線是否牢固，排除松動(dòng)或脫焊現(xiàn)像。用5開(kāi)V兆歐表（額定電壓低于1傭v者用250 v兆歐表）檢查機(jī)組各獨(dú)立電氣回路對(duì)地電阻及回路間的絕緣電阻，測(cè)量時(shí)，各開(kāi)關(guān)處于接通位置，半導(dǎo)體器件、電容器等均應(yīng)拆除或短接。測(cè)得電阻應(yīng)不小于2 (C),如發(fā)電機(jī)受潮在運(yùn)行前必須進(jìn)行干燥處理檢查柴油機(jī)油底殼內(nèi)機(jī)油的存量及機(jī)油是否變質(zhì)，油量不足時(shí)應(yīng)添加至規(guī)定油面位置，變質(zhì)或污濁的應(yīng)更換。
現(xiàn)的故障和不正常現(xiàn)象，接觸不良、短路或斷路等各種事故發(fā)生。
排除機(jī)組故障殼體帶電原因是接觸不良、絕緣電阻過(guò)低，相線與機(jī)殼相碰排除方法：0用5開(kāi)V兆歐表測(cè)量絕緣電阻，電阻值低于1MO時(shí)應(yīng)檢查機(jī)組內(nèi)線路絕緣有無(wú)損壞使接地線、接零線接觸良好檢查線路，接好斷線處或更換導(dǎo)線。
空負(fù)荷時(shí)，電壓表無(wú)讀數(shù)或達(dá)不到額定值用萬(wàn)用表測(cè)量發(fā)電機(jī)輸出端，判斷是否有額定電壓，如有，說(shuō)明電表?yè)p壞或接線有斷處。勵(lì)磁電路故障檢查并測(cè)量勵(lì)磁元件及線路熔斷器芯燒斷接線處接觸不良或斷路。電刷磨損過(guò)大壓力不夠造成發(fā)電機(jī)電刷接觸。測(cè)量發(fā)電機(jī)內(nèi)硅整流管是否正常元件、接點(diǎn)、觸點(diǎn)過(guò)熱接點(diǎn)、接頭松脫，接觸不良觸點(diǎn)或接點(diǎn)燒傷氧化。絕緣電阻過(guò)低導(dǎo)線或元件損壞后碰地，絕緣層電阻為發(fā)電機(jī)線圈受潮，應(yīng)烘干線圈配電線路受潮電瓶不能止常充電調(diào)節(jié)器損壞，更換調(diào)節(jié)器充電。
實(shí)踐表明，在首藏高原維修發(fā)電機(jī)查找故障難度大，故障點(diǎn)多，啟動(dòng)機(jī)械困難，主要是因?yàn)楦吆⑷毖跏褂弥袘?yīng)加強(qiáng)保養(yǎng)下作，并經(jīng)常檢修。暫時(shí)不用的機(jī)組，或需要停機(jī)3個(gè)月以內(nèi)的可不進(jìn)行油封但在風(fēng)沙、大雪低溫（平均氣溫在一30℃）條件下，必須放下凈冷卻水或防凍液、機(jī)油，徹底整理和清潔機(jī)組之，在電刷面用厚牛皮紙襯墊，用塑料布將柴油機(jī)的進(jìn)氣口、排氣口和發(fā)電機(jī)端蓋上的通風(fēng)孔包扎好，將機(jī)組底盤墊高、墊穩(wěn)；將蓄電池取下，單獨(dú)存放及時(shí)充電在機(jī)組上用帳篷蓋嚴(yán) 存放在庫(kù)房，注意防潮所用油品應(yīng)在相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)十提，為確保止常供電，建議增加備用機(jī)組數(shù)量。
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一起回望柴油發(fā)電機(jī)組的發(fā)展史
現(xiàn)代柴油機(jī)是在德國(guó)機(jī)械工程師狄塞爾發(fā)明的柴油機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，1892年，德國(guó)機(jī)械工程師狄塞爾取得了柴油發(fā)電機(jī)壓縮點(diǎn)火的 。他的做法是以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比來(lái)提高熱效率，利用壓縮氣體的高溫來(lái)點(diǎn)燃進(jìn)入汽缸的燃料，這樣做的好處是不但省去了點(diǎn)火裝置和汽化器，而且可以使用比柴油價(jià)格更低的柴油做燃料。
狄塞爾經(jīng)過(guò)了5年的實(shí)驗(yàn)，在1897年制成了 臺(tái)具有實(shí)用價(jià)值的壓縮點(diǎn)火柴油發(fā)電機(jī)，即壓燃式柴油機(jī)。與以前的柴油發(fā)電機(jī)相比，它延長(zhǎng)了汽缸內(nèi)氣體的壓縮過(guò)程，大大提高了壓縮終了時(shí)氣體的壓力和溫度，實(shí)現(xiàn)了不用點(diǎn)火系統(tǒng)而使柴油自動(dòng)點(diǎn)火燃燒的功能。狄塞爾發(fā)明的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)能將35％的燃料潛能轉(zhuǎn)變成動(dòng)力而當(dāng)時(shí)有效的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)也只能將28％的燃料潛能轉(zhuǎn)變成動(dòng)力，這是柴油發(fā)電機(jī)技術(shù)第二次革命性的突破。但是，當(dāng)時(shí)狄塞爾發(fā)明的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)存在著很多的缺點(diǎn)，比如重量重、噪聲大、冒黑煙，排出的大量廢氣會(huì)對(duì)環(huán)境影響很大，而且噴油泵還不完善，從而嚴(yán)重限制和影響了柴油機(jī)的衄。可以說(shuō)，狄塞爾先生生前只看到發(fā)動(dòng)機(jī)的成功的開(kāi)端，卻沒(méi)有看到柴油機(jī)技術(shù)的飛躍發(fā)展，沒(méi)有看到柴油機(jī)的廣泛應(yīng)用。
據(jù)資料記載，柴油機(jī)技術(shù)在1914年以前發(fā)展比緩慢，在 次世界期間，由于戰(zhàn)爭(zhēng)的需要柴油發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)始大量生產(chǎn)，用于軍事目的。柴油發(fā)動(dòng)機(jī)柴油發(fā)電的發(fā)展史真正得到廣泛應(yīng)用是在1950年左右。早期的柴油機(jī)都是四沖程的，1899年德國(guó)工程師雨果．古爾德納制造出了二沖程柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，他把當(dāng)時(shí)采用相同缸徑的四沖程柴油機(jī)的功率提高了60％~80％。二沖程柴油機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉，但其燃油和潤(rùn)滑油的消耗量較高、冷卻比較困難、耐用性較差，而且很難制造出功率較大的發(fā)動(dòng)機(jī)，所以至今實(shí)際使用的功率比較大的柴油機(jī)都是四沖程的。
世界上 臺(tái)發(fā)電機(jī)是1831年由英國(guó)的物理學(xué)家邁克爾·法拉第發(fā)明的。當(dāng)時(shí)法拉第在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)磁鐵在線圈中移動(dòng)時(shí)，線圈會(huì)產(chǎn)生電流，即今天我們大家所熟知的電磁感應(yīng)現(xiàn)象。法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象之后不久，便利用電磁感應(yīng)原理發(fā)明了世界上 臺(tái)發(fā)電機(jī)，即法拉第圓盤發(fā)電機(jī)。這臺(tái)發(fā)電機(jī)的構(gòu)造與現(xiàn)代的發(fā)電機(jī)不同，在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)的不是線圈，而是一個(gè)用紫銅做的圓盤。圓心處固定一個(gè)搖柄，圓盤的邊緣和圓心處各與一個(gè)黃銅電刷緊貼，用導(dǎo)線把電刷與電流表連接起來(lái)；紫銅圓盤放置在馬蹄形磁鐵的磁場(chǎng)中。當(dāng)法拉第轉(zhuǎn)動(dòng)搖柄使紫銅圓盤旋轉(zhuǎn)起來(lái)的時(shí)候，電流表的指針偏向一邊，這說(shuō)明電路中產(chǎn)生了持續(xù)的電流。這就是法拉第試制出的世界上 臺(tái)發(fā)電機(jī)。當(dāng)年法拉第曾在英國(guó)皇家學(xué)會(huì)上表演他的發(fā)電機(jī)。當(dāng)時(shí)，有一位貴夫人問(wèn)法拉第：“這玩藝兒有什么用呢？”法拉第非常有禮貌地回答道：“夫人，新生的嬰兒又有什么用處呢？”這一絕妙的回答受到大家的交口稱贊。
當(dāng)拉第發(fā)明的圓盤發(fā)電機(jī)雖然非常簡(jiǎn)單，它產(chǎn)生的電流甚至不能讓一只小燈泡發(fā)光，但是，這是世界上 臺(tái)發(fā)電機(jī)，是它首先向人類揭開(kāi)了機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的序幕。后來(lái)，人們?cè)诖嘶A(chǔ)上將馬蹄形 磁鐵改為能產(chǎn)生強(qiáng)大磁場(chǎng)的電磁鐵，用多股導(dǎo)線繞制的線框代替紫銅圓盤，對(duì)電刷也進(jìn)行了改進(jìn)，終于制成了功率的可供實(shí)用的發(fā)電機(jī)。目前，即使功率為IGW、10GW的特大型發(fā)電機(jī)，也是根據(jù)法拉第圓盤發(fā)電機(jī)的基本原理一電磁感應(yīng)原理制成的。
1866年，德國(guó)的電工學(xué)家、實(shí)業(yè)家恩斯脫．韋爾納·馮·西門子在法拉第圓盤發(fā)電機(jī)的基礎(chǔ)上研制出自激勵(lì)式發(fā)電機(jī)，1870年，比利時(shí)的Z·T·克拉姆又研制出了自激勵(lì)式直流發(fā)電機(jī)。在經(jīng)過(guò)不斷改進(jìn)之后，電機(jī)技術(shù)已經(jīng)走向成熟，1877年真正實(shí)用的發(fā)電機(jī)開(kāi)始進(jìn)入商業(yè)化生產(chǎn)階段。
100多年過(guò)去了，正是這簡(jiǎn)陋、不成熟、像初生嬰兒一樣的圓盤發(fā)電機(jī)人類帶入了電氣時(shí)代，為人類利用電能做出了重大貢獻(xiàn)。
21世紀(jì)是科學(xué)技術(shù)飛躍發(fā)展的時(shí)代，特別是電腦技術(shù)等高科技成果在柴發(fā)電機(jī)組上的應(yīng)用，使柴油發(fā)電機(jī)組有了更廣闊的發(fā)展前景。以柴油機(jī)為動(dòng)力用的柴油發(fā)電機(jī)組己經(jīng)是通信等企業(yè)必不可少的重要設(shè)備。
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