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关于柴油发电机组的探讨
一、发电机组主要参数
当前,性能优良的柴油发电机是一个功能完善、功率容量范围大、对环境和场地条件要求低、安装使用方便的小型发电设备。其使用相对广泛,输出容量从数KVA到数兆VA。柴油发电机组主体主要由发动机、发电机和控制系统三部分组成。其中与现代柴油发电机组配套的同步交流发电机由于性能及结构的特点，普遍采用自励恒压型,通常选用自激式同步交流发电机和PMG永磁式激励式同步交流发电机。发电机组包括以下几项主要性能参数。
电压调整率：在负载功率因数为0.8-1、负载空载至满载变化、从冷机到满机及转速下跌4.5%以内等情况下,电压调整率可以控制在±1%以内。
频率调整率：负载从0-范围内变化,频率稳定不变。
随机频率波动：负载处于0-功率之间任何值,随机频率波动率 值±0.25%。
电压波形：电路开路空载, 总波形畸变1.5%,只相平衡负载 总波形畸变5%。
金融业机房一般采用“市电——发电机——UPS”并机系统组成的供电系统。系统中,发电机的负载主要包括UPS、机房专用空调、应急照明、消防电梯等,这些负载启动或运行时都会对发电机产生振荡和干扰。尽管在组成“市电——发电机——UPS”供电系统时,发电机的负载量在其额定输出容量范围内，但在实际情况中，市电中断而发电机投人运行过程中却经常发生工作不稳定，产生多种使“发电机——UPS”系统不能正常工作的现象。
1、负载反馈的波动电压造成发电机输出电压稳定度较差，常出现发电机组输出电压振荡现象。UPS整流器允许的输人电压范围一般在±15%巧或更宽,发电机的输出电压不稳定对其影响较小。
2、UPS整流器的输人谐波造成多个过零点。
3、发电机的频率（转速）振荡一般情况下，频率振荡比电压、电流振荡范围小，但影响比较大，导致UPS处于频繁切换及非正常工作状态。频率振荡一般在±5%以内，由于负载有规律地忽大忽小，造成发电机组工作也忽强忽弱，加剧机组振动，加速机械磨损,甚至引起机件严重损坏。频率振荡明显的特征之一，即柴油机工作噪声有规律地忽大忽小，因此必须引起高度重视。
4、工作不正常空调压缩机启动和电梯升降的瞬间会导致发电机发生±Hz频率漂移,造成UPS频繁切换。当频率、电压振荡变化超出UPS输入工作范围时，UPS由蓄电池供电,而发电机在无UPS负载时恢复正常，随即UPS又自动投人，这样交错进行。频率漂移会对UPS正常运行产生两方面影响。一方面是不能旁路，另一方面是电池寿命缩短。
二、发电机运行不稳定原因分析
在“市电——发电机——UPS”供电系统中，UPS电路结构决定了其输人非线性的特性。典型的是传统双变换在线式UPS，由于其输人端AC/DC变换器是整流滤波电路，它的输入电流是脉动电流，不仅输入功率因数低（0.7一0.8），还包括大量的高次谐波电流（30%一40%）。低输人功率因数和谐波电流都会通过发电机定子线圈的感性内阻，由于发电机组定子线圈内阻大于电力变压器的短路阻抗，因此发电机更易受到非线性负载的影响,即在同样的负载电流波形失真度（THDI）情况下，其电压波形失真度（THDI）大于变压器。同时的谐波电流使发电机损耗明显增大（磁滞损耗正比于电流频率,涡流损耗比于电流频率的平方及导线的电流趋肤效应），并使得发电机的输出电压波形失真度明显增大，严重影响发电机的正常工作。
此外，负载的阶跃变化、UPS前端滤波器提供的容性电流都是造成发电机组不能正常工作的主要原因。
三、发电机组的使用与维护
为确保发电机组的运行,日常运行维护和快速的故障排除至关重要。根据发电机组的不同,维护和检修的内容、步骤、方法有所区别，一般应按照发电机组保养要求和本单位制定的维护计划进行。
(1)定期检查项目定期测量发电机电池组的电压及内阻情况,并进行记录定期检查空气过滤器、冷却液位、驱动皮带、排烟系统、燃油液位、机油液位、各种控制器及工作环境等情况。
(2)须按照发电机组保养要求及时更换机油、三滤、启动电池及冷却液。
(3)定期由供应商对发电机组进行检测,并出具报上口
(4)定期(至少一个季度一次)进行发电机组空载、带载测试。
针对柴油发电机组出现的故障，应该有步骤有目的地进行检查与分析，切不可盲目检查，胡乱拆卸。应根据故障的异常征兆、迹象、响声、出现时机、变化规律来寻找故障产生的部位，从原理与结构层面进行细致的分析推理，做出正确判断来寻找产生故障原因。查找故障时,应从简到繁、由表及里,按系统部位分段分步骤进行。
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起动柴油机时对起动的要求、使用和注意事项
1.起动柴油机时对起动的要求
①在起动柴油机之前，首先要对起动系统的电路和蓄电池的充电状况进行检查。起动时还要查看蓄电池连接线是否牢固。
②柴油机起动时，如果一次起动不能达到起动目的，则第二次起动与 次起动的时间间隔应不小于2min。
③每次起动时间不允许超过10s、柴油发电机组一旦起动，则手应迅速与起动按钮分开，防止柴油发电机组起动后，起动齿轮与飞轮发生故障。
④当柴油发电机组连续几次不能起动时，应在排除造成不能起动的故障后再进行起动·
2．充电发电机的使用和注意事项
①充电发电机必须与相应的充电发电机调节器和蓄电池配合使用，否则会损坏发电机和调节器。有的操作手在使用硅整流发电机时，与直流调节器配合使用，这样很容易造成不应发生的故障。
②接线必须正确可靠，正、负极切不可接错，否则将损坏硅整流发电机、直流发电机或充电发电机调节器.
③应定期检查充电发电机传动皮带，使柴油机运转时发电稳定，以保证正常给蓄电池充电。
④在充电发电机转动过程中，不允许用螺丝刀或其他金属物品将正接线柱与机壳或负极短接，以观察有否火花来判断充电发电机是否发电，因为这样极易损坏发电机内部二极管和其他部件。
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柴油机为什么冒黑烟
柴油机在高负荷时，排气就容易冒黑烟。黑烟的生成过程，目前还不完全清楚，一般认为当柴油机负荷高时，喷入燃烧室的燃料增多，燃烧室中的温度又较高，加上柴油机混合气形成不均匀的特点，这样就会造成燃烧室内局部地区空气不足的燃烧，燃料在高温缺氧的情况下分解，聚合形成炭烟（炭黑）。
炭烟不是纯粹的碳，而是一种聚合体，主要成分是碳（85%以上），但还含有少量的氧、氢和灰分，并且其成分随柴油机的负荷不同而有所改变。将黑烟通过过滤器把炭烟收集起来放在电子显微镜下观察，可以看到大的炭烟粒子直径在0.05μｍ左右。
柴油机中燃烧的高温裂解反应是不可避免的，特别是在空间混合燃烧的柴油机中，高温的气体包围着液态的油滴，造成了进行裂解反应有利的条件，燃烧过程的高速摄影证实，在上止点附近都会出现大量的黑烟，但在一般情况下，炭烟都能在随后的燃烧中找到空气而完全燃烧，使排气无黑烟。
但是如果气缸空气不足，混合过程进行缓慢，那么由于膨胀而使气缸温度下降，则碳不能燃烧而被聚合成炭烟。形成炭烟就使燃烧不完全，柴油机经济性下降，排温升高，排气冒黑烟，燃烧室表面积炭，并使负荷不能再行提高。
积炭还会引起活塞环或活塞卡住、气门咬死等故障。因此不允许柴油机在长时间超负荷的状态下工作。
