關于柴油發電機組的技術探討 　一、柴油發電機組主要參數 當前,性能優良的柴油發電機是一個功能完善、功率容量范圍大、對環境和場地條件要求低、安裝使用方便的小型發電設備。其使用相對廣泛,輸出容量從數KVA到數兆VA。柴油發電機組主體主要由發動機、發電機和控制系統三部分組成。其中與現代柴油發電機組配套的同步交流發電機由于性能及結構的特點，普遍采用自勵恒壓型,通常選用自激式同步交流發電機和PMG永磁式激勵式同步交流發電機。發電機組包括以下幾項主要性能參數。 電壓調整率：在負載功率因數為0.8-1、負載空載至滿載變化、從冷機到滿機及轉速下跌4.5%以內等情況下,電壓調整率可以控制在±1%以內。 頻率調整率：負載從0-范圍內變化,頻率穩定不變。 隨機頻率波動：負載處于0-功率之間任何值,隨機頻率波動率 值±0.25%。 電壓波形：電路開路空載, 總波形畸變1.5%,只相平衡負載 總波形畸變5%。 金融業機房一般采用“市電——發電機——UPS”并機系統組成的供電系統。系統中,發電機的負載主要包括UPS、機房專用空調、應急照明、消防電梯等,這些負載啟動或運行時都會對發電機產生振蕩和干擾。盡管在組成“市電——發電機——UPS”供電系統時,發電機的負載量在其額定輸出容量范圍內，但在實際情況中，市電中斷而發電機投人運行過程中卻經常發生工作不穩定，產生多種使“發電機——UPS”系統不能正常工作的現象。 1、負載反饋的波動電壓造成發電機輸出電壓穩定度較差，常出現發電機組輸出電壓振蕩現象。UPS整流器允許的輸人電壓范圍一般在±15%巧或更寬,發電機的輸出電壓不穩定對其影響較小。 2、UPS整流器的輸人諧波造成多個過零點。 3、發電機的頻率（轉速）振蕩一般情況下，頻率振蕩比電壓、電流振蕩范圍小，但影響比較大，導致UPS處于頻繁切換及非正常工作狀態。頻率振蕩一般在±5%以內，由于負載有規律地忽大忽小，造成發電機組工作也忽強忽弱，加劇機組振動，加速機械磨損,甚至引起機件嚴重損壞。頻率振蕩明顯的特征之一，即柴油機工作噪聲有規律地忽大忽小，因此必須引起高度重視。 4、工作不正常空調壓縮機啟動和電梯升降的瞬間會導致發電機發生±Hz頻率漂移,造成UPS頻繁切換。當頻率、電壓振蕩變化超出UPS輸入工作范圍時，UPS由蓄電池供電,而發電機在無UPS負載時恢復正常，隨即UPS又自動投人，這樣交錯進行。頻率漂移會對UPS正常運行產生兩方面影響。一方面是不能旁路，另一方面是電池壽命縮短。 二、發電機運行不穩定原因分析 在“市電——發電機——UPS”供電系統中，UPS電路結構決定了其輸人非線性的特性。典型的是傳統雙變換在線式UPS，由于其輸人端AC/DC變換器是整流濾波電路，它的輸入電流是脈動電流，不僅輸入功率因數低（0.7一0.8），還包括大量的高次諧波電流（30%一40%）。低輸人功率因數和諧波電流都會通過發電機定子線圈的感性內阻，由于發電機組定子線圈內阻大于電力變壓器的短路阻抗，因此發電機更易受到非線性負載的影響,即在同樣的負載電流波形失真度（THDI）情況下，其電壓波形失真度（THDI）大于變壓器。同時的諧波電流使發電機損耗明顯增大（磁滯損耗正比于電流頻率,渦流損耗比于電流頻率的平方及導線的電流趨膚效應），并使得發電機的輸出電壓波形失真度明顯增大，嚴重影響發電機的正常工作。 此外，負載的階躍變化、UPS前端濾波器提供的容性電流都是造成發電機組不能正常工作的主要原因。 三、發電機組的使用與維護 為確保發電機組的運行,日常運行維護和快速的故障排除至關重要。根據發電機組的不同,維護和檢修的內容、步驟、方法有所區別，一般應按照發電機組保養要求和本單位制定的維護計劃進行。 (1)定期檢查項目定期測量發電機電池組的電壓及內阻情況,并進行記錄定期檢查空氣過濾器、冷卻液位、驅動皮帶、排煙系統、燃油液位、機油液位、各種控制器及工作環境等情況。 (2)須按照發電機組保養要求及時更換機油、三濾、啟動電池及冷卻液。 (3)定期由供應商對發電機組進行檢測,并出具報上口 (4)定期(至少一個季度一次)進行發電機組空載、帶載測試。 針對柴油發電機組出現的故障，應該有步驟有目的地進行檢查與分析，切不可盲目檢查，胡亂拆卸。應根據故障的異常征兆、跡象、響聲、出現時機、變化規律來尋找故障產生的部位，從原理與結構層面進行細致的分析推理，做出正確判斷來尋找產生故障原因。查找故障時,應從簡到繁、由表及里,按系統部位分段分步驟進行。

一起回望柴油發電機組的發展史 現代柴油機是在德國機械工程師狄塞爾發明的柴油機的基礎上發展起來的，1892年，德國機械工程師狄塞爾取得了柴油發電機壓縮點火的 。他的做法是以提高發動機的壓縮比來提高熱效率，利用壓縮氣體的高溫來點燃進入汽缸的燃料，這樣做的好處是不但省去了點火裝置和汽化器，而且可以使用比柴油價格更低的柴油做燃料。 狄塞爾經過了5年的實驗，在1897年制成了 臺具有實用價值的壓縮點火柴油發電機，即壓燃式柴油機。與以前的柴油發電機相比，它延長了汽缸內氣體的壓縮過程，大大提高了壓縮終了時氣體的壓力和溫度，實現了不用點火系統而使柴油自動點火燃燒的功能。狄塞爾發明的柴油發動機能將35％的燃料潛能轉變成動力而當時有效的柴油發動機也只能將28％的燃料潛能轉變成動力，這是柴油發電機技術第二次革命性的突破。但是，當時狄塞爾發明的柴油發動機存在著很多的缺點，比如重量重、噪聲大、冒黑煙，排出的大量廢氣會對環境影響很大，而且噴油泵還不完善，從而嚴重限制和影響了柴油機的衄。可以說，狄塞爾先生生前只看到發動機的成功的開端，卻沒有看到柴油機技術的飛躍發展，沒有看到柴油機的廣泛應用。 據資料記載，柴油機技術在1914年以前發展比緩慢，在 次世界期間，由于戰爭的需要柴油發動機開始大量生產，用于軍事目的。柴油發動機柴油發電的發展史真正得到廣泛應用是在1950年左右。早期的柴油機都是四沖程的，1899年德國工程師雨果．古爾德納制造出了二沖程柴油發動機，他把當時采用相同缸徑的四沖程柴油機的功率提高了60％~80％。二沖程柴油機的結構簡單，造價低廉，但其燃油和潤滑油的消耗量較高、冷卻比較困難、耐用性較差，而且很難制造出功率較大的發動機，所以至今實際使用的功率比較大的柴油機都是四沖程的。 世界上 臺發電機是1831年由英國的物理學家邁克爾·法拉第發明的。當時法拉第在試驗中發現，當磁鐵在線圈中移動時，線圈會產生電流，即今天我們大家所熟知的電磁感應現象。法拉第發現了電磁感應現象之后不久，便利用電磁感應原理發明了世界上 臺發電機，即法拉第圓盤發電機。這臺發電機的構造與現代的發電機不同，在磁場中轉動的不是線圈，而是一個用紫銅做的圓盤。圓心處固定一個搖柄，圓盤的邊緣和圓心處各與一個黃銅電刷緊貼，用導線把電刷與電流表連接起來；紫銅圓盤放置在馬蹄形磁鐵的磁場中。當法拉第轉動搖柄使紫銅圓盤旋轉起來的時候，電流表的指針偏向一邊，這說明電路中產生了持續的電流。這就是法拉第試制出的世界上 臺發電機。當年法拉第曾在英國皇家學會上表演他的發電機。當時，有一位貴夫人問法拉第：“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。 當拉第發明的圓盤發電機雖然非常簡單，它產生的電流甚至不能讓一只小燈泡發光，但是，這是世界上 臺發電機，是它首先向人類揭開了機械能轉化為電能的序幕。后來，人們在此基礎上將馬蹄形 磁鐵改為能產生強大磁場的電磁鐵，用多股導線繞制的線框代替紫銅圓盤，對電刷也進行了改進，終于制成了功率的可供實用的發電機。目前，即使功率為IGW、10GW的特大型發電機，也是根據法拉第圓盤發電機的基本原理一電磁感應原理制成的。 1866年，德國的電工學家、實業家恩斯脫．韋爾納·馮·西門子在法拉第圓盤發電機的基礎上研制出自激勵式發電機，1870年，比利時的Z·T·克拉姆又研制出了自激勵式直流發電機。在經過不斷改進之后，電機技術已經走向成熟，1877年真正實用的發電機開始進入商業化生產階段。 100多年過去了，正是這簡陋、不成熟、像初生嬰兒一樣的圓盤發電機人類帶入了電氣時代，為人類利用電能做出了重大貢獻。 21世紀是科學技術飛躍發展的時代，特別是電腦技術等高科技成果在柴發電機組上的應用，使柴油發電機組有了更廣闊的發展前景。以柴油機為動力用的柴油發電機組己經是通信等企業必不可少的重要設備。