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柴油发电机组大功率后备电源

分类目录:技术资讯 | 发布日期:2019-10-14 14:31:33 | 作者:柴油发电机组厂家| 来源:www.lidepower.com | 加入收藏 关注:

英寸标准座口,可采用贯通接头;

( 3) 具有过载、短路保护及自动延时、自动恢复电 源指示等功能;

( 4) 具有防雷击保护装置;

( 5) 野外型防水外壳,并标有“莆田广电”字样。

3 平常应注意的环节

( 1) 在设备抢修过程中疏忽接地。用备用设备替 换故障设备或装回修复后的设备,甚至“在线”开盖修 理,此时可能会忽略接地这一环节。

( 2) 干线设备错误与电源变压器或有线广播的接 地线相连。光接收机、干线放大器和供电器的外壳均 应就近接地,但不得与电源变压器或有线广播的接地 线相连,需要外线电源的放大器、供电器,应按防雷标 准要求增设电源避雷器。

( 3) UPS 的使用及维护。UPS 应尽可能安装在清 洁、阴凉、通风、干燥的地方,最好环境温度保持在 20

~ 25℃ 。

( 4) 放大器用 60 V 供电器集中供电时,由于线路 上接地装置腐蚀、老化,导电性能变差,造成放大器不 能工作在零电位上,使放大器电压过低难以正常工作, 这时应在适当位置补做接地装置,使放大器工作在一 个共同的零电位上。

随着时代的不断发展,广播电视已是老百姓生活 中不可缺少的信息资源,能让广播电视信号安全地、高 质量地、连续不断地传输到千家万户是我们广播电视 工作者的重要任务。制约广播电视信号传输的因素有 很多,在这些诸多因素中首当其冲的就是电能,只有持 续不断地供给电能,广播电视信号才能连续 不断地 传输。

后备电源是保证电能持续不断供给的最佳选择, 是广播电视系统不可少的重要组成部分,是确保广播 电视系统高效、安全运行的重要保证。配备合适的后 备电源,应该是每一个广播电视台站所必需的。选择 怎样的后备电源,根据各个台站的性质、特点以及实际 情况的不同,后备电源的配备也各不相同。

1 常用的后备电源

目前我们常用的后备电源有两种,一种是 UPS 电 源,另一种便是柴油发电机组。

UPS 是不间断电源( Uninterruptible Power System) 的英文简称,是能够提供持续、稳定、不间断的电源供 应的重要外部设备。UPS 电源主要由 UPS 主机及 UPS 电池组成,它是一种含有储能装置,以逆变器为主要组 成部分的恒压、恒频的不间断电源。它在市电供给正 常时,就将市电交流电逆变,并储存在自己的电源( 蓄 电池) 中,一旦市电停止供电,UPS 立即在 4 ~ 10 ms 内 或“零”中断时间内将蓄电池的电源通过逆变转换的 方式向负载继续供应电力,使负载维持正常的工作。 它提供的电源,使用电设备维持一段工作时间,保持时 间以蓄电池的容量决定。从原理上来说,UPS 是一种 集数字和模拟电路,自动控制逆变器与免维护贮能装 置于一体的电力电子设备。

UPS 较之柴油发电机组,具有体积小、效率高、无 噪声振动、使用维护成本低、可靠性高等优点,但它单 机容量相对较小,续航能力短,主要用于用电量相对较 小的小功率台站。

柴油发电机组是由柴油机驱动的发电机,它是由 柴油机和发电机组成,柴油机曲轴旋转便带动发电机 转动发电,发电机有直流发电机和交流发电机。直流 发电机主要由发电机壳、磁极铁芯、磁场线圈、电枢和 碳刷等组成。交流发电机主要由磁性材料制造多个南 北极交替排列的永磁铁( 俗称转子) 和硅铸铁制造并 绕有多组串联线圈的电枢线圈( 俗称定子) 组成。直 流发电机与交流发电机在工作原理上有所不同,但是 最终达到了发电的目标。柴油发电机组发动机的转速 一般为 1 500 r / min ( 50 Hz) 或 1 800 r / min ( 60 Hz) , 功率由几个千瓦到数千千瓦。

柴油发电机组较之 UPS 电源,具有工作可靠、耐 久,单机容量大,可长时间供电等优点,但它体积大、噪 声振动大、能耗高、使用维护成本高,主要适用于用电 量大的大功率台站。

2 柴油发电机组在广播电视系统中的应用

柴油发电机组无疑是广播电视系统大功率后备 电源的首选,虽然它有缺点,但对于一个拥有用电负 载在几十上百千瓦,甚至是几百千瓦的台站来说,以 柴油发电机组做为后备电源是很有必要的。在内燃 机发电机组里,柴油发电机组燃油经济、热 效高,工 况变化时,燃油消耗率曲线变化比较平坦,低负荷下 也很 经 济; 热 效 率 高,燃 油 消 耗 低 ( 柴 油 机 热 效 率 30% ~ 46% ,汽油机热效率 25% ~ 35% ) ,有 害排放 物较低; 由于没有点火系统,它故障低,工作可靠、耐 久; 起动迅速,只需几秒就能很快达到全功率,应急 1 min 内达到全负荷( 正常 5 ~ 30 min) ,停 机过程短, 可以频繁起停。柴油发电机组的实际应用是结合各 台站现有的供电系统实现的。

( 1) 柴油发电机组的安装( 如图 1 所示)



图 1 柴油发电机组安装示意图

根据具体情况选定一个地基稳固、混 凝土达到 200 mm 厚的平整地面、尽量宽敞、通风环境好的场所 建造机房,因为柴油机运行时需要充足的空气和良好 的散热; 机房在柴油机出风处如有必要需建隔离墙,因 为柴油机产生的

废气主要是二氧化硫、氮氧化物和烟 尘,这些物质会影响人体健康和损坏设备; 进风处安装 减噪百叶窗以便进风,在机房顶安装支架固定排气管 和消声器,排气管内径根据机型而定,转弯个数不应超 过 3 个,转弯角度应大于 90°。

( 2) 主备用电源的供电连接( 如图 2 所示) 柴油发电机组所提供的电源与市电电源通过一个

由控制器控制的双电源切换开关实现主用电源与备用 电源的切换。需注意的是,主用电源与备用电源在连

接切换开关时一定要做到相序一致( 一般以三相电电 机能正常运转为准) ,从图 2 可以看出这是一套全智 能切换主备电源的供电系统,它的工作程序是:

①主用电源市电出现异常( 停电) ,双电源切换开 关控制器( 以下简称开关控制器) 检测出主用电源异 常便向柴油发电机组控制器( 以下称检测发电机控制 器) 发送开机指令;

②发电机控制器接收控制器指令,开启柴油发电 机组( 以下简称发电机) ,发电机控制器对发电机的工 作状况进行检测,检测正常后便向双电源切 换开关 ( 以下简称切换开关) 送电;

③开关控制器检测到备用电源送至切换开关,随 即控制切换开关完成由主用端到备用端的切换;

④发电机控制器对发电机连接负载后进行工作状 态调整,此时电力系统是由备用电源柴油发电机组供 给电源;

⑤主用电源市电恢复正常,开关控制检测到主用 电源的正常信号,便向发电机控制器发送关闭指令;

⑥发电机控制器接收关闭指令,断开发电机输出 电源,并关闭柴油机;

⑦开关控制器检测备用电源停止供给,随即控制 切换开关完成由备用端到主用端的切换,此时电力系 统恢复主用电源市电供给。

从这套供电系统的工作程序可以看出开关控制器 在其中起到至关重要的作用,这个控制器通常是和切 换开关一起安装在配电柜中,它不仅控制切换开关,还 对主备用电源进行各项数据的监测,并把监测数据直 观地体现在配电柜的仪表上。发电机控制器在该系统 中也是相当重要的,它有效快捷地控制发电机开启和 关闭,并对发电机的工作状态不断进行监测和调整控 制,使发电机输出的电源达到要求。认真分析这套系 统的工作程序,不难看出有一个时间整个供电系统是 处于无电状态( 市电停,发电机还未启动时) ,这时要 使开关控制器继续工作就必须利用柴油发电机组的

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24 V 启动电源对其辅助供电。 全智能主备电源切换系统具有柴油发电机组快速

启动、主备切换迅速、不需人员操作等优点,但它也有 一些不足,比如当主用电源市电出现间歇式断电时该 系统就会出现跟随间歇断电不断切换主备电源的连锁 反应。为了避免这种情况 751 台的主备电源切换系统 就没有采用全智能切换功能,而采用的是人工与部分 智能控制的主备电源切换系统 ( 半自动切换系统) 。 半自动切换系统与全智能切换系统的工作程序区别就 是当主用电源市电停电后需要人工开启柴油发电机 组,当主用电源市电恢复后需要人工关闭柴油发电机 组。两者的电路区别就是半自动切换系统不需要柴油 发电机组的 24 V 启动电源供电,也不需要开关控制器 和发电机控制器进行通信连接。

( 3) 柴油发电机组的实际应用效果

751 台使用柴油发电机组做为备用电源已有多 年,一个高山大功率的卫星上行站,地理条件决定了 751 台的主用电源市电的架设距离较长,受大风雨雪 的影响相对较大,利用一台大功率的柴油发电机组做 为备用电源是非常必要的。柴油发电机组不仅在市电 暂时中断时维持电力供给,在 751 台市电供电网线进 行维护和改造中充分发挥了后备电源的作用,特别是 在 2007 年初贵州省遭遇百年不遇的凝冻灾害时,当时 市电线网几乎瘫痪,751 台利用后备电源柴油发电机 组维持了广播信号的正常发送,将党中央和各地人民 政府的关怀通过电波及时传送给受灾群众。

3 柴油发电机组的使用注意事项和日常维护

3. 1 柴油发电机组的基本操作规程 启动前的准备。每次在开机前必须要检查柴油机

水箱内的冷却水或防冻液是否满足,如缺少要加满,拔 出机油油标尺查看润滑油是否缺少,如缺少要加到规 定的“静满”刻度线,再仔细检查有关部件有无故障隐 患,如发现故障要及时排除方可开机。

严禁带负荷启动柴油机。柴油机在启动前要注意 发电机的输出空气开关必须处在关闭状态。普通型发 电机组柴油机启动后要经过 3 ~ 5 min 的怠速运转 ( 700 r / min 左右) ,冬天气温偏低,怠速运转时间要适 当延长几分钟。柴油机启动后首先要观察机油压力是 否正常和有无漏油、漏水等不正常现象 ( 正常情况下 机油压力必须在 0. 2 MPa 以上) ,如发现异常要立即 停机检修。如无异常现象将柴油机转速提升到额定转 速 l 500 r / min,此时发电机显示频率 50 Hz,电压 400 V,则可以合上输出空气开关投入使用。发电机组不 允许长时间空载运行,因为长时间空载运行会使柴油

机喷油嘴喷出的柴油不能完全燃烧导致积碳,造成气 门、活塞环漏气。如果是自动化发电机组,则不需要息 速运行,因为自动化机组一般都配备水加热器,使柴油 机缸体始终保持在 45℃ 左右,柴油机启动后可在 8 ~ 15 s 内正常送电。

注意观察运行中的工作状态。 发 电 机 组 在 工 作中,要有专 人值班,经 常注意观察可能出现的一 系列故障,尤其要注意机油压力、水温、油温、电压、 频率等重要因 素 的 变 化。 另外还要注意备有足够 的柴油,在运行中如燃油中断,客观上造成带负荷 停车,有可能会导致发电机励磁控制系统及相关元 器件的损坏。

严禁带负荷停机。每次停机前,必须先逐步切断 负荷,然后关闭发电机组输出空气开关,最后将柴油机 减速到怠速状态运转 3 ~ 5 min 左右再停机。

3. 2 柴油发电机组的日常维护 柴油发电机组由柴油机、发电机、控制系统等主要

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 应作一次保养柴油机日常维护项目:

( 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;

( 4) 检查启动电瓶的电压,有无漏液,充电器是否 工作正常。

发电机的日常维护:

( 1) 电机切忌受潮,保持机房干燥通风;

( 2) 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干 1. 5 mm 的火 花,集电环温度不超过 80℃ ;

( 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、多灰尘的场合使用;

( 7) 轴承工作 3 000 h 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 95℃ ;

( 8) 检查励磁装置各元件是否断头及松动。 控制系统的日常维护:

( 1) 检查各按钮是否完好,及时处理接触不良的

按钮;

( 2) 检查控制系统是否准确,校正不准确的控制。

3. 3 发电机组大中小修要求

小修( 使用时间: 3 000 ~ 4 000 h) :

( 1) 检查柴油发电机组气门柴油发电机组气门、 座等磨损程度,必要时进行柴油发电机组修理或更换;

( 2) 检查柴油发电机组 PT 泵、喷油器的工作状 况,必要时进行修理、调较;

( 3) 检查、调整柴油发电机组连杆及各紧固螺丝 的扭力矩;

( 4) 检查、调整柴油发电机组气门间隙;

( 5) 调整柴油发电机组的喷油器行程;

( 6) 检查调整风扇充电机皮带的张紧度;

( 7) 清洗进气支管的积炭;

( 8) 清洗中冷器芯;

( 9) 清洗整个柴油发电机组机油润滑系统;

( 10) 清洗摇臂室、油底壳的油泥及金属铁屑。 中修( 使用时间: 6 000 ~ 8 000 h) :

( 1) 含柴油发电机组小修项目; ( 2) 分解发动机( 除曲轴外) ;

( 3) 检查缸套、活塞、活塞环、进排气门等曲柄连 杆机构、配气机构、润滑系统、冷却系统的易损零件,必 要时更换;

( 4) 检查柴油发电机组燃料供给系统,调校油泵 油嘴;

( 5) 发电机电球修理检测,清净油污沉积物,润滑 电球轴承。

大修( 使用时间: 9 000 - 15 000 h) : ( 1) 含柴油发电机组中修项目;

( 2) 解体全部柴油发电机组的发动机;

( 3) 更换气缸体、活塞、活塞环、大小轴瓦、曲轴止 推垫、进排气门、全套发动机大修包;

( 4) 调校油泵、喷油器,更换泵芯、喷油头;

( 5) 更换柴油发电机组的增压器大修包、水泵修 理包;

( 6) 校正连杆、曲轴、机体等部件,必要时修复或 更换。

4 结束语

要保证高质量、不间断的传输广播电视信号,一个 合适的后备电源的确是各个广播电视台站不可缺少的 配备。随着科技的不断发展、制造业的进步,不久的将 来我们肯定会用上诸如太阳能、高效乙醇燃料电池等 更节能、更环保的后备电源


 
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