柴油发电机组培训教材
一、柴油发电机配置概述
设计电源均为一路三级负荷的农电供电，另配一台柴发机组作为备用电源，目前成都调控中心不是专线供电，为了保证调控中心可靠供电，也配备了一台柴发机组作为备用电源。当市电故障或检修时，柴发机组能够检测到市电失电10s内自动启动，并在2 m40s内给站内重要负荷供电，保证正常的生产生活用电需求。
全线所配柴发机组共分四种规格，陇西、绵阳、简阳、资阳、隆昌、永川六个分输站为P160H（ATS TI300），德阳、彭州两个分输站为P160H（ATS TI800），广元分输站为P230H（ATS TI550），成县分输站为P380E（ATS TI550），成都调控中心为P250H（ATS TI550）。机组选用英国GENTEC成套机组，此机组选用英国PERKINS柴油机，法国LERRY SOMER发电机，ATS为GENTEC公司TI自动转换开关，控制系统选用Access4000，可实现就地/远方切换，自动启停机组，通过RS485通讯接口可实现与自动化SCADA系统远方数据传输与监控。
二、柴油机的工作原理
柴油机由工作气缸和为保证柴油机正常工作的辅助系统组成。其简单的工作原理为四冲程柴油机的每个缸都由四个冲程完成吸气—压缩—喷油燃烧膨胀—排气的工作循环。柴油机的一个气缸结构主要由气缸、活塞、连杆、曲轴、进排气阀门、喷油嘴和进排气管组成。活塞在气缸内由上至下运行四次完成一个工作循环，做一次功，柴油
机曲轴转两转。为使转速平稳，在曲轴端头设一惯性飞轮，来消除脉动做功造成的转速波动。
柴油机进排气阀的开关和喷油嘴的喷油在一个工作循环中是按照严格的时序进行的，时序由柴油机的凸轮控制。多缸柴油机为了使柴油机运行平稳，各缸是顺序做功的，在曲轴旋转两转内各缸顺序点火做功一次，因此曲轴各曲臂之间存在一定的角度，如六缸柴油机为1200。柴发机组的能量转变过程为：柴油经过燃烧产生的化学能转变为曲轴运动的动能，再由曲轴带动发电机转轴，把动能转变为电能。
三、柴发机组系统结构及性能描述
柴发机组系统包括五部分装置，依次为柴油机、发电机、自动转换开关（ATS）、控制屏、蓄电池（充电机），下面分别给予说明。
1、柴油机组
当ATS检测到市电发生故障时，柴发机组能在10s内自动启动成功，并通过ATS自动切换为柴油机组向负载供电，2分40秒后负载能达到柴发机组的额定负载。
当ATS检测到市电恢复正常后，ATS能够自动切换为市电向负载供电，此时柴发机组将继续运行5分钟，当ATS确认市电确实恢复正常后，便自动停机待命。
2、柴油机
柴油机由启动系统、燃料油系统、润滑油系统、冷却水系统、进气系统、排气系统六部分组成。
柴油机选用4冲程、涡轮增压、水冷工业柴油机，能在12小时
连续运行中超负荷10%运行1小时。
柴油机随机安装冷却水系统装置，保证了柴油机热负荷的平衡，使柴油机输出最大的机械能。柴油机气缸做功的同时也使气缸承受高温，为使这些部件正常工作，水冷式柴油机在缸体和缸套周围设有水套，由冷却水循环冷却。柴油机的冷却由曲轴带动水泵，冷却水冷却柴油机后被加热，再经风扇冷却后送入柴油机各部件。
柴油机所有的运动部件都采用强制润滑加飞溅润滑的双重润滑措施，以保证所有运动部件都得到良好的润滑，以最大限度地减少磨损，延长使用寿命。柴油机的润滑油放置在柴油机曲轴箱的油底壳，润滑工作由机带润滑泵加压经粗滤器和精滤器送至柴油机需润滑的各部位，然后回流至油底壳。润滑油在各部位润滑的同时也被加热，需进行冷却，因此柴油机设有水冷散热器将润滑油冷却。
柴油机的燃油由机带的燃油泵从机座日用油箱中提取，经柴油滤清器送至高压油泵，高压油泵按时序将燃油按一定油量加压经喷油嘴将燃油射入气缸呈雾化燃烧。高压油泵是柱塞式，每缸一个，由凸轮轴控制喷油时间，由调速器控制喷油量。喷油嘴设在气缸盖上，也是每缸一个，向各气缸喷射。
柴油机的润滑系统、燃油供给系统、进气系统都设置了符合系统要求的过滤器，所有过滤器的滤芯都是可更换的。
柴油机随机提供冷却水加热器，当水温低于或高于规定值时，加热器会自动控制。
柴油机设置有电磁燃油阀，在紧急情况下，切断电磁燃油阀的电
源，即可使柴油机紧急停车。
柴油机由蓄电池带动启动马达进行电启动。蓄电池平时由市电充电器对蓄电池进行充电，柴油机启动成功后，由充电发电机对蓄电池进行浮充。
柴油机设置有电子调速系统，保证柴油机在各种工况下，均有良好的调速性能。
柴油机装有工业型排气消音器，以降低环境噪音。
3、发电机
发电机为永磁无刷励磁，自励恒压型的发电机，并带有自动电压调节器（A VR）。
发电机的三相定子绕组内，每相设置二个温度传感器（PT100），作为绕组高温报警探测。
发电机底部设置有二个230V的防冷凝加热器，在发电机不工作时由外接电源加热，防止潮湿空气进入发电机，发电机在运行时将自动切断电源。
4、电源自动转换开关（ATS）
电源自动切换开关由二个电磁线圈来完成电源切换，并且二个电磁线圈都仅在切换操作时瞬时通电，切换完成后，电磁线圈不通电，切换完成后的状态由机械力保持，大大提高了ATS的电寿命。
5、控制屏
本系统使用的是Access4000控制器，具有微处理器和液晶数字显示功能，开放式原形交流界面，与SCADA系统之间通过RS-485
通讯接口，Modbus通讯协议进行远程数据传输和监控。可进行电压、电流、频率、功率、电度、手动启机-停机-自动、紧急停机、远程启动等。油机高水温、低油压、超速、过电压、低电压保护。高水温、低油压、电池电压低等报警。提供远程开机/关机、紧急停机、告警复位硬线接口。
四、柴发机组技术参数
由于全线十一台柴油发电机组运行方式相同，共有四种规格型号的机组，技术参数如下表所示。
