摘要：柴油发电机组调试的目的是确保机组在正式投入使用前，各项性能指标达到设计和技术规范要求，保障其安全、可靠、高效运行。调试是一个系统性的检验、测试和调整过程，除了可以提前暴露柴油发电机组制造、安装或设计缺陷，避免正式运行中出现意外停机。并能满足合规要求，为验收提供技术依据，符合行业标准（如ISO 8528、GB/T 2820）。

 

一、柴发调试的目的

 

1、验证性能与功能

（1）启动与停机测试：检查机组在不同条件下的启动可靠性（如冷启动、热启动）和停机平稳性。

（2）负载能力测试：验证机组在空载、部分负载（如25%、50%、75%）和额定负载（100%）下的运行稳定性，确保输出功率、电压、频率符合标准。

（3）动态响应测试：模拟负载突变（如突加、突卸负载），测试机组调压系统（AVR）和调速系统的响应速度与稳定性。

2、检查安全保护系统

（1）保护功能测试：验证超速、机油低压、冷却水高温、过电压、欠电压、过载、短路等保护装置是否灵敏可靠，确保异常情况下能自动停机或报警。

（2）联锁逻辑测试：检查机组与配电系统、并网设备（如有）之间的安全联锁逻辑是否正确。

3、优化运行参数

（1）调整发动机工况：优化燃油喷射正时、喷油量、怠速转速等，确保燃烧充分、排放达标。

（2）校准控制系统：调整发电机自动电压调节器（AVR）、调速器（机械或电子式）参数，使电压、频率精度满足要求（通常电压偏差≤±1%，频率偏差≤±0.5%）。

（3）同步并网测试：检查同期装置、相位同步精度，确保并网过程平稳无冲击。

4、排查潜在问题

（1）机械缺陷排查：检查机组振动、异响、漏油、漏水、漏气等问题，紧固连接部件。

（2）电气系统验证：测试绕组绝缘性能、电缆接线可靠性、接地系统完整性，防止短路或触电风险。

（3）控制系统调试：验证PLC、监控模块、远程通信等功能的准确性。

5、确保合规性与效率

（1）排放与噪音检测：确保符合当地环保要求（如非道路机械排放标准）。

（2）燃油消耗率测试：评估机组在不同负载下的经济性，为后续运维提供基准数据。

 

图1  柴油发电机组调试后状态

二、发动机的调试

 

  柴油发电机组中的发动机调试是整个机组调试中最核心、最基础的部分。它直接关系到发动机的性能、可靠性、寿命和排放水平。发动机调试的目标是确保发动机在驱动发电机时，能够在各种负载下稳定、高效、清洁地运行，并确保所有保护功能有效。

1、调试前准备

（1）基础与安装检查：确认发动机底座固定牢固，减震垫安装正确，无松动。

（2）流体系统检查：

① 机油：检查油位、油质（新机使用规定牌号和等级的机油），确保无泄漏。

② 冷却液：加注符合要求的防冻冷却液至规定液位，排除系统空气。

③ 燃油：使用清洁、符合标准（如国六柴油）的燃油，排空燃油管路中的空气，检查油路无泄漏。

④ 进排气系统：检查空气滤清器是否清洁、安装牢固；检查排气歧管、波纹管、消音器连接紧固，无泄漏。

（3）电气系统检查：

① 起动电池：检查电压、电解液比重和连接牢固度。

② 线路连接：检查所有传感器（水温、油压、转速等）、执行器（喷油器、电磁阀）和控制③ 模块（ECU）的接线是否正确、紧固。

（4）盘车：手动或用工具盘动曲轴数圈，检查有无卡滞或异常摩擦声，确保机械部分无干涉。

2、空载调试

（1）首次启动与观察：

① 进行预供油（如果系统支持），建立机油压力。

② 启动发动机，记录从启动到着车的时间，评估启动性能。

③ 启动后立即观察：机油压力是否迅速建立（通常在5-10秒内），有无异常噪音、剧烈振动或漏油/水/气现象。

（2）怠速与暖机运行：

① 让发动机在低怠速（约600-800 rpm）运行一段时间（通常5-10分钟），使机油温度、冷却液温度逐渐上升。

② 观察仪表：机油压力、水温、燃油压力是否在正常范围内。排气烟色应为淡灰色或无烟，持续黑烟、蓝烟或白烟均属异常。

（3）转速调节与稳定性检查：缓慢提升转速至额定转速（例如1500 rpm或1800 rpm，对应50Hz或60Hz频率）。调整调速器，使发动机在额定转速下运行稳定，转速波动小（通常要求稳态调速率≤5%）。检查发动机在各中间转速下的运行是否平稳，过渡是否流畅。

3、带载调试

  这是调试的核心阶段，需使用假负载或实际负载进行。

（1）逐步加载测试：从25%额定负载开始，逐步增加至50%、75%、100%，每级负载运行足够时间（至少30分钟至1小时），直至水温、油温达到稳定平衡。检查发动机在热负荷和机械负荷增加时的表现。

（2）关键参数监控与记录：

① 转速/频率：在所有负载点，发动机转速（对应发电机频率）应保持稳定，符合标准（如50Hz±0.5%）。

② 机油压力：随负载和温度变化应在规定范围内。

③ 冷却水温：稳定在最佳工作范围（通常85-95°C），过高或过低都需检查节温器、水泵和散热器。

④ 排气温度：监控涡轮后排温，判断燃烧状况和热负荷是否正常。

⑤ 烟度与排放：观察负载下排烟颜色，不应有持续黑烟（燃烧不完全）。

（3）动态响应测试：

① 突加负载：从空载或低负载突然加载至额定负载（如0→50%→100%），观察转速瞬间下降后恢复至额定值的时间（通常要求≤3-5秒），评估调速器响应能力。

② 突卸负载：从高负载突然卸至空载，观察转速瞬时上升后恢复的稳定性，检查是否超调过多。

（4）保护功能测试（模拟故障）：

① 低油压保护：在运行时模拟（或短接信号）油压过低，发动机应立即报警并停机。

② 高水温保护：模拟冷却水温度过高，触发报警和停机。

③ 超速保护：模拟转速超过安全限值（如110%额定转速），紧急停机装置必须动作。验证所有保护传感器和停机执行机构工作可靠。

 

三、交流发电机的检查和调试

 

1、绝缘电阻的测量

  对发电机绝缘电阻的测量可以判断所有带电部分对机壳的绝缘状态。发电机在冷态下，不带任何外部引线来进行测量检查。

  对于定子绕组，由于三相绕组的中性点连在一起不能分开，因此，它们对机壳的绝缘电阻只需测一次。转子绕组、励磁机定子绕组、加热器及传感器等对机壳的绝缘电阻，测量时将兆欧表一端接机壳，另一端接绕组，摇动兆欧表手柄，由慢到快稳定转动手柄到120r/min左右，待指针稳定后读取的数据，即为该绕组的绝缘电阻。要求冷态时（约25℃）发电机绕组及温度传感器对机壳的绝缘电阻应不低于30MΩ。

2、绕组电阻的测量

  发电机绕组的电阻不仅与发电机的损耗有关，而且对发电机的励磁电压、短路电流等特性参数有影响。绕组直流电阻的大小与导线规格及绕组形式有关。

  测量导线直流电阻的方法很多，通常采用电桥测量法，既准确又较简便。

   对于法国生产的Leory Somer系列无刷三相交流同步发电机，其定子三相绕组及转子绕组电阻都在几欧姆以下，采用双臂电桥测量较合适。发电机的励磁机定子绕组在10Ω左右，采用单臂电桥测量。

  绕组的电阻在不同温度下测得的数值是不同的。对于铜导线，在-50～150℃的范围内，其电阻与温度关系为

式中，t₁，t₂，r₁，r₂——绕组在对应温度下测得的阻值；235——铜的特性常数。

  由于绕线电阻以20℃测得的数值为准，若在t下测的阻值应折算到20℃的阻值为

3、发电机发热试验检查

  自励交流发电机是靠剩磁起励建立电压的，对于无刷励磁发电机的剩磁电压较高。当励磁回路短路时，仍有一定的输出电压。刚装配好的新发电机没有剩磁，所以开机前应对励磁机的定子绕组通直流电进行充磁。长期搁置的发电机重新使用前也需事先充磁后才能自励发电。

  发电机发热试验检查，其方法是机组开机后，保持输出电压、功率不变，电流恒定，机组稳定运行，每半小时记录环境温度和轴承温度，并测试电枢电流、电枢电压、励磁机励磁电流、励磁电压、频率及各点温度。试验检查进行1h，若励磁电压、温度等不超出规定值，即认为合格。

4、励磁装置的调整

  调整时先将励磁装置中的电压调节器（AVR）断开，然后启动机组，交流发电机在额定转速下空载运行，此时发电机自励发出电压。在空载下调整柴油发电机转速，使发电机的频率f为额定频率fN的1.05倍（即52.5Hz），称为空载频率。

  调整空载电压时，在可能的范围内，采用改变电抗器气隙的办法来实现。改变电抗器气隙的大小，即可得到不同的空载电压。气隙增大，其空载电压也增大。但应注意的是每次改变气隙后，电抗器的磁轭必须重新固紧。由于Leory Somer系列无刷三相交流同步发电机的励磁装置是采用带有可控硅分流的调节器，因此，初次调整时，其空载电压只要在（110％～115％）额定电压范围内就可以了。如果调节电抗器气隙不能使空载电压达到上述范围，可调整T6变压器上电抗器绕组接头的位置，选择较多的圈数时空载电压上升，反之下降。

  当调节励磁装置使空载电压达到上述范围之后，机组在额定转速下，发电机加上额定负载，其电压有所下降。为了使发电机并联运行时，在欠励范围内不出现功率倒灌，并保持AVR起作用情况下，发电机从空载到负载，其电压不允许升高。

  调试时空载电压控制在（108％～114％）UN的范围内，额定负载电压应在（106％～110％）UN范围内。

5、调差装置的调整

  调差装置是使发电机在互相并联运行时，能保持所需要的无功功率分配并能稳定地运行的装置。在单机运行时，发电机电压相应地随与被调节的无功电流有关的调差率而下降。

  调差装置调整前，先在空载频率下调整定电位器，使空载电压到额定值，然后加上额定负载，在额定转速下保持额定电流IN，额定功率因数cosoN不变，旋动同轴电位器R2，使发电机输出电压下降至额定电压UN的3％～6％。调整时，调差电阻的阻值增大，发电机电压则降低，反之则升高，调好后将同轴电位器固定。

7、防冷凝加热器的检查

  某些高端场所，为了防止潮气冷凝，在发电机内部装有防冷凝加热器，将发电机内的空气加热到比环境温度略高一些，这样即可将机内潮气驱出机外，以保证机内绕组及其他电器元件处于干燥状态。

  防冷凝加热器由两根加热管串联，加热管嵌装在定子机座内的肋条的一个槽内，加热电源电压为220V。加热器的电源连接线必须与发电机的主断路器相互联锁。即发电机运行时，加热器断开；而发电机停机时，加热器接通电源，由市电供电。加热器加热驱赶机内潮气，因此，维修发电机内部零件时，必须切断加热器电源，以防出现意外。

 

总结：

通过柴油发电机组的调试优化运行参数，减少设备磨损，提高柴油发电机组可靠性，并确保保护系统有效，防止设备损坏或人身伤害。以使柴油发电机组可达到最佳运行状态，为备用电源或主力电源提供坚实保障。

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