柴油发电机组频率不稳故障分析与解决

0 引言

柴油发电机作为一种电力供应单元，要求其电力的输出和频率在合理的范围内，在实际应用中柴油发电机组出现大幅度频率波动的情况比较少见，而小幅度的波动震荡比较多。追根溯源造成柴油发电机频率不稳定的原因是多方面的，要想改良这一问题需要对有可能出现的各种原因进行分析，这样才能在实际工作中快速准确的解决此类故障。笔者结合自己的工作经验，通过实际案例分析认为该问题应该从以下几个方面分析。

1 柴油发电机组频率不稳定的原因

柴油发电机组频率不稳定的原因是多方面的，我们分析原因要本着科学合理的方式推测，同时也要根据实际情况和工作经验分析。通过发电机频率与原动机转速的公式关系：f=6p0n可知，柴油发电机组的工作频率f与转子转速n和磁极对数p的关联度较大，所以当柴油发电机出现频率不稳定的情况应该首先考虑转子转速和磁极对数的问题，在磁极对数固定的情况下，影响频率的因素就是转速。

121地质大队多年来柴油发电机组故障统计分析，总结了几个最常出问题的故障点，并以实际案例说明柴油发电机组频率不稳定的原因及解决方式。

1.1 案例引入

有一台LDDL-D100四冲程柴油发电机组，它的柴油机型号为TBD226B-6D，电机型号为LD-A-100，额定转速为1500r/min，额定功率为100kW，额定电压为400V。该机组在实际运行中出现了柴油发电机组频率不稳定现象，频率指示表的波动范围较大，柴油各缸功率运作不均匀，有明显的“游车”现象，该柴油发电机组在负载5kW后，频率指针的波动越来越大。

1.2 常见原因分析

油路问题油路问题主要表现在四个方面，首先是管路裂纹，即油路管道出现损坏，有裂纹情况导致油的传输不顺，密闭性下降。其次是油液箱位过低导致燃油中混入空气和杂质，油液不满足油箱的需求，无形中混入了其他杂质。再次，油路中的滤器堵塞，油路中的滤器长时间未清理，有粉尘和杂质堵塞通道，导致油无法顺畅流通。第四，燃油管路漏油，漏油会导致整个发电机的供油不足。以上几种油路问题都是常见的导致柴油发电机组频率不稳定的问题，油路出现故障会直接导致供油不畅，发电机的转速下滑，故而引起频率失稳。

喷油泵故障喷油泵故障是引起频率不稳的一个重要原因，当喷油泵出现供油齿杆不灵活、调速弹簧弹性下降等问题时，会导致柴油发电机的各缸供油不均衡继而造成转速出现变化，进而引起频率变化。

喷油器故障喷油器的故障主要源于自然磨损，由于喷油器的位置复杂，人工人为伤害的可能性较小，当柴油发电机组长期运行后，燃油中附带的杂质可能为附着在针阀偶件上，然后经过油液的流动引起喷油的不良反应，这时喷油器喷油量便发生变化，忽大忽小，导致转速发生变化，进而引起频率失稳。

转速传感器测量失真传感器起到控制感应的作用，柴油发电机中的转速传感器属于磁电传感器，这类传感器本身容易发生电磁反应，对电磁现象比较敏感，平时养护维修得当不容易出现故障，但是如果长期运行不加保养，空气中的粉尘会聚集在传感器的间隙，造成传感器测量故障，显示数据误差大或失真。

调速控制系统故障调速控制系统属于维稳系统，直接影响柴油发电机的工作运行状态，如果调速控制系统发生故障，有可能会影响调速系统的整体控制，油速会受到影响，发电机组的频率也将不稳定。

2 柴油发电机组频率不稳故障的解决策略

2.1 发电机组故障原因判断

为了改善型号为LDDL-D100 的四冲程柴油发电机组的实际问题，需对其故障原因先行判断。首先，从比较熟悉、比较稳定的方面入手，即先考虑柴油机的问题，将柴油机的喷油器从机组上拆下，然后进行雾化实验，实验结果证明喷油器的情况良好不影响正常使用，为了进一步验证该观点，将喷油泵拆卸换到另一台工作状态良好的发电机组上进行测试，测试结果一切正常，说明该发电机组的故障与喷油泵无关，基本排除油路、喷油泵喷油器的故障问题。

然后对该发电机组的调速控制系统进行故障判定，将调速控制系统的传感器拆卸下来换上正常的传感器，机组故障仍在。在发电及停机的状态下，短接控制器和执行器的电压输入输出均正常，并且整个机组的点此执行器与喷油泵齿轮完好无缺，所以造成型号四冲程柴油发电机组故障的原因就是电子调速器调整微分、增益调谐失灵。

通过上述分析，我们不难发现影响柴油发电机组频率的问题原因多变，针对喷油泵和传感器的调节修理比较简单，而对于电子调速器的维修比较困难，为了排除故障笔者针对电子调速器的故障解决进行了分析。

2.2 电子调速器的转速设定

首先电子调速器的转速设定要本着怠速调节的原则进行，当柴油发电机起动后，需密切注意发电机的转速问题，当发现柴油机的转速出现偏差，立刻重新调整低速设定电位器，把数据恢复在最初设置。低速设定电位器的调整方法大致为顺时针调节增加转速，逆时针调节降低转速，方法简单便于操作，只要将数值恢复到合理怠速就可以了。然后重新启动柴油发电机组的开关将怠速升高，观察转速表的运行情况，让转速达到额定转速的水平。当怠速值调节完毕后，仍需密切注意电子调速器的运行情况，只要波动幅度超过0.25%，就需要下一步的调节维稳。

2.3 转速动态指标调整

转速动态指标调整在稳定性调整的基础上进行，调速系统的动态指标包括瞬时调速率和稳定时间，当柴油发电机的电子调速器出现问题后可以利用调整微分、增益来调整电子调速器，然后寻找转速动态指标的最佳工作点。该工作点的寻找可以通过增益附近的稳定线作为基元，顺时针方向调节到电位器的三点钟方向，然后打开柴油发电机组的开关，直到柴油机转速出现高频波动再逆时针调节微分，帮助柴油发电机平稳运行。

2.4 稳态调速率

调整稳态调速率等于给电子调速器降速，通过人工调节降低电子调速器的误差，首先观察稳态调速率顺时针调节的各项情况，如果顺时针调整导致调速率增大，则在调节时先根据电位器设置一个指定工作点，观察期空载和负载时的运行变化情况，并根据实际情况调节稳态调速率的值，该操作需反复进行，直至误差在合理范围内。

3 结语

综上，柴油发电机组关乎整个发电装置和发电运行，因此必须时刻注意发电机组的频率运转，出现问题及时修复。通过本论文分析发现影响发电机组频率的原因很多，除了常见的机械、元器件故障外，电子调速器也是影响频率变化的一个重要因素，因此工作人员需在掌握电子调速器的基础上反复调试发电机组，维护发电机组的正常运行，同时日常要定期检查、定期养护，防患于未然，只有这样才能真正让柴油发电机组的稳定运行。