廣電機房柴油發電機組的工作原理和檢修維護

呂新軍

大部分廣播電視轉播臺都在遠離城市郊區或農村，供電一般采用當地農網，且沒有實現雙路供電，突發故障停電的可能性很大，所以，配備發電機組是保證安全播出的必要條件。寶雞廣播轉播臺（以下簡稱“我臺”）地處寶雞市郊蟠龍塬，供電也是當地農網，停電故障時有發生，但接入第二路供電的造價太大，因此，配備了兩部50 kW的柴油發電機組用于停電時應急播出，在故障停電發生時即時啟動發電機組供電，極大程度保證了安全播出的實現。

1 柴油發動機（康明斯4BTA系列）工作原理簡述

柴油發電機組由柴油發動機帶動發電機產生電力。柴油發動機有啟動電路、轉速檢測和油量控制電路，對柴油發動機進行啟動和轉速控制。柴油發動機由+24 V電瓶進行啟動，啟動完成后，啟動電路便停止工作，由磁電式轉速傳感器送轉速感應方波信號到速度控制器，控制柴油發動機的供油量，改變發動機的轉速。啟動瞬間速度控制器ACT1、ACT2輸出較高的直流電壓（10 V），控制供油執行器瞬間輸出較大的供油量進行啟動，啟動后怠速運轉（900 r/min），速度控制器ACT1、ACT2輸出的直流電壓在+7.5～8.0 V之間波動，控制輸出略變化的油量進行怠速運轉。發動機怠速運轉15 s后加速運轉，加速運轉時輸出電壓穩定在+8 V左右，當控制油量輸出略大，加速運轉5 s左右發動機達到1 500 r/min時，磁電式傳感器INpuT1、INpuT2輸出的方波頻率為設計值，速度控制器輸出電壓穩定在+7.5 V左右，控制器輸出穩定的油量，柴油發動機帶動發電機空載運行。

發電機帶負載運行時轉速降低，磁電式傳感器感應輸出的方波頻率降低，調節速度控制器輸出的直流電壓ACT1、ACT2升高，控制油量增加，使轉速升高并穩定在1500 r/min（可調），發電機輸出三相交流電壓的頻率為50 Hz（可調），磁電傳感器感應輸出的方波頻率穩定在設計值3.5 kHz。磁電傳感器感應輸出的方波頻率隨著負載的大小而變化，調節速度控制器輸出的電壓升高或降低。負載越重，轉速越低，感應輸出的方波頻率越低，調節速度控制器輸出的ACT1、ACT2電壓越高，控制器油量輸出越大，使發動機轉速升高，調節穩定在1500 r/min，保證輸出50 kz頻率。負載越輕，轉速越高，感應輸出的方波頻率越高，調節速度控制器輸出的ACT1、ACT2電壓越低，控制油量輸出越小，使發動機轉速降低，調節穩定在1500 r/min。發電機在額定負載時速度控制器輸出的控制電壓在+11 V左右，發電機輸出的三相交流電壓為380 V，頻率為50 Hz。

柴油發動機上有直流發電機，柴油發動機工作后帶動直流發電機工作，給+24 V直流電瓶大電流充電，柴油發動機工作時最大可充電至28 V，柴油發動機不工作時，由動力柜上整流電路輸出的+24 V直流電壓給電瓶持續小電流充電。

2 無刷交流三相同步發電機（斯坦福系列）工作原理簡述

無刷交流三相同步發電機由柴油發動機帶動發電，選擇兩組定子線圈星型串聯可輸出三相380 V電壓和50 Hz頻率的交流電供給用電負載，也可以選擇兩組定子線圈三角形串聯輸出220 V電壓和50 Hz頻率的交流電。

當發電機組建立起額定電壓并帶負載后，反饋自動調節電路使發電機帶不同的大小的負載時輸出的電壓變化不大基本穩定在380 V左右。如果發電機空載電壓正常，帶一定負載時輸出電壓反而升高，帶額定負載時輸出電壓又降低得很多，那就是自動調壓和勵磁調節電路出現故障。自動調壓和勵磁電路工作正常時，發電機空載和帶額定負載時，輸出電壓有較小變化，帶載時輸出電壓略減小，只有超過額定負載時發電機輸出的電壓才會有較大程度的降低。

3 柴油發電機組在安裝使用、維護保養中要注意以下幾方面

配備發電機組是保證安全播出中供電安全的重要措施，特別是在地理位置比較偏遠的中波發射臺。一旦發生停電事故，要求“即時啟動，即時供電”，只有嚴格做好日常維護保養工作，才能在突發停電故障后即時投入使用。

第一，廣電機房的柴油發電機組按嚴格要求，不能和配電室共用一個房間，應獨立安裝在發電機房。在安裝時最好在機座下面墊放較大較厚的枕木，且將發電機組底座、枕木和水泥地面做好固定。這樣的話就不會發生由于運行時震動引發電機組移位的隱患。我們臺有兩部50 kW發電機組，安裝時兩部也都墊了枕木卻沒有固定，在連續開機運行時，發現一部發電機組由于安裝地面不平坦發生了較大位移。停機后，立即對2臺發電機組的安裝底座、枕木、水泥地面用加長的大號膨脹螺栓進行了固定，消除了安全隱患。

第二，我臺配備的是兩個+12 V串聯電瓶組作為啟動電源，并配備了一臺充電器。要經常觀察電瓶的“綠色圓孔”，看看是不是缺少電解液，是否出現電解液滲漏，連接線頭是否牢固。為更加安全可靠，我們沒有選擇停電后自動啟動發電機組，仍然是人工啟動和切換，這樣電瓶就無法利用市電進行緩慢充電。為防止出現電瓶在啟動電路里的自然緩慢放電，給電瓶組的和發電機啟動電路之間串接了一個很大的閘刀，在發電機停機時段，將閘刀斷開，很大程度上杜絕了電瓶的緩慢耗電，效果不錯。但一定要注意的是，串接的閘刀要機械閉合良好，連接的線纜要和發電機組的啟動電路電纜一樣粗線的優質銅線，每個接頭必須用線鼻子鉗壓后再焊接，保證接觸良好牢固。我們以前出現過此類故障，就是因為閘刀是舊的，線纜較細，接頭只是用銅線纏擰上去，在啟動發電機組時無法完成啟動，剛開始以為是電瓶虧電，經檢查發現連接的線纜發熱嚴重。將后接的電纜和閘刀棄用后恢復原來的線路，發電機組正常啟動。更換為較粗的銅線并鉗壓焊接線鼻子，購置了新的閘刀后重新連接，發電機組啟動正常。

即使加裝了電瓶啟動線路斷路裝置，也應一季度對電瓶進行一次數小時的充電。充電時最好是給兩個+12 V電瓶分別充電。如果將其串接后用+24 V直接充電的話，如果兩個電瓶內阻有差異，就會導致一個分配的電壓高一個分配的電壓低，電壓低的充電慢且無法充滿足夠電量，電壓高的充電過快會發生漏液或損壞電瓶。兩個電瓶分別對其用+12 V充電安全性更高。經常性開機啟動發電機，也是對電瓶的一個充電過程。

第三，按時更換三濾以及機油和油封件。一般要求做到運行每200 h后進行更換。購置的柴油靜置24 h后再加入到油箱，避免將靜置后的較大顆粒雜質加入。盡量購置優質的品牌機油，每兩年更換一次。

第四，發電機組的冷卻系統如果不好，機組內循環冷卻水溫過高或者水位下降都會導致停機。為防止冬季水管凍結，最好在冷卻系統中加入防凍液。

第五，備好能供應24小時帶載運行的足量柴油，保證在故障停電時段實現安全播出。若發電機組額定輸出功率較小無法供應全部設備，應及時斷開生活用電負載，保證發射機房用電，根據情況關斷或者適量開啟機房內部分空調和電熱器等大功率用電器。

第六，每月初的第一個周二或重要播出期前的檢修時段帶載運行20 min，其他周二檢修時段空載運行20 min，做好發電機組開機運行時間和維護檢修記錄。

[1]解蘇漢.DX中波發射機與天饋網絡[M].西安:陜西科學技術出版社,2013.