油机基础知识介绍
油机的结构和工作原理
如图1所示，内燃油机按功能模块大致划分成发动机部分、发电机部分、控制屏部分和散热部分。
图1 油机系统结构示意图
发动机部分
发动机部分的作用是通过发动机的机体组件（气缸内）进行进气、压缩、燃烧工作、排气的过程，将燃料燃烧后转变为机械能实现有效的能量转换。
发动机包括的各个组件及其功能说明如下。 1．.. 机体组件及进排气系统
....... 提供燃料燃烧，热能转换成机械能的场所。 2．.. 燃料供给系统
....... 通过喷油泵等实现定时、定量、定压地将雾化质量良好的地燃料按一定的喷射规律喷入气缸内，并使其跟空气迅速良好
混合和燃烧。 3．.. 润滑系统
....... 把清洁的、温度适合的润滑油以一定的压力送到各摩擦表面进行润滑，以避免干摩擦，使柴油机各零件能正常工作。其
作用是减磨、冷却、清洁、密封、防锈。 4．.. 起动及电气系统
.
...... 包括附属小发电机蓄电池、调速器、起动电动机以及预热器等，用于启动发动机和控制发动机匀速转动。
发电机部分
发电机系统是由定子、转子、端盖及轴承、集电环等组成，形成无刷交流同步发电机、电子调压器等功能模块。其工作原理是发动机驱动的转子在磁场中匀速地转动，机械能转换成稳定的电能。
励磁系统是同步发电机功能模块的重要组成部分，励磁系统产生磁场，并控制发电机的电压及无功功率。同时为了控制保障输出电源的稳定，发电机系统还有相应的电子调压系统，控制发动机及发电机的转速（频率）和有功功率。
发电机按励磁方式不同分为自励系统、他励系统、永久磁发电机系统三类。
< 自励系统（SHUNT）
....... 励磁电源系取自发电机自身或发电机所在的电力系统。目前小功率机组大多数都是此方式，沒有持续能力。
< 他励系统（AREP）
....... 采用独立的电压监测回路辅助线圈供应自动稳压器电源。AREP励磁系统使用两个辅助线圈，一个提供发电机输出电压之电压比，另一个提供住定子电流之电压比。它使发电机具有更好性能以承受启动马达或300%的短路电流。
< 永久磁发电机系统（PMG）
....... 这种励磁方式的发电机比自励系统多一个发电机，它将自动稳压器的工作电源从主定子上分离出来。由永磁发电机独立供给电源，因此自动稳压器将不受负载的干扰。
控制屏部分
控制屏的主要功能
控制屏是整个系统的控制部分，其主要功能如下。
< 显示油机机组相关工作数据。
< 提供各种故障报警及停机功能。
< 提供开放通讯接口（R422或R485）。
< 完成相关系统控制和操作控制。
控制屏的分类
控制屏按自动化程度分为：普通控制屏、智能控制屏和三遥控制屏。
< 普通控制屏
....... 普通控制屏具有最基本的手动启机和停机功能。普通控制屏提供如下保护功能：高水温声光报警，低油压声光报警。z.... 智能控制屏
....... 智能控制屏既具有手动启机和停机功能，也具有自动启机和停机的功能。智能控制屏提供如下保护功能：高水温报警停机，低油压报警停机，超速和低速保护，超频和低频保护停机，启动失败，充电失败报警。
....... 自动机组还具有干接点远程控制启动和消防停机的功能，干接点路数保证在3路以上。
< 三遥控制屏发动机调速器
....... 三遥控制屏具有普通控制屏和智能控制屏的所有功能外，还具有遥控测量、遥控启动和停止机组、
遥控通信等功能。....... 采用三遥控制屏的机组可以通过RS232或RS485接口直接和任意一台电脑相联，也可以通过调制解调器远程连接电脑，实现三遥和人机对话。
散热部分
油机的散热部分采用水冷或者风冷的方式，散发油机工作时产生的大量的热量，是保障系统工作质量和寿命的部件。
散热部分通常采用的是自带风扇水箱的闭式循环冷却方式。
其他附属系统
附属系统包括：机组的自动切换柜，机组的并机柜，机组的保护系统，机组连续运行的改良系统，机组负载箱，防雷单元，整机附件等。
附属系统各组件可以根据具体的实际需求选配。
机组的自动切换柜（ATS）
ATS柜与控制屏协同工作，能够保证在市电供电出现故障时，油机机组可以在要求的时间（1～10S可调）
内自动启动并对负载供电；当市电恢复后，自动切换为市电供电，油机机组则经过一冷机时间自动停机。
用户需要ATS柜时，必须同时选择智能控制屏，以实现自动切换功能。
机组的并机柜
并机柜用于多台油机机组同时向负载提供电力时，均衡各机组对负载供电的功率分配，根据负载情况投入或者解除机组，以实现经济运行。采用并机柜后，投入或解除时可实现无冲击，无逆功，提高系统运行的可靠性。
多台油机机组同时向负载提供电力时，为了保证供电的可靠性和机组运行的经济性，必须配备并机柜。
要使用并机柜，各机组间必须满足如下条件：相序相同，电压相等，频率相同，相位一致。
机组的保护系统
机组的保护系统主要完成以下功能。
z发动机发生轻故障（如冷却水温高、机油温度高、机油压力低、过负荷、起动失败等），能够发出光、声告警，并允许手动或自动停机。
z发动机发生重大故障（如冷却水温过高、机油温度过高、机油压力过低、超速等），能够立即自动紧急停机，并发出声、光告警。
z发电机在过电流、供电母线短路、断相、电压过高、失压、逆功率及燃油高低油面处于限制位置时，能够自动跳闸，并发出声光报警信号。
机组连续运行的改良系统
目前各运营商对油机机组的燃料、润滑油、冷却水一次性连续运行的需求项目逐渐增多，要求在燃料、润滑油、冷却水一次性连续运行进行系统改良。即增加燃料、润滑油、冷却水的自动供给系统和容器容量。
整机机组附件
机组附件包括：排气管消音器、减震器、排气波纹管（带法兰接头）、排气管弯管、钢结构基座及消音设备等，可以根据具体的实际需求选配。
油机的分类
分类方式油机种类
按燃料分类汽油机组柴油机组
按输出电压分类单相机组三相机组直流
按用途分类常用机组应急机组备用机组
按工作方式分类标准敞开式机组静音型机组移动拖车机组
移动拖车静音型机组车载式防音式机组其它特殊机组
油机的性能参数及标准
油机的性能指标应符合GB 2820的规定。
电压
项目参数值
额定电压230/400V AC（负载电压220/380 V AC）
稳态电压调整率≤0.6%
瞬态电压调整率≤4.3%
恢复时间≤1.2秒
波动率≤0.05%
线电压波形正弦性畸变率≤5%
频率
项目参数值
额定频率50Hz（60Hz）
稳态频率调整率≤0.3%
瞬态频率调整率≤5%
恢复时间≤1.5秒
波动率≤0.1%
噪音指标
机组类型参数值
标准机组≤102 dB（A）（1米处测量）
防音型机组≤85 dB（A）（1米处测量）
可靠性指标
机组在10年内使用时间或累计运行时间不超过大修期，平均故障间隔时间MTBF不低于1000小时。
其它主要指标
项目参数值
额定功率因数0.8（滞后）
额定转速1500转/分或3000转/分
接线方式三相四线Y形绕接，中性点接地
绝缘等级H级
防护等级IP22（NEMA1）标准
冷却方式自带风扇水箱闭式循环冷却
励磁方式无刷自励式（带自动稳压装置）或无刷永磁式
电话影响因数（TIF）≤50
电话谐波因数（THF）≤2%，符合BS4999第40部分标准
电磁影响符合BS800标准，VDE等级在G和N之间
发电机的运行极限值
序号项目符号单位运行极限数值（性能等级G3）1相对电压整定范围δUS%±5
2稳态电压偏差δUSt%±1
3电压恢复时间u s<1.5
4电压不平衡度US%1或0.5
5负载加时的瞬态电压偏差+dyn%-15
6负载减少时的瞬态电压偏差ΔU-dyn%20
说明：
1．相对电压整定范围及负载增加时的瞬态电压偏差的运行极限数值均适用于并联运行机组。
燃油消耗率
机油消耗率
环境条件
标准环境条件
机组额定输出功率的环境条件如下。
z 绝对大气压力Px ：100kPa z 环境温度 Tr ：25℃ z 相对空气湿度фr ：30% 启动和运行条件
油机机组应能在-15℃～40 ℃之间的环境温度内启动和运行。机组在使用中应遵守使用说明书的规定。
低温启动和带载
在低温下使用的机组应有低温启动措施。在环境温度为-15℃时，对功率不大于250kW 的机组应能在30min 内顺利启动，并有在启动成功后3min 内带规定负载工作的能力，对功率大于250kW 的机组，在低温下的启动时间及带载工作时间按产品技术条件的规定。 功率修正
环境温度40℃以上时，温度每升高11℃，功率下将2%。
海拔在1000米以上时，每升高300米，功率下降4%。
使用性能
当电压整定固定时则没有要求。
2．瞬态电压偏差或电压恢复时间的某一等级若低于实际需要，不但会导致选用的发电机容量过大，还将使系统的故障率增加。 3．G3性能等级负荷为通信负荷、可控硅整流滤波类、UPS 及保证照明、空调等。
额定功率P （kw ） 燃油消耗率（g/kw.h ） 额定功率P （kw ） 燃油消耗率（g/kw.h ） P ≤3 — 40<P ≤75 290 3≤P ≤536075<P ≤120280 5<P ≤12340120<P ≤250270 12≤P ≤24 320 250<P ≤600 260 24<P ≤40
300
600<P ≤1250
250
额定功率P （kw ） 机油消耗率（g/kw.h ）额定功率P （kw ）燃油消耗率（g/kw.h ）P ≤12 25.040<P ≤1250 4.0
12≤P ≤40
4.5
P<1250
按产品技术规定
项目 参数值
启动温度 发动机组使用环境温度在0～40℃时都能够正常的启动，在环境温度0℃以下时候，应该采取有相应的低温启动的措施
最短运行时间 油机机组在不补给的条件下输出功率为额定输出功率的70%时，机底燃油箱最短运行时间为8小时以上，润滑油最短时间为250小时以上
机组运行振幅
机组应采取良好的减振措施，满载运行时，其纵向最大振幅不大于0.5 mm 机组采用直流12 V 或24 V 电起动，机组起动电源和控制电源共用12 V 或24 V 蓄电组
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