新聞主題	康明斯柴油發電機電氣系統的線路連接

 

摘要：柴油發電機的供電設計是電氣設計的一個重要組成部分，其設計方案的優劣將直接影響整個供配電系統的可靠性、穩定性、經濟性。市場需要康明斯技術工程師提供滿足客戶需要的成熟可靠，操作安全，維修方便的配電系統。康明斯公司就以往施工案例中一些工程經驗積累，總結了幾種典型的柴油發電機供電接線方案，在此同大家一起探討。

 

      自備電源分為應急電源和備用電源。應急電源是為了人身安全以及避免造成重大損失或重大社會影響而設置的電源，其特點是滿足人員疏散和滅火等要求，供電時間較短。備用電源是正常電源中斷時，出于非安全原因，用于維持向用電設備供電的電源，其特點是滿足生產和經營等需求，供電時間長，非安全因素。自備電源有多種形式，其中被廣泛應用的是配置柴油發電機組，那么柴油發電機供電設計的合理性就顯得非常重要了。柴油發電機作為一種自備電源主要的解決方案，其容量應按應急電源或備用電源負荷較大者選擇。正確地選擇柴油發電機供電方案就成了關乎整個供電系統設計是否具有合理性、可靠性、安全性等很重要的一個方面。

 

一、市電與附件設備的連接

 

     市電可為發電機組上的一些關鍵電器裝置提供電能，如蓄電池充電器、發電機組預熱裝置（水套加熱器、機油加熱器）等。

1、加熱器

      在氣溫較低或寒冷的環境中，最好使用發電機組預熱器，以便在需要發電機組工作時能夠快速起動。預熱功率較大時，要用市電做為電源，發電機組起動前，把預熱器上的接線端子連接到市電，打開電源開關，預熱器開始工作，當發動機機體的溫度達到設定值或發電機組啟動后，預熱器自動停止加熱。

2、充電方式

      當發電機組工作正常發電時，發電機組為蓄電池進行充電及浮充充電；當發電機組停機時，市電為蓄電池進行充電及浮充充電；利用浮充電源模塊和兩種供電方式的切換可對蓄電池充電過程、充電電流進行最優控制，進而延長了蓄電池使用壽命。

（1）市電浮充

      在發電機組停止工作期間，蓄電池的電能會逐漸減弱，當弱到一定程度，發動機將很難起動。為使發電機組保持正常使用性能，需要及時為蓄電池充電（通常夏天每個月要充一次電，冬天每兩個月充一次電），用戶可通過連接好的ATS設備充電，也可把市電接到控制柜中市電浮充器的接線端子進行充電。

（2）原配充電機

      發電機組為了實現機組對蓄電池的充電功能，機組要安裝充電機，發電機組運轉時，發動機借助皮帶傳動機構驅動充電機運轉，外部激磁后，充電機發電輸出交流電壓，通過充電機內置的整流調壓模塊輸出直流電壓(參見圖1)，進而為蓄電池充電。

3、蓄電池連接

     起動時旋動開關鑰匙，如指示燈亮，說明電瓶有電，然后啟動馬達接通電流，柴油發電機即能起動，啟動系統接線如圖2所示。如一次起動不能成功，必須等待電樞完全靜止后再做二次起動，每次起動時間不超過5秒，二次間隔不應小于2分鐘。

（1）當蓄電池容量不足時，其充電電流會很大，無限流措施，而電流過大容易造成蓄電池鉛酸鹽化、發熱以及失水現象；

（2）當蓄電池容量充滿，浮充偏高，補充電流偏大，也會加劇蓄電池正極板的腐蝕，造成蓄電池排氣頻繁以及失水、溫度高的現象。

      這兩種情況輕則縮短蓄電池使用壽命，重則蓄電池出現熱失控造成蓄電池槽變形臌脹，以至電池失效。總之，充電發電機無法對蓄電池充電過程、充電電流進行最優控制以延長蓄電池使用壽命。

（3）當發電機組需要運輸或長期存放時，應斷開蓄電池的負極電纜線，在發電機組工作前再連接好。

 

       不能把電池投入火中，否則電池會爆炸。如果電池發生爆炸，電解液會噴射到各個方向。電池的電解液有腐蝕性，噴到人體后，會引起燒傷，甚至造成失明。如果人身或眼睛接觸到這種電解液，要立即用水沖洗，并尋求醫療救助。

 

圖1 柴油發電機組充電機電路連接圖

圖2  柴油機蓄電池與啟動系統接線圖

 

 

二、負載連接

 

1、選擇負載電纜線

      柴油發電機組與市電低壓柜之間的連接電纜，單相采用一根火線+一根零線+兩根信號線（如圖3所示）；三相采用3+1或3+2電力電線，信號線另外配置。

（1）電纜線選擇必須配合發電機組輸出的電壓和電流，直徑大小和長度要合適，另外要考慮兩點：

① 電纜線的容許電流大小，柴油發電機組和負載間的距離。

② 選擇時要考慮電纜線中會有電能損耗，通常在發電機組和負載間最大會有5%的電壓降。

（2）如果負載電流超過電纜線的容許值，電纜線將產生過熱現象，并會燒壞。

（3）如果電纜線太長或太細，將會產生很大的電壓降，從而降低輸入到負載上的電壓值，是負載不能正常工作。

2、連接負載

（1）在發電機組的控制柜（或開關柜）中配置了負載接線柱，用戶可直接把負載電纜線連接到對應的接線柱上，用戶扳手擰緊螺栓。注意各相線，零線和接地線要一一對應，不能錯接。

（2）連接時，要保證各相負載的平衡性，不能讓一相的負載遠遠超過另一相，否則會造成交流發電機的線圈過熱；相與相之間的不平衡還有可能損壞用電設備。

（3）電纜線要安放在管道或線槽中，注意不能把線槽固定在發電機組上，另外，不能把直流和交流的電纜放在同一個管道或線槽中。

（4）負載電纜線連接必須由持上崗操作證的專業電工實施，請參照圖1的負載接線框圖。

 

圖3  柴油發電機連接電纜截面結構

圖4  柴油發電機組負載連接框架圖

 

 

三、控制器與接地連接

 

      以下是發電機組控制器的基本接線方法（如圖5所示），具體接線方法還需根據實際情況進行調整。在接線前，一定要仔細閱讀控制器的使用說明書，確保接線正確無誤。

1、 電源接線

      將發電機組的電源線連接到控制器的電源輸入端，注意接線時要保證電源的極性正確。

2、發電機接線

      將發電機組的輸出線連接到控制器的發電機輸入端，注意接線時要保證發電機的極性正確。3. 電池接線：將電池的正負極分別連接到控制器的電池正負極輸入端。

4、負載接線

      將負載的正負極分別連接到控制器的負載正負極輸出端。

5、傳感器接線

      將發電機組的傳感器線連接到控制器的傳感器輸入端，注意接線時要保證傳感器的極性正確。

6、通訊接線

      將控制器的通訊線連接到計算機或其他設備的通訊端口。

7、接地連線

      康明斯柴油發電機組的電器元件必須都要接地，其接地電路如圖6所示。如果金屬部分是直接裸露的，或保護套出現破損露出金屬，都可能引起帶電，并對操作人員造成電擊。

      康明斯柴油發電機組內的所有電器和康明斯柴油發電機組本身都分別配置了接地端子，用戶使用前，需要把接地螺栓連接到接地角鋼上，然后把該角鋼插入大地。與接地角鋼連接時，所使用導線的最小橫截面積是16mm²，接地用的角鋼最好是鍍鋅的，角鋼大小為5號，下面制成尖角，以便插入地面。

（1）如果電器元件的接地線斷開或連接錯誤，康明斯柴油發電機組運行時，將會產生漏電，電流會直接傳進人體，會對操作人員造成極大的危險。

（2）所有負載也要做好接地連接。

（3）所有接地連接工作應該在康明斯柴油發電機組起動前進行。

 

圖3  柴油發電機組控制器接線端子示意圖

圖4  柴油發電機中線點接地方式

 

三、 ATS連接

 

      ATS即自動轉換開關電器，主要用于在緊急供電系統，將負載電路從一個電源自動切換至另一個（備用）電源，以確保重要負荷連續、可靠運行。發電機組控制系統配置了自動轉換開關連接接口，即ATS控制線連接接口，如果用戶配備了ATS設備，就可以連接到發電機組，在市電和發電機組之間轉換電源。

1、連接操作方法

（1）把配套插頭的兩端分別插進發電機組和ATS柜上的相應連接接口。

（2）連接發電機組上的輸出接線柱與ATS柜中對應的接線柱。

（3）連接市電與ATS柜中對應的接線柱。

（4）把負載連接到ATS的負載接線柱上。

○ ATS連接要在發電機組運行前操作。

○ 連接時，每個相線、零線和接地線要一一對應。

      如果已連接好ATS設備，發電機組運行時，打開ATS柜上的開關，控制系統會從ATS連接接口監控市電信號。假如市電正常，控制模塊會給ATS連接接口信號，然后通過ATS設備把負載電源自動轉換到市電，而發電機組會自動停機。相反地，如果控制系統檢測到市電不正常，如過電壓、低電壓、過頻或低頻等，那么ATS設備會把電源轉換到發電機組，使它自動運行，并為負載供電。

2、ATS設備的安裝位置

（1）ATS設備要安裝在室內，并靠近發電機組和市電的主開關。

（2）安裝處要清潔、干燥，通風條件良好，設備周圍要有足夠的操作空間。

（3）安裝處的環境溫度不能高于40℃，否則易損壞設備內部的保險絲和斷路器等電氣元件。

（4）不能把控制系統的各種電纜線放置在同一個管道內。

（5）電纜線、絕緣保護套的尺寸要符合國家標準。

（6）安裝處要保證不會有水進入，并且不能有可燃性氣體或液體。

（7）如果ATS設備安裝在室外，周圍必須要有保護措施。

（8）不能把ATS設備放在發電機組上。

 

 

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