中车长春轨道客车股份有限公司
摘要：本文简要介绍了铁路客车发电车柴油发电机组控制系统组成及功能，阐述了测试发电机组的输出功率、带载能力以及各种电气参数的工艺方法。
关键词：发电机组 电压 频率 功率因数
1.概述
铁路客车发电车的电气系统采用集中供电方式，发电车通过柴油发电机组输出AC400V、50Hz交流电，并通过地板夹层两路供电母线及车端连接器为各车供电，各车从各自车下电气装置中的供电母线的分支线取电源，经过本车的电气综合控制柜的电气分配控制和保护后，给本车的交流电气设备提供交流电源，同时给整流装置提供交流电源，经过整流后变成DC48V直流电向本车直流负载和应急负载供电。由此可见，柴油发电机组为整列车的所有电气设备提供电源，它的性能测试至关重要。
2.机组控制系统组成及功能介绍
发电车的发电系统由两台或者三台柴油发电机组及其电气控制屏和有关发动机的附属系统组成。柴油发电机组包括主柴油机和主发电机。柴油机与发电机通过联轴节组装成发电机组，机组通过减振器与共用底架组装成一体。由上述设备组成可两路输出的列车移动电站，供整列客车用电。
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图1 柴油发电机组
2.1主控制屏
主控制屏由机组控制屏和本车用电控制屏组成。机组控制屏控制发电机组的起动，停止，机组的调频调压，对机组的各种参数进行检测和显示，对各种故障实行保护和报警。本车用电控制屏可以控制多台机组的供电方式，即单机全车供电、分路供电、并联运行供电。本车用电电源通过转换开关选择向本车各交流负载供电。
2.2控制柜的各种功能
控制柜可以控制柴油机的起动、停止、调速，发电机主开关的分闸、合闸，发电机的电压调整，冷却风机的起动、停止，风机高速、低速运转的切换，机组之间各种工况的联锁，供电工况选择，机组并机运行选择及控制。
当柴油机的水温、水位、润滑油压力、转速超过限值时，控制柜会发出声光报警并控制机组自动停机；当出现短路、超载、逆功率时，控制柜发出声光报警，并使主开关自动分闸；当发电机绕组温度超过限值时，控制柜发出声光报警。
机组控制屏可以分别显示柴油机转速、油压、水温、发电机电压、三相电流、功率、功率因数、频率、柴油机运转时间以及各种控制状态指示和各种故障报警指示。本车屏上可以显示24V电池充电电流、充电电压、48V电池电压电流、同步指示仪表状态以及上、下油箱油位、上水箱水位显示。
控制屏具有并车功能，选择并车时，同步脉冲继电器工作，并车开关可以分别选择每个主开关和1个联络开关的并机合闸。当二台机组并联运行时，根据各机组的负荷情况，通过调节电压及转速微调电位器，可以实现各并联机组的负载功率基本相同。
3.柴油发电机组调试工艺方法
3.1试验前准备工作
（1）检查柴油机组的底座联轴节、连接螺栓、接地线安装应牢固可靠，柴油机表面必须清理干净，不允许有任何杂物。
（2）检查柴油机各机组润滑油的高度应高于L略靠近上限H。
（3）检查冷却水管路中的所有阀门全部在开通位，供水管路不得有漏水现象。
（4）检查燃油管路中的所有阀门应全部在开通位，供油管路不得有漏油现象。
（5）检查自动泵油控制功能正常。
（6）检查控制屏的各种开关均应在原始状态。
（7）手动泵油，使上油箱显示1/4以上的储量。
（8）给膨胀水箱加水，使其水位显示应大于1/2，并关闭膨胀水箱的注水阀门。
（9）打开冷却室的百叶窗。
（10）拆除外接三相四线制AC380V电源。
（11）测量三个机组的起动电机的电压正常。
3.2试验注意事项
（1）润滑油温度应在7℃以上，如环境低于7℃时应先起动油水加热。
（2）起动蓄电池前，停止充电装置充电。
（3）起动蓄电池，电压表显示电压应大于等于DC23V。
（4）为防止起动电机损坏，持续起动时间不得超过2-3S，如起动不成功，须停2min 后再行起动，如果三次起动不成功，不得再起动，应查找原因，排除故障后再起动。
（5）起动运转15秒后应显示油压，若15S内没有显示，应立即切断起动电源，防止损坏发动机。
（6）起动前需将怠速运行选择开关打到怠速位。发动机怠速运行时间1-2min，不允许超过8min，否则，由于柴油机不能充分燃烧，损伤发动机。
（7）机组正常运转后，发动机冷却水温不得低于60℃，否则，发动机运行部件得不到充分润滑。
（8）不得在有汽化燃烧气体场所起动发电机，否则，这些燃烧气体会引起发动机加速和超速，并导致起火爆炸损坏发动机。
3.3柴油机组起动试验
在直流起动电源箱内闭合手动开关，在控制屏上插入起动钥匙，将起动电锁旋至"起动"位，起动接触器吸合，起动马达运转，松开起动电锁，起动电锁将自动回到"运行"位，柴油机组做怠速运行，怠速运行一定时间后，将怠速运行选择开关拨到"运行"位。柴油机组起动成功后，应注意观察机油温度、冷却水温度、机油压力是否在正常范围内。
3.4柴油机组性能试验
3.4.1输出电压检查
分别检查每台发电机组母线的输出电压正常，相序正确。
3.4.2报警功能试验
用模拟事故状态或人为事故状态的方法，分别检查每台机组安全装置的可靠性，在试验过程中，当保护动作停机后，要重新起动机组进入稳定运行状态，再进行后续试验。
3.4.3加载与运行试验
发电机组试验使用负载试验装置来测试其输出功率、带载能力、发电机组电气参数以及动态参数。
负载试验装置包括负载柜和计算机控制系统。进入程序界面，输入相应的设定参数，可以依次测试电压和频率的波动率和稳态调整以及连续运行试验。
3.5机组并联运行试验
（1）手动并联。分别起动两台机组，其中一台机组加50％的额定负载，调整待并机组的频率和电压，把并机转换开关置于与待并机组对应的位置，调整待并机组频率使两台机组频率相同，同步表S指针在12点位置，操纵并车接通按钮，使两机组并车，两机组并车后，调整频率，使两机组负载分配平衡，不得发生振荡现象，调整电压，使两机组功率因数一致。
（2）加载试验。调节输出功率为额定功率的75%，变更总负载：从 75％→100％→75％→50％→25％→50％→75％的额定负载，在各级负载下运行一定时间。在各组负载运行时，记录各机组有功功率、线电压、电流、功率因数、频率、柴油机水温。
（3）负载转移试验。双机组运行，机组负载为额定负载的75%，操作一机组负载转移到另一机组，使本机组负载为零，操作使主断路器跳闸，解列，75％额定负载由一台机组承担，转移完成应平稳。
4.结语
通过柴油发电机组起动、加载、运行、并车等试验，可以对机组的各项电气参数和性能进行测试，有效的保证发电机组的质量。
参考文献：
［1］辜成林，陈乔夫，熊永前.电机学［J］.华中科技大学出版社，2017.