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康明斯柴油發(fā)電機電氣系統(tǒng)的線路連接

發(fā)布時間:2023-09-24 點擊:285
康明斯柴油發(fā)電機電氣系統(tǒng)的線路連接
柴油發(fā)電機的供電設(shè)計是電氣設(shè)計的一個重要組成部分,其設(shè)計方案的優(yōu)劣將直接影響整個供配電系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性、經(jīng)濟性。市場需要康明斯技術(shù)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(tǒng)。康明斯公司就以往施工案例中一些工程經(jīng)驗積累,總結(jié)了幾種典型的柴油發(fā)電機供電接線方案,在此同大家一起探討。
自備電源分為應(yīng)急電源和備用電源。應(yīng)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(shè)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(shè)備供電的電源,其特點是滿足生產(chǎn)和經(jīng)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(yīng)用的是配置柴油發(fā)電機組,那么柴油發(fā)電機供電設(shè)計的合理性就顯得非常重要了。柴油發(fā)電機作為一種自備電源主要的解決方案,其容量應(yīng)按應(yīng)急電源或備用電源負(fù)荷較大者選擇。正確地選擇柴油發(fā)電機供電方案就成了關(guān)乎整個供電系統(tǒng)設(shè)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(shè)備的連接
市電可為發(fā)電機組上的一些關(guān)鍵電器裝置提供電能,如蓄電池充電器、發(fā)電機組預(yù)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(huán)境中,最好使用發(fā)電機組預(yù)熱器,以便在需要發(fā)電機組工作時能夠快速起動。預(yù)熱功率較大時,要用市電做為電源,發(fā)電機組起動前,把預(yù)熱器上的接線端子連接到市電,打開電源開關(guān),預(yù)熱器開始工作,當(dāng)發(fā)動機機體的溫度達(dá)到設(shè)定值或發(fā)電機組啟動后,預(yù)熱器自動停止加熱。
2、充電方式
當(dāng)發(fā)電機組工作正常發(fā)電時,發(fā)電機組為蓄電池進(jìn)行充電及浮充充電;當(dāng)發(fā)電機組停機時,市電為蓄電池進(jìn)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(jìn)行最優(yōu)控制,進(jìn)而延長了蓄電池使用壽命。
(1)市電浮充
在發(fā)電機組停止工作期間,蓄電池的電能會逐漸減弱,當(dāng)弱到一定程度,發(fā)動機將很難起動。為使發(fā)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(shè)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(jìn)行充電。
(2)原配充電機
發(fā)電機組為了實現(xiàn)機組對蓄電池的充電功能,機組要安裝充電機,發(fā)電機組運轉(zhuǎn)時,發(fā)動機借助皮帶傳動機構(gòu)驅(qū)動充電機運轉(zhuǎn),外部激磁后,充電機發(fā)電輸出交流電壓,通過充電機內(nèi)置的整流調(diào)壓模塊輸出直流電壓(參見圖1),進(jìn)而為蓄電池充電。
3、蓄電池連接
起動時旋動開關(guān)鑰匙,如指示燈亮,說明電瓶有電,然后啟動馬達(dá)接通電流,柴油發(fā)電機即能起動,啟動系統(tǒng)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(yīng)小于2分鐘。
(1)當(dāng)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(fā)熱以及失水現(xiàn)象;
(2)當(dāng)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(xiàn)象。
這兩種情況輕則縮短蓄電池使用壽命,重則蓄電池出現(xiàn)熱失控造成蓄電池槽變形臌脹,以至電池失效。總之,充電發(fā)電機無法對蓄電池充電過程、充電電流進(jìn)行最優(yōu)控制以延長蓄電池使用壽命。
(3)當(dāng)發(fā)電機組需要運輸或長期存放時,應(yīng)斷開蓄電池的負(fù)極電纜線,在發(fā)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(fā)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(yī)療救助。
圖1 柴油發(fā)電機組充電機電路連接圖
圖2 柴油機蓄電池與啟動系統(tǒng)接線圖
二、負(fù)載連接
1、選擇負(fù)載電纜線
柴油發(fā)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(fā)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(fā)電機組和負(fù)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(fā)電機組和負(fù)載間最大會有5%的電壓降。
(2)如果負(fù)載電流超過電纜線的容許值,電纜線將產(chǎn)生過熱現(xiàn)象,并會燒壞。
(3)如果電纜線太長或太細(xì),將會產(chǎn)生很大的電壓降,從而降低輸入到負(fù)載上的電壓值,是負(fù)載不能正常工作。
2、連接負(fù)載
(1)在發(fā)電機組的控制柜(或開關(guān)柜)中配置了負(fù)載接線柱,用戶可直接把負(fù)載電纜線連接到對應(yīng)的接線柱上,用戶扳手?jǐn)Q緊螺栓。注意各相線,零線和接地線要一一對應(yīng),不能錯接。
(2)連接時,要保證各相負(fù)載的平衡性,不能讓一相的負(fù)載遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過另一相,否則會造成交流發(fā)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(shè)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(fā)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(fù)載電纜線連接必須由持上崗操作證的專業(yè)電工實施,請參照圖1的負(fù)載接線框圖。
圖3 柴油發(fā)電機連接電纜截面結(jié)構(gòu)
圖4 柴油發(fā)電機組負(fù)載連接框架圖
三、控制器與接地連接
以下是發(fā)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(jù)實際情況進(jìn)行調(diào)整。在接線前,一定要仔細(xì)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(fā)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(fā)電機接線
將發(fā)電機組的輸出線連接到控制器的發(fā)電機輸入端,注意接線時要保證發(fā)電機的極性正確。3. 電池接線:將電池的正負(fù)極分別連接到控制器的電池正負(fù)極輸入端。
4、負(fù)載接線
將負(fù)載的正負(fù)極分別連接到控制器的負(fù)載正負(fù)極輸出端。
5、傳感器接線
將發(fā)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(shè)備的通訊端口。
7、接地連線
康明斯柴油發(fā)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(xiàn)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(fā)電機組內(nèi)的所有電器和康明斯柴油發(fā)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(dǎo)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(fā)電機組運行時,將會產(chǎn)生漏電,電流會直接傳進(jìn)人體,會對操作人員造成極大的危險。
(2)所有負(fù)載也要做好接地連接。
(3)所有接地連接工作應(yīng)該在康明斯柴油發(fā)電機組起動前進(jìn)行。
圖3 柴油發(fā)電機組控制器接線端子示意圖
圖4 柴油發(fā)電機中線點接地方式
三、 ats連接
ats即自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器,主要用于在緊急供電系統(tǒng),將負(fù)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(fù)荷連續(xù)、可靠運行。發(fā)電機組控制系統(tǒng)配置了自動轉(zhuǎn)換開關(guān)連接接口,即ats控制線連接接口,如果用戶配備了ats設(shè)備,就可以連接到發(fā)電機組,在市電和發(fā)電機組之間轉(zhuǎn)換電源。
1、連接操作方法
(1)把配套插頭的兩端分別插進(jìn)發(fā)電機組和ats柜上的相應(yīng)連接接口。
(2)連接發(fā)電機組上的輸出接線柱與ats柜中對應(yīng)的接線柱。
(3)連接市電與ats柜中對應(yīng)的接線柱。
(4)把負(fù)載連接到ats的負(fù)載接線柱上。
○ats連接要在發(fā)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(yīng)。
如果已連接好ats設(shè)備,發(fā)電機組運行時,打開ats柜上的開關(guān),控制系統(tǒng)會從ats連接接口監(jiān)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(shè)備把負(fù)載電源自動轉(zhuǎn)換到市電,而發(fā)電機組會自動停機。相反地,如果控制系統(tǒng)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(shè)備會把電源轉(zhuǎn)換到發(fā)電機組,使它自動運行,并為負(fù)載供電。
2、ats設(shè)備的安裝位置
(1)ats設(shè)備要安裝在室內(nèi),并靠近發(fā)電機組和市電的主開關(guān)。
(2)安裝處要清潔、干燥,通風(fēng)條件良好,設(shè)備周圍要有足夠的操作空間。
(3)安裝處的環(huán)境溫度不能高于40℃,否則易損壞設(shè)備內(nèi)部的保險絲和斷路器等電氣元件。
(4)不能把控制系統(tǒng)的各種電纜線放置在同一個管道內(nèi)。
(5)電纜線、絕緣保護套的尺寸要符合國家標(biāo)準(zhǔn)。
(6)安裝處要保證不會有水進(jìn)入,并且不能有可燃性氣體或液體。
(7)如果ats設(shè)備安裝在室外,周圍必須要有保護措施。
(8)不能把ats設(shè)備放在發(fā)電機組上。

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