柴油發(fā)電機(jī)自動(dòng)化技術(shù)的改造及應(yīng)用研究

趙楊，王改霞

（1.中廣核核電運(yùn)營(yíng)有限公司，廣東 深圳518000；2.中廣核工程有限公司，廣東 深圳518000）

1 引言

無(wú)論哪種工程的開(kāi)展，都離不開(kāi)電力系統(tǒng)的支持，如果電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障，勢(shì)必會(huì)對(duì)工程的正常開(kāi)展與相關(guān)設(shè)備的正常運(yùn)行造成影響，可能還會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)一系列的供電系統(tǒng)問(wèn)題，從而為工作的正常進(jìn)行造成嚴(yán)重的影響。而這也就要對(duì)柴油發(fā)電機(jī)自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新與改造，將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用到柴油發(fā)電機(jī)中，從而確保工程中的各項(xiàng)工作能夠正常開(kāi)展，確保電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

2 柴油發(fā)電機(jī)的相關(guān)內(nèi)容

2.1 柴油發(fā)電機(jī)的構(gòu)成及優(yōu)勢(shì)

柴油發(fā)電機(jī)一般由柴油機(jī)調(diào)速器和電控系統(tǒng)兩個(gè)部分構(gòu)成，其在實(shí)際的應(yīng)用中主要具有操作簡(jiǎn)單、容易維修等優(yōu)點(diǎn)，但是發(fā)電機(jī)組不具備完善的監(jiān)控系統(tǒng)，非常容易受到人為因素的影響，無(wú)法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的故障診斷，并且也無(wú)法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程遙測(cè)與控制。隨著柴油發(fā)電機(jī)中發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)技術(shù)的深入研究與改進(jìn)，在如今實(shí)際應(yīng)用中的柴油發(fā)電機(jī)組能夠利用改造技術(shù)，實(shí)現(xiàn)故障的自動(dòng)化檢查與診斷，同時(shí)也能夠進(jìn)行遠(yuǎn)程操作，最大程度地降低了人為因素所造成的影響，有效地提高柴油發(fā)電機(jī)的工作效率，確保其工作的穩(wěn)定性。具體而言，經(jīng)過(guò)改造后的柴油發(fā)電機(jī)系統(tǒng)，能夠有效地降低維修的費(fèi)用，提高自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用效果，真正地實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操控，降低外界因素的影響。

2.2 柴油發(fā)電機(jī)的用途

對(duì)于柴油發(fā)電機(jī)組而言，其主要具有四種用途，首先，其能夠自備電源，主要應(yīng)用在一些不具有電力供應(yīng)系統(tǒng)的地區(qū)，如偏遠(yuǎn)的牧區(qū)、海島、荒漠高原等地，在這些地區(qū)中，因?yàn)闆](méi)有電力資源，所以就需要自備電源，對(duì)于自備電源而言，其主要指的就是自己發(fā)電、自己用電，而柴油發(fā)電機(jī)組則能夠很好地滿足這一需求。其次，柴油發(fā)電機(jī)組也具有備用電源的作用，主要就是應(yīng)用在一些電力比較完善的地區(qū)，為了避免發(fā)生意外情況，比如臨時(shí)停電、電路故障等，可以進(jìn)行臨時(shí)發(fā)電，一般，在這種情況下，其不作為主要電源使用，而是應(yīng)急的一種手段。再次為替代電源，所謂替代電源，其主要的作用就是對(duì)供電不足的情況進(jìn)行充分的彌補(bǔ)，通常在兩種情況下采用替代電源，分別是電力價(jià)格昂貴或者是供應(yīng)不足，通過(guò)替代電源能夠有效地解決成本，并也可以作為救濟(jì)手段。最后為移動(dòng)電源，其主要指的就是可以應(yīng)用于多個(gè)地點(diǎn)，因?yàn)楣こ添?xiàng)目的需求，而進(jìn)行到處轉(zhuǎn)移，移動(dòng)電源主要的特點(diǎn)就是操作靈活，通常使用在電源車輛中。

3 柴油發(fā)電機(jī)自動(dòng)化系統(tǒng)現(xiàn)存的問(wèn)題

3.1 可靠性以及穩(wěn)定性的不足

在使用柴油發(fā)電機(jī)時(shí)，往往會(huì)長(zhǎng)時(shí)間地進(jìn)行使用，如果不注重保養(yǎng)與檢修工作，則會(huì)導(dǎo)致其出現(xiàn)內(nèi)部零件老化的情況，這樣一來(lái)就會(huì)導(dǎo)致其在實(shí)際使用的過(guò)程中，非常容易出現(xiàn)無(wú)法啟動(dòng)等情況，同時(shí)，內(nèi)部電路的磨損與老化也容易使其所對(duì)應(yīng)的操作系統(tǒng)出現(xiàn)接觸不良的情況，最終影響了整個(gè)柴油發(fā)電機(jī)自動(dòng)化系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性與可靠性。

3.2 柴油發(fā)電機(jī)組遠(yuǎn)程監(jiān)控的提升

對(duì)于傳統(tǒng)的柴油發(fā)電機(jī)設(shè)備來(lái)說(shuō)，其對(duì)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用程度比較低，實(shí)際使用過(guò)程中也存在大量的安全隱患，使很多保養(yǎng)與維修工作都無(wú)法得到真正的深入，從而為工作人員帶來(lái)比較大的工作壓力與工作負(fù)擔(dān)。同時(shí)，在柴油發(fā)電機(jī)的監(jiān)控系統(tǒng)中，一般的監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)置都比較簡(jiǎn)單化，很多故障的診斷工作與維修工作都需要通過(guò)人力的方式進(jìn)行操作，過(guò)度依賴人工技術(shù)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)故障的自動(dòng)鑒別與診斷，更加無(wú)法在故障發(fā)生時(shí)直接進(jìn)行斷連處理，缺乏遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，這樣一來(lái)就會(huì)在一定程度上降低柴油發(fā)電機(jī)的實(shí)際使用效果。

4 柴油機(jī)的改造

4.1 調(diào)速器的技術(shù)改造

在柴油發(fā)電機(jī)組實(shí)際運(yùn)行時(shí)，如果負(fù)載出現(xiàn)變化，就會(huì)影響到發(fā)電的頻率與電壓，而為了能夠確保電力設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性，則必須要控制好負(fù)荷量，不能隨意地增加或減少負(fù)荷量，從而避免柴油機(jī)的輸出功率發(fā)生變化，為電力設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。

對(duì)于柴油發(fā)電機(jī)所輸出的電壓來(lái)說(shuō)，其電壓的大或者小都是通過(guò)轉(zhuǎn)速而決定的，而通過(guò)調(diào)節(jié)循環(huán)泵油量則能夠有效地對(duì)轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制。在實(shí)際的工作過(guò)程中，對(duì)柴油機(jī)所使用的油量進(jìn)行合理的調(diào)節(jié)，可以確保其轉(zhuǎn)速能夠保持在規(guī)定的范圍之內(nèi)，這也叫作柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。為了能夠更好地實(shí)現(xiàn)這一目的，則必須要安裝調(diào)速裝置，按照柴油機(jī)所具有的不同負(fù)荷量和變化來(lái)調(diào)節(jié)油量，使其能夠保持在轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，這種調(diào)速裝置也叫作調(diào)速器。通常情況下，調(diào)速器可以分為機(jī)械式、電子調(diào)速器兩種形式。

一方面，對(duì)于機(jī)械調(diào)速器來(lái)說(shuō)，其主要的原理就是利用自身所產(chǎn)生的離心力，對(duì)油量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)進(jìn)行移動(dòng)，而后調(diào)節(jié)柴油機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速。這種調(diào)節(jié)方式需要工作人員進(jìn)行不斷的觀察，而且也需要其具備豐富的工作經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)人工的方式完成調(diào)節(jié)，這樣一來(lái)也就降低了調(diào)節(jié)器的實(shí)際工作能力，導(dǎo)致調(diào)速器的精確度與靈敏度都比較低，還會(huì)存在比較大的誤差，無(wú)法進(jìn)行精準(zhǔn)的控制。

另一方面，對(duì)于電子調(diào)速器來(lái)說(shuō)，其主要由執(zhí)行器、轉(zhuǎn)速控制器、相互連接的電纜以及轉(zhuǎn)速傳感器組成。在這其中，轉(zhuǎn)速控制器中包含轉(zhuǎn)速設(shè)定電位器，能夠?qū)Σ裼蜋C(jī)額定的轉(zhuǎn)速進(jìn)行設(shè)置。在柴油機(jī)中飛輪齒圈的位置安裝轉(zhuǎn)速傳感器，其屬于一種具有磁電感應(yīng)式的轉(zhuǎn)速傳感器，而后對(duì)柴油機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速，通過(guò)傳感的方式進(jìn)行采集。對(duì)于傳感器所采集的輸出信號(hào)來(lái)說(shuō)，其主要就是柴油機(jī)轉(zhuǎn)速和頻率之間形成的正比例，屬于一種交流電壓信號(hào)，在經(jīng)過(guò)運(yùn)轉(zhuǎn)后，該信號(hào)可以直接轉(zhuǎn)變成為直流電壓，將其與轉(zhuǎn)速的設(shè)定值進(jìn)行對(duì)比，得出轉(zhuǎn)速的偏差量。而后使用調(diào)節(jié)器對(duì)轉(zhuǎn)速的偏差量進(jìn)行調(diào)節(jié)，經(jīng)過(guò)放大后，將其轉(zhuǎn)變成為電流的控制方式，而后再向執(zhí)行器內(nèi)輸出驅(qū)動(dòng)電流[1]，在經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)電流的作用后，執(zhí)行器能夠進(jìn)行壓縮與復(fù)位，并作直線形式的輸出，其在加油方向中所產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力，能夠與線圈繞組內(nèi)形成的控制電流成正比，同時(shí)，減油方向所含有的復(fù)位力，其主要產(chǎn)生在復(fù)位彈簧中。

將機(jī)械調(diào)速器改造成為電子調(diào)速器，能夠有效地提高調(diào)速器的靈敏度、感應(yīng)速度、精準(zhǔn)度，而且功能也非常完善，為安裝與維護(hù)工作提供更多的便利，而且也能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化控制與遙控。

4.2 電控系統(tǒng)改造

現(xiàn)階段，柴油發(fā)電機(jī)系統(tǒng)中主要應(yīng)用的就是簡(jiǎn)易電控箱，其具有直觀顯示數(shù)據(jù)、操作方便化與簡(jiǎn)單化以及易于維修的特點(diǎn)。在經(jīng)過(guò)改造后，使用32 位ARM 處理器，從而提高各種參數(shù)的準(zhǔn)確度，同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)定制調(diào)節(jié)、定時(shí)整定等功能。此外，在改造后，柴油發(fā)電機(jī)的電控系統(tǒng)也真正實(shí)現(xiàn)了智能化、數(shù)字化以及網(wǎng)絡(luò)化，并將多種技術(shù)集合于一體，真正地實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程操控，具體包括遠(yuǎn)程遙控、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)測(cè)量、遠(yuǎn)程開(kāi)機(jī)與關(guān)機(jī)以及遠(yuǎn)程報(bào)警等功能，充分地發(fā)揮了自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用效果。

對(duì)于改造后的電控系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，其主要具有自動(dòng)化、信息化以及簡(jiǎn)單化的特點(diǎn)，能夠?qū)Πl(fā)電機(jī)所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的記錄與監(jiān)控，同時(shí)也具備自動(dòng)故障檢測(cè)與鑒別功能，根據(jù)實(shí)際的情況完成故障的診斷，切實(shí)提高柴油發(fā)電機(jī)的工作效率與效果。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，為了能夠使柴油發(fā)電機(jī)更好地進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用，提高柴油發(fā)電機(jī)的工作效率，應(yīng)該對(duì)當(dāng)下柴油發(fā)電機(jī)的實(shí)際使用情況進(jìn)行分析，合理地引入自動(dòng)化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操控與自動(dòng)化操作，從而使柴油發(fā)電機(jī)系統(tǒng)能夠更加穩(wěn)定地運(yùn)行，并使其工作效率也能夠得到同步的提升。