柴油发电机组并联运行典型故障及原因分析

柴油发电机组并联运行典型故障及原因分析

摘要：柴油发电机组的运行情况直接影响部队的供电效果。若出现负荷不均匀

或者不稳定的情况，会直接威胁电站系统的运行安全，严重时甚至会损坏柴油发

电机组本身。本文将对柴油发电机组并联运行的典型故障与发生原因进行探讨，

进而提出故障的应对方法，仅供参考。

关键词：柴油发电机组；并联；典型故障

作为部队供电系统中的组件之一，柴油发电机组的作用不可忽视。而柴油发电机

组的并联运行状态容易受到柴油机的稳态调速率与发电机的静态电压调整率影响，比如当柴油发电机组并联运行时出现功率过大的情况，会使柴油发电机组执行安

全保护装置动作，让整个电站系统受到影响。鉴于此，对柴油发电机组并联运行

典型故障及发生原因进行探讨有一定的现实意义。

下面将结合实例探讨柴油发电机组并联运行时出现的典型故障与原因。

1.负荷分配超差

1.1故障说明

对三台柴油发电机组的单机进行运行负荷试验，单机显示：1号的稳态调速率和

稳态电压调整率分别为2.68%、3.08%，2号机组分别为2.66%、3.08%，3号机组

分别为3.52%、3.08%。依据试验结果可以发现，3台单机运行时无异常情况，且

稳态电压调整率完全一致。而稳态调速率方面，1号与2号单机的数据基本相同，3号数据过大。

1.2原因分析

从理论上来看，柴油发电机组的转速需要保持一致才会以恒定的转速运行，保障

设备供电的稳定性。但实际上机组的各个单机会存在转速不同的情况，而随着机

组负荷的改变，实际转速会持续与设定值产生偏差，进而使得发电机输出电压的

频率不稳定。

究其原因，发电机组的稳态调速率不同，发电机电压的频率不同，而要使机组并

联运行后保持相同的频率，柴油发电机组就会自行调整每个机组所承担的负荷。

如果并联运行时机组的稳态调速率与设定值基本一致，那么每个单机所负担的负

荷也会相对均匀一些。

2.功率因数表波动

2.1故障说明

对3台柴油发电机组进行修后单机运行负荷试验，数据结果显示：1号机组的稳

态电压调整率为4.2%，2号与3号分别为3.8%与4.7%。若将其中两台机组并联

起来并且尝试运行，未出现明显异常，并车时则会发现功率因数表持续波动，幅

度基本在0.2左右，波动周期为0.5s，而功率表没有发现明显抖动的情况。

2.2原因分析

柴油发电机组的输出功率可以被分为有功功率与无功功率两种，其中有功功率

用来支持各个用电设备的正常运行，而无功功率不对外做工，负责实现电路内的

电场交换与磁场交换。3台发电机组的运行负荷试验无异常情况，整体情况相对

稳定，当将任意两个机组并联起来没有出现明显异常，可以肯定的是柴油发电机

组输出的有功功率是正常的，并且分配合理。并车之后会出现功率因数表的抖动

证明柴油发电机组的无功功率分配不均衡。

3.功率分配不稳定

3.1故障说明

对2台柴油发电机组进行单机负荷与并车负荷实验，结果显示单机的负荷情况

正常。然而当进行100kw负荷并车试验时，可以两台发电机组出现了抢夺负荷的

情况，导致负荷分配不稳定。逐渐增加总负荷之后，每台机组的负荷分配情况有

所改善，直到总负荷达到250kw及以上，两个机组可以负担一致的负荷，且持续

而稳定，功率因数表的抖动现象消失，证明此时机组并联运行的负荷分配器为正

常动作状态。

3.2原因分析

依据单机负荷实验结果，可以肯定系统内的各个硬件未出现故障。并联运行之后

负荷分配无法稳定，是由于两个并联机组在互相争夺负荷，进而使得发电机组整

体的调速时快时慢，不够均匀。

鉴于调速电位器是柴油发电机组并联运行的共用通道，单机试验时调速电位器的

电阻是均匀变化的，因此可以排除调速电位器所造成的运行故障。那么在机组整

体的稳态调速率较低之时，两台机组会因为抢夺负荷而出现超调现象。以文中提

到的案例为基础，1号发电机组与2号发电机组在负荷100kw时，分配器会调整

一次负荷，此时1号机组的转速为1458r/min，频率为48.6Hz，2号机组的转速高达1480r/min，频率达到49.3Hz，不难发现机组之间的负荷差距是比较大的。当

机组整体的稳态调速率较高时，分配器发出动作后，符合向两个机组的转移速度

不高，因此并联机组需要利用较长时间实现负荷的稳定分配。为了提升柴油发电

机组并联运行的质量，需要重新调整并匹配两个机组的稳态调速率。

4.柴油发电机组并联运行故障的应对方法

4.1安装转速传感器，检查系统线路

若想有效控制柴油发电机并联运行时的转速，应关注系统转速的监测与调整。安

装转速传感器利于人员及时掌握机组的转速，需要注意的是安装时应将传感器与

飞轮的齿顶相对，安装结束后及时手动盘车，确认间隙为正常情况之后使用电动

盘车，避免转速信号丢失的问题。同时全面检查电子调速器的齿条连杆，保障连

杆无松动情况，并且执行器的接线连接完好，不会发生偶然性的变速跳变。

4.2设定适宜的初始值，合理调整各个参数

合理设置电位器的数值，让柴油发电机组的转速保持恒定，而调节范围应以额

定转速为基础。对于柴油机的稳态调速率与发电机的静态电压调整率这两个参数，需要将其设置为统一的数值。笔者研读了大量资料，建议将稳态调速率与静态电

压调整率分别设置为3%与4%，用于维持单机负荷的稳定性。

结语

影响柴油发电机组并联运行的因素众多，比如有功功率的分配情况、执行器与

高压油泵齿条连杆的安装情况以及反馈电位器的精准度等，但其中最为关键的仍

然是柴油机的稳态调速率与发电机的静态电压调整率，将这两个要素把握到位，

是柴油发电机组并联运行稳定的关键所在，因此制造与运行柴油机时需要着重关注。

参考文献

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[2]邱明,刘文贝. 柴油发电机组概述及其技术发展[J]. 通信电源技

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