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      廣東柴油機車低溫起動失效分析及改進方法

      文章出處:本站 人氣:3570 發表時間:2023-03-15 16:47:14

      柴油發電車電氣接線簡圖

      在柴油發電機組與不間斷電源儲能機組進行聯用時,機組需要長時間處于冷備用狀態,并需要保證在收到起動信號后立即轉為運行,機組直流系統需要具備高可靠性,避免儲能機組因電量放光導致停機而造成重要用戶負荷停電。在機組起動失敗的原因分析中,電池故障占絕大多數(>90%),而發動機本體故障、控制系統處于手動狀態、控制系統故障等原因僅占10%以內。

      傳統的可靠性保障工作方式為通過每日試起動機組,并保持運行一段時間進行電池充電,但其缺點為會產生一定噪聲并需要專人進行維護。在部分發電車型號中,通過配置一臺增強型發電機快速起動模塊來解決該問題。

      快速起動模塊其本質為一臺AC-DC轉換器,可以通過從儲能機組輸出側吸收電能,并轉換為24V直流電供給起動機使用。一般在起動時,會在數s內獲得約32kVA的功率,并提供冷起動低壓電流。由于模塊的電源轉換容量遠大于電池,所以可在與儲能機組聯用時有效提升發動機一次性起動成功率。


      柴油機車起動實驗及失效原因分析



      經分析,機組起動失效主要分為結構原因及設計原因:

      1)結構原因主要在于,當大功率柴油發電機組在低溫時,缸體機械間隙變小、機油粘稠度增大、柴油霧化效果差、電池放電能力下降,此時如起動,將需要相較于平時更大的起動功率。

      2)設計原因主要在于,電池及起動線路布置不合理。該機型配備快速起動模塊,現有起動線路需從機組電瓶經過開關引至尾部輔助倉,通過該模塊后,繞至機組另一端前側到達起動機。線路幾乎繞機組一周,總鋪設長度接近20m。

      以線路截面面積為185mm2銅纜標準電阻值計算,當起動電流為1000A時,線路壓降將超過2V,起動功率損失約為2kW,導致起動功率不足。同時,由于電瓶低溫持續放電,也將導致電量迅速耗盡并對使用壽命產生影響。

      3 起動失效改進方法

      3.1 機械起動方式

      當作業環境溫度低于0℃時,可在部署工作前起用燃油水套加熱器,如圖3所示。

      其工作原理:從機組燃油油箱抽取燃料后,在渦輪室進行燃燒,通過水泵將冷卻液循環加熱。加熱器工作電源取自底盤直流系統,電功率約為0.6kW,熱功率約為35kW,耗油量為3.85L/h。經實際測試,在冬季氣溫為-15℃時,經過2.5h加熱,即可將柴油發電機組水套溫度升至30℃以上,滿足起動溫度要求。

      在車輛靜態條件下,加熱約4h后嘗試起動底盤發動機,依舊具備足夠起動電量。如長時間不關閉加熱器,在檢測到水溫達到70℃時,將自動熄火停止加熱,只進行冷卻液循環,避免發生水溫過高的問題。

      在起動柴油發電機組前,需檢查并將通向加熱器的旁路管道進出閥關閉,以防止機組起動后冷卻液循環壓力較大,反流至加熱器內部導致管路發生泄漏。此種起動方式耗時較長,難以在突發性供電保障場景下保證及時可靠發電。




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