康明斯柴油发电机组实载性能测试报告

摘要：在柴发机组试验时，需要对柴油发电机组进行带负载试验，以满足柴发机组的稳态电压调节率、瞬间电压调节率、电压恢复时间、电压波动率及稳态频率调整率、瞬态频率调整率、频率恢复时间特征、频率波动率等的八大特点。为了满足柴油发电机组的带负荷试验要求，需要保证有足够大的试验负载。

      柴油发电机组在出厂前必须进行性能测试，保证各项运行数据正常，实景图如图1所示；在到达用户柴油发电机房装配完毕后，应对其再次进行验收测试，实景图如图2所示。

      开始试验之前，发电机组应为实际冷状态，测量出发电机各绕组的直流电阻和温度（可用环境温度代替），为测定热态电阻时方便接线，应将各绕组连接一个开关用于合、断检测电阻的仪表，测量磁绕组的直流电阻时，应将碳刷提起使其离开集电环。

      启动发电机组后，试验开始前，应将发电机组进行调整，使输出电压和频率、输出容量、容量因数均为额定值。记录上述数据，另外还应记录试验环境数据（大气压力、环境温度和相对湿度）和发电机组发电机的机油温度和压力，冷却水温度柴油发电机公司厂家，发电机的进、出风温度和铁芯温度（或机座表面温度）等参数。

      上述调整和设定完成后，将电压调节设备和转速调整装置固定不动（保持到本试验结束为止）。保持上述状态运行到温升基本稳定后（一般用3小时的时间）本试验结束（但发电机组仍要继续运转）。试验中，每0.5小时记录一次第．项所要求的数据。试验结束时的电压与试验开始时的电压（即额定电压）之差占试验开始时电压的百分数即为冷热态电压变化率。

      在上述试验完成后，将柴油发电发电机组的负荷、输出电压、频率、容量因数均调节到额定值，并保持这些额定值继续运转到第11小时结束（计时从冷态开始）。在此期间，每0.5小时记录一次参数。一般状况下，在5小时后发电机组温升就会达到稳定，故而应根据人员和自然状况（白天容易操作）柴油发电机维修安装，在第6~11小时内决定停机测定电机绕组的热态直流电阻以及有关元件的温度，即完成热试验。对相复励交流同步发电机而言，要测量的绕组和元件较多，因此需多人配合完成，可设一人专门读秒表和指挥。

      采用同步反馈的直接负荷法进行试验时，需要将两台电机在机械及电气上连在一起，当被试电机作发电机运行时，陪试电机作发电机运转，反之，可同时用于同步发电机和发电机热试验。运行时，发电机发出的电能反馈给发电机，提供上述两台电机所消耗能量的举措有如下两个。

① 由第三台同步发电机提供。利用联轴器耦合时，该电机应为双轴伸，额定转速应与被试电机相同，其接线所示。

② 由电源供应。频率和电压应与被试电机完全相同，并需要采取适当的手段防范电机在达到额定速度的过程中产生有害的电气或机械的过渡步骤，其接线）减轻负载的直接负荷法

      减小负载下进行热试验时，被试电机的容量因数应等于或接近额定值。求得每一个负载时的绕组、铁芯以及相关部件的温升值后，绘制温升与绕组电流二次方或该部件损耗的关系曲线，将这些曲线向上顺势增长至被试电机的额定负载点，并通过坐标求得额定负载点的温升值。

），继续调整发电机组在额定工况下运转到第11小时结束。然后调整负载达到110％额定值，同时要尽力保证电压、频率和容量因数也为额定值。运行1小时后停机，在这1小时中，每隔15min记录一次本文上述第一条的第2项所要求的数据。期间未出现任何品质问题。（2）对12小时运转试验

      合格与否的判定标准在12小时运转试验中，发电机组应无渗油、漏水、漏气、油温或水温偏高、突然自停机、运转声音异样、电压和频率下降到较低限度（无法调高）等异常现象。

      柴油发电机负载突然变化时，柴油发电机的转速将随之而产生变化，此时，速度控制器应能在规定时内将速度控制在规定范围内，并能稳定的运转。其试验步骤是

（1）柴油发电机从100%负荷突然卸去负荷，要求瞬时调速率不大于10%，稳定调速率不大于5% 。稳定时间不大于5秒（即从速度复到波动率 为正负1%的时间）。

（2）柴油发电机从空载突然加上50%额定负载，稳定后再加上余下的50%负载时，要求其瞬时调速率不大于10%，稳定调速率不大于5%，稳定期间不大于5秒（即从转速发生波动开始到速度稳定波动率为 正负1%的时间

是指突加或突卸，全负荷时，瞬时转速的较大变化范围与额定速度NH（铭牌上的标定转速）比值的百分数。● 

故而在调节过程稳定之后，还存在着速度差（称为静态速度差），柴油发电机从空车到全车负荷运转的转速差与额定转速比值的百分数称为稳定调速率（或静态调速率）。其公式如下：δ2

      柴油发电机调速板灵敏度检验应与发电机的其他

组100%负荷运转时，突然将发电机负载全部卸掉（此时柴油发电机瞬时转速即时升高）按动秒表，观察柴油发电机速度瞬时上下波动值，当转速稳定到另一个速度时（即速度恢复到波动率为±1%范围）即按停秒表，记录稳定期间。试验时记录转速转速，试验前后的转速与试验步骤的瞬时速度，将试验数据代入上述公式，即可得出瞬时调速率与稳定调速率。突加负荷对策与之相同。      经过试验，康明斯柴发机组瞬间调速率绝对值为2.98%～8.97%，满足10%要求；稳定时间为0.9～3.4 s，满足不大于5s的要求。

      将公共底座装满滑油，然后人为地减轻油位至较低油位，液位开关即刻报警，加压泵立即向公共底座补油至较高油位；柴油发电机运转平稳后，紧急停机，滑油预供泵立即投入运行；然后再次启动柴油发电机，发现滑油预供泵立即启动，向柴油发电机供油，柴油发电机转速达到较低速度300（r·min－1）时，滑油预供泵立即停止运转；所有这些都证明滑油系统符合设计要求柴油发电机一览表。

      因为康明斯发电机服务中心内部试车采用轻油，所以燃油装置试验验证带载进行。首先用燃油加压泵向重油沉淀箱加满油，然后人为地将油位降低到较低油位，报警装备报警，加压泵自动启动补油；照此程序也对重油日用油箱进行了试验，同样也满足设计要求。

      启动重油供应单元，观察到重油提供单元出油温度为125℃，黏度为12cSt，符合设计要求

      在蓄电池组充足电源，中途不补充电的状况下启动冷态柴油发电机，起动次数不 少于10次。对于

      经过康明斯发电机服务商内部和实载运行，柴油发电机启动并正常稳定运行后，防冻液系统运转正常，柴油发电机过热水进、出水温度、滑油进机温度、低温水进出机温度、各缸排烟温度等各种热工数据均符合技术说明，说明冷却水系统符合规划要求。

      柴油发电机性能试验系统如图5所示，多台机组并列试验接线、三相突然短路和稳定短路能力试验

      该发电机组在自激励情况下，将三相突然短路，连续时间为5 s，没有产生任何危害，满足不少于2 s的要求；并且该发电机组在稳定短路时，承受了4.5倍于额定电流的稳定短路电流而没有出现故障，满足GB/T13032-2010柴油发电机组国标的要求。

      在厂内台架试验期间，康明斯柴发机组分别做了2台、3台、4台发电机组并联运行试验，其结果如下：有功功率分配差度为:△Pi=1.5%～2.2%发电机组额定有功功率，满足不大于发电机组额定有功功率15%的要求；无功容量分配差度为△Pi=1.6%～5.2%发电机组额定无功容量，满足不大于发电机组额定无功容量10%的要求。

      因为康明斯发电机组是按照Cummins公司许可证生产，NOx排放测试适合于数据法，只要燃油凸轮、增压器、空冷器、高压油泵、喷油器、活塞、喷油定期等危害NOx排放的零件参数不产生变化，就认为NOx排放是符合要求的。

      以上的试验内容和手段是康明斯公司在2020年3月4日对4套KTA50-G3型康明斯柴发机组经台架试验和带载试验步骤，以验证各项技术数据达到了专利方和技术指标书的要求，满足广州万博地下空间使用条件。目前该型柴油发电机组已经交付4台套，用于其消防设施的应急备用电源。康明斯公司在试验结束后，将中将4台套

柴油发电机组在出厂前内部的台架试验结果提交给用户，因为涉及到双方商业机密，便不宜在本文中公布。