李 旭 盧嘉俊 潘 敏

低壓柴油機(jī)式電力應(yīng)急電源車檢測(cè)及缺陷分析

李 旭1盧嘉俊2潘 敏2

（1. 廣東產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)研究院，廣州 510670； 2. 國(guó)家智能電網(wǎng)輸配電設(shè)備質(zhì)量檢驗(yàn)檢測(cè)中心（廣東），廣東 東莞 523325）

作為保障供電的重要設(shè)備，低壓柴油機(jī)式電力應(yīng)急電源車的可靠性尤為重要。本文選取10輛現(xiàn)役應(yīng)急電源車，根據(jù)所選電源車的特點(diǎn)設(shè)計(jì)檢測(cè)方案并開展質(zhì)量檢測(cè)，對(duì)發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量缺陷進(jìn)行分析，以期為電力應(yīng)急電源車使用方、供應(yīng)商及檢測(cè)機(jī)構(gòu)在設(shè)備采購(gòu)、驗(yàn)收、使用、報(bào)廢、鑒定及質(zhì)量檢測(cè)方面提供參考。

電源車；保供電；檢測(cè)；缺陷分析

0 引言

低壓柴油機(jī)式電力應(yīng)急電源車由底盤車、柴油發(fā)電機(jī)組、輸配電及操控箱、電纜絞盤等組成，對(duì)外輸出三相/單相電，主要為重要場(chǎng)所、重大活動(dòng)提供應(yīng)急不間斷供電保障，適用于市區(qū)、野外及搶險(xiǎn)救災(zāi)等場(chǎng)所[1-2]。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，社會(huì)物質(zhì)生活和文化生活質(zhì)量不斷提高，城市供電可靠性要求越來越高[3]，對(duì)應(yīng)對(duì)各種意外事故的電力應(yīng)急電源車的需求也越來越多，特別是近幾年氣候異常多變，雪災(zāi)地震時(shí)有發(fā)生，電力應(yīng)急電源車的使用成為保證各級(jí)供電系統(tǒng)配電網(wǎng)可靠運(yùn)行的重要手段[4]。因此，電力應(yīng)急電源車的運(yùn)行質(zhì)量和可靠性極為重要。

電源車功率大、體積大，國(guó)內(nèi)能開展電源車檢測(cè)的實(shí)驗(yàn)室相對(duì)較少，因此使用方在驗(yàn)收時(shí)往往僅由供應(yīng)商進(jìn)行簡(jiǎn)單帶載運(yùn)行甚至只進(jìn)行配置檢查即完成驗(yàn)收，導(dǎo)致電源車質(zhì)量無法得到保障；而對(duì)于使用多年的電源車，定期檢測(cè)的重要性被嚴(yán)重忽略，通常只憑使用經(jīng)驗(yàn)判斷能否繼續(xù)使用或直接降容使用，導(dǎo)致電源車在使用時(shí)的故障率高、可靠性低[5-7]；同時(shí)，電源車的配套電纜未做好定期檢查管理和評(píng)估，存在線徑不配套、絕緣破損和老化等現(xiàn)象[8]，均給保供電帶來了不可預(yù)估的安全隱患。鑒于此，本文結(jié)合實(shí)際檢測(cè)案例詳細(xì)介紹電力應(yīng)急電源車的檢測(cè)全過程，并對(duì)發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量缺陷進(jìn)行分析，以期為電力應(yīng)急電源車使用方、供應(yīng)商及檢測(cè)機(jī)構(gòu)在設(shè)備采購(gòu)、驗(yàn)收、使用、報(bào)廢、鑒定及質(zhì)量檢測(cè)方面提供參考。

1 檢測(cè)方案總體設(shè)計(jì)

電力應(yīng)急電源車的應(yīng)用已有多年，使用方更加關(guān)注現(xiàn)役電源車的質(zhì)量，故在設(shè)計(jì)檢測(cè)方案時(shí)以涵蓋多家制造商、多種額定容量、多種使用年限的電源車為原則，共選取10輛現(xiàn)役電源車，涵蓋4家生產(chǎn)企業(yè)、3種額定容量和3個(gè)使用年限，檢測(cè)樣品信息如圖1所示。

為了更加全面客觀地掌握和分析電源車的質(zhì)量數(shù)據(jù)，依據(jù)T/CSEE 0036—2017《低壓電力應(yīng)急電源車通用技術(shù)要求》和QC/T 911—2013《電源車》標(biāo)準(zhǔn)[9-10]，選取外觀結(jié)構(gòu)標(biāo)識(shí)、安全、性能、功能及進(jìn)出線單元五個(gè)方面共25個(gè)項(xiàng)目對(duì)電源車進(jìn)行全面檢測(cè)[11]。檢測(cè)項(xiàng)目和要求見表1。

圖1 檢測(cè)樣品信息

表1 檢測(cè)項(xiàng)目和要求

（續(xù)表1）

2 智能檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

電力應(yīng)急電源車屬于大功率設(shè)備，輸出電壓為400V、輸出電流在280A以上，一旦出現(xiàn)事故，可能會(huì)導(dǎo)致電源車、測(cè)試設(shè)備損壞，甚至危及檢測(cè)人員生命安全。為此，自主設(shè)計(jì)一套智能檢測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)負(fù)載自饋式自動(dòng)投切、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)控及數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程采集功能[12-13]，確保試驗(yàn)?zāi)軌虬踩樌_展。

智能檢測(cè)系統(tǒng)由可調(diào)負(fù)載、電壓電流傳感器、穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)數(shù)據(jù)采集儀、負(fù)載監(jiān)控設(shè)備、發(fā)電機(jī)組監(jiān)控設(shè)備、無線視頻監(jiān)控和主控臺(tái)組成。智能檢測(cè)系統(tǒng)原理如圖2所示。

圖2 智能檢測(cè)系統(tǒng)原理

3 檢測(cè)要求和方法

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，可采用額定功率因數(shù)負(fù)載進(jìn)行試驗(yàn)，也允許在功率因數(shù)為1.0的條件下進(jìn)行，由制造商和用戶商定，本次檢測(cè)根據(jù)用戶意見，統(tǒng)一在功率因數(shù)為1.0的條件下進(jìn)行試驗(yàn)。

3.1 外觀結(jié)構(gòu)、標(biāo)識(shí)檢查

主要是針對(duì)整車廂體、油漆、防銹處理、焊縫、鉚釘鉚接、門鎖、底盤輔助支撐系統(tǒng)、銘牌、標(biāo)識(shí)及安全標(biāo)志等基本情況進(jìn)行檢查。

3.2 進(jìn)出線單元檢查

進(jìn)出線單元包括電源接口、電力電纜、電纜接頭三部分，主要針對(duì)其功能是否正常、配置是否與電源車容量相匹配進(jìn)行檢查，確保電源車使用過程中電力輸出的可靠性和安全性。

3.3 絕緣和接地檢查試驗(yàn)

絕緣和接地檢查試驗(yàn)包含絕緣電阻試驗(yàn)、介電強(qiáng)度試驗(yàn)和接地檢查三個(gè)項(xiàng)目，針對(duì)電源車的絕緣性能和接地可靠性進(jìn)行測(cè)試，確保使用過程中不發(fā)生漏電、絕緣擊穿等安全事故。在進(jìn)行絕緣電阻試驗(yàn)和介電強(qiáng)度試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)拆除回路中與主回路連接的二次設(shè)備。

1）絕緣電阻試驗(yàn)

在環(huán)境溫度為15～35℃，空氣相對(duì)濕度為45%～75%，試驗(yàn)電壓為DC 500V，試驗(yàn)時(shí)間不小于5s的條件下，測(cè)量電源車柴油發(fā)電機(jī)組輸出回路對(duì)地的絕緣電阻，絕緣電阻值應(yīng)符合表1中的要求。

2）介電強(qiáng)度試驗(yàn)

電源車柴油發(fā)電機(jī)組輸出回路對(duì)地應(yīng)能承受1.5kV的交流工頻電壓1min。試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)無內(nèi)部或外部的絕緣閃絡(luò)和擊穿或任何破壞性放電現(xiàn)象的發(fā)生，但輝光放電是允許的。

3）接地檢查

電源車需配有專用的車體接地裝置，接地裝置標(biāo)有規(guī)定的符號(hào)或圖形。接地裝置包括長(zhǎng)度不小于10m、截面積不小于25mm2的帶絕緣護(hù)套接地線和長(zhǎng)度不小于900mm、直徑不小于16mm的接地棒。接地棒有效插入深度不小于600mm，接地線與接地棒的連接應(yīng)可靠。

3.4 噪聲試驗(yàn)

作業(yè)噪聲測(cè)量示意圖如圖3所示，按照?qǐng)D3所指定的測(cè)量點(diǎn)A1、A2和A3，在電源車柴油發(fā)電機(jī)組輸出額定負(fù)載情況下，距地面1.6m，距電源車1m處測(cè)量各個(gè)點(diǎn)的噪聲，所測(cè)得的噪聲值應(yīng)符合表1中規(guī)定。試驗(yàn)過程中應(yīng)確保各個(gè)測(cè)量點(diǎn)處的背景噪聲值小于該點(diǎn)作業(yè)噪聲允許值10dB(A)以下。

圖3 作業(yè)噪聲測(cè)量示意圖

3.5 穩(wěn)態(tài)輸出性能

穩(wěn)態(tài)輸出性能主要測(cè)試穩(wěn)態(tài)電壓偏差、穩(wěn)態(tài)頻率帶、輸出電壓不平衡度、輸出電壓諧波畸變率這4個(gè)參數(shù)，測(cè)試結(jié)果應(yīng)符合表1中要求。

1）試驗(yàn)方法

電源車柴油發(fā)電機(jī)組輸出端為空載，調(diào)整輸出交流電壓和頻率為額定值。在空載狀態(tài)下運(yùn)行5min后，按照空載→25%額定負(fù)載→50%額定負(fù)載→75%額定負(fù)載→100%額定負(fù)載逐級(jí)加載運(yùn)行，然后再按照100%額定負(fù)載→75%額定負(fù)載→50%額定負(fù)載→25%額定負(fù)載→空載逐級(jí)減載運(yùn)行，在各個(gè)負(fù)載點(diǎn)穩(wěn)定運(yùn)行5min，期間按各參數(shù)要求記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。穩(wěn)態(tài)試驗(yàn)加減載功率時(shí)序如圖4所示。

圖4 穩(wěn)態(tài)試驗(yàn)加減載功率時(shí)序

2）穩(wěn)態(tài)電壓偏差

記錄整個(gè)試驗(yàn)過程中的最高穩(wěn)態(tài)電壓和最低穩(wěn)態(tài)電壓，按照式（1）計(jì)算穩(wěn)態(tài)電壓偏差st。

式中：st,max為負(fù)載漸變后的最高穩(wěn)態(tài)電壓，對(duì)單相機(jī)組取各讀數(shù)中的最大值，對(duì)三相機(jī)組取三相電壓的平均值的最大值；st,min為負(fù)載漸變后的最低穩(wěn)態(tài)電壓，對(duì)單相機(jī)組取各讀數(shù)中的最小值，對(duì)三相機(jī)組取三相電壓的平均值的最小值；r為額定電壓。

3）穩(wěn)態(tài)頻率帶

分別記錄0→25%→50%→75%→100%各級(jí)負(fù)載下頻率波動(dòng)的包絡(luò)線寬度，按照式（2）計(jì)算穩(wěn)態(tài)頻率帶f。

4）輸出電壓不平衡度

記錄空載下的負(fù)序電壓不平衡度和零序電壓不平衡度，取兩者中的較大值作為測(cè)量結(jié)果。

5）輸出電壓諧波畸變率

分別記錄空載和額定負(fù)載下的輸出電壓諧波畸變率。

3.6 瞬態(tài)輸出性能

瞬態(tài)輸出性能主要測(cè)試瞬態(tài)電壓偏差、瞬態(tài)電壓恢復(fù)時(shí)間、瞬態(tài)頻率偏差和瞬態(tài)頻率恢復(fù)時(shí)間這4個(gè)參數(shù)，測(cè)試結(jié)果應(yīng)符合表1中要求。

1）試驗(yàn)方法

電源車柴油發(fā)電機(jī)組輸出端為空載，調(diào)整輸出交流電壓和頻率為額定值。在空載狀態(tài)下運(yùn)行5min后，按照空載→50%額定負(fù)載→100%額定負(fù)載突加負(fù)載1次，然后再按照100%額定負(fù)載→50%額定負(fù)載→空載突減負(fù)載1次，并在各個(gè)負(fù)載點(diǎn)穩(wěn)定運(yùn)行5min，測(cè)量每次突變負(fù)載過程中的瞬態(tài)電壓、瞬態(tài)電壓恢復(fù)時(shí)間、瞬態(tài)頻率和瞬態(tài)頻率恢復(fù)時(shí)間。瞬態(tài)試驗(yàn)加減載功率時(shí)序如圖5所示。

2）瞬態(tài)電壓偏差

圖5 瞬態(tài)試驗(yàn)加減載功率時(shí)序

式中：dyn,min為負(fù)載突加時(shí)下降的最低瞬時(shí)電壓，對(duì)三相機(jī)組，取三相線電壓的平均值；dyn,max為負(fù)載突減時(shí)上升的最高瞬時(shí)電壓，對(duì)三相機(jī)組，取三相線電壓的平均值。

3）瞬態(tài)電壓恢復(fù)時(shí)間

電源車柴油發(fā)電機(jī)組在負(fù)載突加和突減時(shí)的瞬態(tài)電壓特性如圖6所示，在負(fù)載突加和突減瞬間電壓開始波動(dòng)，從負(fù)載變化瞬間開始至電壓恢復(fù)并保持在規(guī)定穩(wěn)態(tài)電壓容差帶（D=8V）內(nèi)瞬間為止的間隔時(shí)間即瞬態(tài)電壓恢復(fù)時(shí)間，u,in為負(fù)載突加后的瞬態(tài)電壓恢復(fù)時(shí)間，u,de為負(fù)載突減后的瞬態(tài)電壓恢復(fù)時(shí)間。

圖6 瞬態(tài)電壓特性

4）瞬態(tài)頻率偏差

式中：d,min為最小瞬時(shí)下降（或下沖）頻率；d,max為最大瞬時(shí)上升（或上沖）頻率。

5）瞬態(tài)頻率恢復(fù)時(shí)間

電源車柴油發(fā)電機(jī)組在負(fù)載突加和突減時(shí)的瞬態(tài)頻率特性如圖7所示，在負(fù)載突加和突減瞬間頻率開始波動(dòng)，從頻率離開穩(wěn)態(tài)頻率帶開始至其永久地重新進(jìn)入規(guī)定的穩(wěn)態(tài)容差帶（Δ=1Hz）為止的間隔時(shí)間即瞬態(tài)頻率恢復(fù)時(shí)間，f,in為負(fù)載突加后的瞬態(tài)頻率恢復(fù)時(shí)間，f,de為負(fù)載突減后的瞬態(tài)頻率恢復(fù)時(shí)間。

圖7 瞬態(tài)頻率特性

3.7 帶載運(yùn)行試驗(yàn)

帶載運(yùn)行是電源車最基本的功能，帶載運(yùn)行試驗(yàn)中，電源車柴油發(fā)電機(jī)組應(yīng)能在100%額定載荷下保持正常運(yùn)行60min，且不應(yīng)出現(xiàn)漏油、漏水、漏氣現(xiàn)象。

考慮到部分電源車使用時(shí)間已久，可按委托方指定的負(fù)載降容進(jìn)行試驗(yàn)。

3.8 相對(duì)的電壓整定范圍

相對(duì)的電壓整定范圍包括下降范圍和上升范圍，電源車發(fā)電機(jī)組按照空載→25%額定負(fù)載→50%額定負(fù)載→75%額定負(fù)載→100%額定負(fù)載逐級(jí)加載運(yùn)行，在各級(jí)負(fù)載下，分別調(diào)節(jié)電壓整定裝置到兩個(gè)極限位置，記錄兩個(gè)極限位置的穩(wěn)定電壓值，分別按照式（7）和式（8）計(jì)算相對(duì)的電壓整定下降范圍Us,do和電壓整定上升范圍Us,up。

式中：s,do為下降調(diào)節(jié)電壓；s,up為上升調(diào)節(jié)電壓。

3.9 功能試驗(yàn)

1）檢查常溫起動(dòng)和帶載

電源車柴油發(fā)電機(jī)組在常溫（非增壓機(jī)組不低于5℃、增壓機(jī)組不低于10℃）下經(jīng)3次起動(dòng)應(yīng)能成功，兩次起動(dòng)的時(shí)間間隔應(yīng)不小于20s。起動(dòng)成功后應(yīng)能在3min內(nèi)帶額定負(fù)載運(yùn)行。

2）急停功能

電源車應(yīng)在明顯且便于操作的位置設(shè)置急停按鈕，能夠在緊急情況下使柴油發(fā)電機(jī)組停機(jī)。

3）過電壓保護(hù)、欠電壓保護(hù)、過載保護(hù)

為了避免電源車在試驗(yàn)過程中受損，保護(hù)功能均通過改變保護(hù)定值進(jìn)行模擬檢測(cè)，即將保護(hù)動(dòng)作閾值調(diào)整至低于額定值，使電源車在額定狀態(tài)下就能驗(yàn)證保護(hù)功能是否能正確及時(shí)啟動(dòng)。

4）監(jiān)測(cè)功能

在電源車空載和帶載運(yùn)行過程中，檢查電源車監(jiān)控模塊監(jiān)測(cè)的各種參數(shù)和狀態(tài)是否正確。

4 綜合檢測(cè)結(jié)果

本次檢測(cè)樣本共有10輛電源車，發(fā)現(xiàn)質(zhì)量缺陷的電源車為10輛，質(zhì)量缺陷發(fā)現(xiàn)率為100%，質(zhì)量缺陷項(xiàng)目9項(xiàng)。低壓柴油機(jī)式電源車質(zhì)量缺陷項(xiàng)目統(tǒng)計(jì)見表2。

表2 低壓柴油機(jī)式電源車質(zhì)量缺陷項(xiàng)目統(tǒng)計(jì)

5 質(zhì)量缺陷分析

經(jīng)檢測(cè)，本文選取的10輛現(xiàn)役電力應(yīng)急電源車共發(fā)現(xiàn)9個(gè)質(zhì)量缺陷，經(jīng)過梳理歸納為8類。

5.1 外觀結(jié)構(gòu)和標(biāo)識(shí)檢查質(zhì)量缺陷

因所選樣本為使用6年以上的電源車，故外觀結(jié)構(gòu)和標(biāo)識(shí)檢查質(zhì)量缺陷發(fā)現(xiàn)率達(dá)到100%，主要包括由于長(zhǎng)期惡劣環(huán)境下使用導(dǎo)致的車身油漆漆膜脫落、操作不當(dāng)導(dǎo)致的門板液壓桿無法支撐的缺陷，由于設(shè)計(jì)缺陷導(dǎo)致的電源車底盤輔助支撐系統(tǒng)的每個(gè)支撐件不能單獨(dú)調(diào)節(jié)的問題，以及對(duì)銘牌標(biāo)識(shí)重要性認(rèn)識(shí)不足造成的電路圖標(biāo)牌缺失、銘牌標(biāo)識(shí)內(nèi)容不完整等現(xiàn)象。

支撐件不能單獨(dú)調(diào)節(jié)的缺陷可能使電源車在地面不平整的現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行時(shí)無法保持平穩(wěn)，進(jìn)而導(dǎo)致機(jī)組振動(dòng)加劇，引起供電不穩(wěn)定甚至損壞發(fā)電機(jī)組。銘牌標(biāo)識(shí)缺陷可能導(dǎo)致電源車使用不規(guī)范甚至超范圍使用，從而引發(fā)安全事故。

5.2 絕緣電阻試驗(yàn)質(zhì)量缺陷

本次送檢車輛中，有3輛電源車的輸出回路對(duì)地冷態(tài)絕緣電阻不到1MW，不滿足安全運(yùn)行要求，質(zhì)量缺陷發(fā)現(xiàn)率為30%。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)，存在上述質(zhì)量缺陷的電源車均已使用10年以上，說明達(dá)到一定使用時(shí)間后，電源車內(nèi)部線路開始出現(xiàn)老化現(xiàn)象，絕緣性能下降，因此應(yīng)定期檢測(cè)，確保使用安全。

5.3 接地檢查質(zhì)量缺陷

接地檢查質(zhì)量缺陷發(fā)現(xiàn)率高達(dá)到70%，接地檢查檢測(cè)結(jié)果見表3。

表3 接地檢查檢測(cè)結(jié)果

缺陷主要是接地棒長(zhǎng)度小于900mm，直徑小于16mm或沒有配備接地棒，如圖8和圖9所示。造成這一缺陷的原因眾多，比如制造商未配置接地棒或配置的接地棒不符合要求，或者使用單位疏于保管而丟失，或者是由于損壞或丟失后自行更換的接地棒不符合要求。但無論哪種原因，均說明制造商或使用單位對(duì)接地棒的重要性認(rèn)識(shí)不足，接地棒的重要性在于確保接地的可靠性，只有接地可靠，才能確保電源車運(yùn)行安全，不發(fā)生漏電觸電事故。

圖8 接地棒長(zhǎng)度小于900mm

圖9 接地棒直徑小于16mm

5.4 噪聲質(zhì)量缺陷

噪聲質(zhì)量缺陷發(fā)現(xiàn)率高達(dá)80%，噪聲檢測(cè)結(jié)果見表4。

表4 噪聲檢測(cè)結(jié)果

電源車噪聲主要來源于發(fā)電機(jī)組，發(fā)電機(jī)組的噪聲成分比較復(fù)雜，主要噪聲源由以下幾部分組成：發(fā)動(dòng)機(jī)本體機(jī)械噪聲、燃燒噪聲、進(jìn)排風(fēng)噪聲、冷卻風(fēng)扇噪聲及發(fā)電機(jī)電磁噪聲[14]。

針對(duì)發(fā)電機(jī)組噪聲源分布及聲學(xué)特性，為高效控制噪聲，應(yīng)采取在聲源處減弱、在傳播過程中減弱兩種方法實(shí)現(xiàn)降噪，即：合理設(shè)計(jì)減振結(jié)構(gòu)，采取吸音、隔音、消音等方法對(duì)發(fā)電機(jī)組各部分的噪聲進(jìn)行處理[15]。因此，噪聲質(zhì)量缺陷主要是由于設(shè)計(jì)缺陷或降噪措施老化導(dǎo)致。

5.5 穩(wěn)態(tài)輸出性能質(zhì)量缺陷

穩(wěn)態(tài)輸出性能質(zhì)量缺陷發(fā)現(xiàn)率為20%，穩(wěn)態(tài)輸出性能檢測(cè)結(jié)果見表5。

表5 穩(wěn)態(tài)輸出性能檢測(cè)結(jié)果

由表5可知，有2輛電源車的輸出電壓諧波畸變率不符合要求，主要表現(xiàn)在輸出額定負(fù)載時(shí)，輸出電壓諧波畸變率均超過5%的限值，這2輛電源車在試驗(yàn)過程中的輸出電壓諧波畸變率變化趨勢(shì)分別如圖10和圖11所示，可以看到諧波畸變率和負(fù)載容量成正比，隨著負(fù)載逐級(jí)增加，輸出電壓諧波畸變率也隨之變大。經(jīng)分析，這2輛電源車裝載了同一型號(hào)的柴油發(fā)電機(jī)組，可能是由于該型號(hào)機(jī)組的磁極制造工藝存在缺陷或磁路飽和導(dǎo)致氣隙磁場(chǎng)畸變，從而導(dǎo)致諧波含量較高[16]。

在發(fā)電機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，諧波的存在會(huì)增加發(fā)電機(jī)組的損耗，加劇電氣設(shè)備的熱應(yīng)力現(xiàn)象，造成發(fā)電機(jī)組額定出力降低，損耗有磁滯損耗和渦流損耗，會(huì)直接導(dǎo)致鐵心溫度升高和發(fā)電機(jī)效率降低，從而阻礙發(fā)電機(jī)額定出力的上升，而且在諧波影響下，發(fā)電機(jī)繞組會(huì)過熱[17]，還會(huì)使測(cè)量?jī)x表和保護(hù)裝置產(chǎn)生測(cè)量誤差，可能導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)作[18]。

圖10 1號(hào)電源車輸出電壓諧波畸變率變化趨勢(shì)

圖11 2號(hào)電源車輸出電壓諧波畸變率變化趨勢(shì)

另外，有1輛（7號(hào)）電源車在試驗(yàn)加載過程中報(bào)欠頻和低油壓而自動(dòng)停機(jī)，僅完成輸出電壓不平衡度項(xiàng)目的測(cè)量。經(jīng)分析，該電源車發(fā)電機(jī)組在75%額定負(fù)載加至100%額定負(fù)載時(shí)，由于加載功率達(dá)到滿載，為滿足滿載輸出會(huì)加大供油量，當(dāng)油路存在老化或堵塞的情況時(shí)，會(huì)出現(xiàn)燃油供應(yīng)不足而導(dǎo)致轉(zhuǎn)速降低，引起輸出頻率下降超限，觸發(fā)欠頻保護(hù)停機(jī)。同時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部溫度過高會(huì)導(dǎo)致機(jī)油黏度變低，造成油壓降低超限，觸發(fā)低油壓保護(hù)停機(jī)。

其余7輛電源車的穩(wěn)態(tài)輸出性能均未發(fā)現(xiàn)質(zhì)量缺陷，說明穩(wěn)態(tài)性能參數(shù)反映的是電源車最基本的性能，制造商比較重視，且制造商基本具備測(cè)試條件，能較好地保障穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo)。

5.6 瞬態(tài)輸出性能質(zhì)量缺陷

瞬態(tài)輸出性能質(zhì)量缺陷發(fā)現(xiàn)率為20%，瞬態(tài)輸出性能檢測(cè)結(jié)果見表6。

由表6可知，有2輛電源車的瞬態(tài)頻率偏差不符合要求，均表現(xiàn)為在50%額定負(fù)載加至100%額定負(fù)載的過程中偏差超過-7%的限值，這2輛電源車的瞬態(tài)頻率變化趨勢(shì)分別如圖12和圖13所示。

表6 瞬態(tài)輸出性能檢測(cè)結(jié)果

圖12 2號(hào)電源車瞬態(tài)頻率變化趨勢(shì)

圖13 10號(hào)電源車瞬態(tài)頻率變化趨勢(shì)

在突加負(fù)載時(shí)，大功率負(fù)載的突然接入，給發(fā)電機(jī)組造成很大沖擊，機(jī)組的阻力矩增加導(dǎo)致轉(zhuǎn)速降低，引起輸出頻率下降[19]。發(fā)電機(jī)組應(yīng)通過及時(shí)調(diào)速逐漸提高輸出頻率，使瞬態(tài)頻率偏差不超過-7%，并使輸出頻率在3s內(nèi)恢復(fù)到額定頻率。

經(jīng)分析，導(dǎo)致瞬態(tài)頻率偏差超過限值的原因有多種：一是燃油油路受阻，造成燃油供給不足、噴油量減少，從而導(dǎo)致輸出功率達(dá)不到預(yù)期；二是油門執(zhí)行器、轉(zhuǎn)速傳感器或控制器參數(shù)失效導(dǎo)致調(diào)速達(dá)不到預(yù)期[20]；三是長(zhǎng)時(shí)間使用導(dǎo)致發(fā)電機(jī)組老化。

另外，同穩(wěn)態(tài)輸出性能試驗(yàn)一樣，7號(hào)電源車在試驗(yàn)加載過程中報(bào)欠頻和低油壓而自動(dòng)停機(jī)，其瞬態(tài)輸出性能指標(biāo)未能進(jìn)行驗(yàn)證。停機(jī)是在50%額定負(fù)載加至100%額定負(fù)載時(shí)發(fā)生，具體原因與穩(wěn)態(tài)輸出性能試驗(yàn)基本相同。

5.7 帶載運(yùn)行試驗(yàn)質(zhì)量缺陷

帶載運(yùn)行試驗(yàn)質(zhì)量缺陷發(fā)現(xiàn)率為20%，帶載運(yùn)行試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果見表7。

表7 帶載運(yùn)行試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果

由表7可知，有2輛電源車未能完成帶載運(yùn)行試驗(yàn)，分別是因欠電壓保護(hù)停機(jī)和冷卻液位低保護(hù)停機(jī)導(dǎo)致試驗(yàn)無法完成，通過試后對(duì)電源車的檢查確認(rèn)告警是由傳感器故障引發(fā)，并非機(jī)組本身的問題。

另外，有4輛電源車因長(zhǎng)期使用出現(xiàn)老化，無法按銘牌額定容量帶載，故按委托方要求降容進(jìn)行試驗(yàn)。其中，有3輛額定功率均為200kW，分別降低到180kW、170kW、160kW進(jìn)行試驗(yàn)，有1輛額定功率為500kW，降低到400kW進(jìn)行試驗(yàn)。這說明機(jī)組使用達(dá)到一定時(shí)間后，在維護(hù)保養(yǎng)方面需多注意冷卻系統(tǒng)、油路、機(jī)組內(nèi)各類傳感器的情況，且老化后應(yīng)降容使用更安全，使用方應(yīng)及時(shí)對(duì)電源車進(jìn)行測(cè)試，確定降容系數(shù)，保障可靠運(yùn)行。

5.8 常溫起動(dòng)和帶載質(zhì)量缺陷

只有1輛（7號(hào)）電源車發(fā)現(xiàn)常溫起動(dòng)和帶載質(zhì)量缺陷，主要表現(xiàn)在發(fā)電機(jī)組能正常起動(dòng)，但起動(dòng)后在加載過程中報(bào)欠頻和低油壓而自動(dòng)停機(jī)，多次嘗試也未能加載達(dá)到額定容量，具體原因與穩(wěn)態(tài)輸出性能試驗(yàn)基本相同。

6 結(jié)論

本文選取了10輛現(xiàn)役電力應(yīng)急電源車，從外觀結(jié)構(gòu)標(biāo)識(shí)、安全、性能、功能及進(jìn)出線單元五個(gè)方面進(jìn)行了共25項(xiàng)檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)了9個(gè)質(zhì)量缺陷，從質(zhì)量缺陷分析可得出以下結(jié)論和建議：

1）外觀結(jié)構(gòu)、銘牌標(biāo)識(shí)、接地和噪聲質(zhì)量缺陷發(fā)現(xiàn)率較高，由于在電源車實(shí)際使用過程中，這些質(zhì)量缺陷的影響不太明顯，因而容易被忽視。供應(yīng)商和使用方均應(yīng)提高質(zhì)量和安全意識(shí)，使用方還可通過嚴(yán)格驗(yàn)收和加強(qiáng)日常維護(hù)保養(yǎng)的方式來降低上述質(zhì)量缺陷的發(fā)生率。

2）帶載運(yùn)行試驗(yàn)質(zhì)量缺陷發(fā)現(xiàn)率雖然只有20%，但實(shí)際上還有4輛是降容測(cè)試，說明共有6輛電源車無法滿載運(yùn)行，且測(cè)試電源車均已使用6年以上，因此建議電源車使用滿5年時(shí)，應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)態(tài)輸出性能、瞬態(tài)輸出性能和帶載運(yùn)行試驗(yàn)以確定能否滿載運(yùn)行，并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果確定能否降容使用及降容使用的容量，確保電源車使用安全可靠，延長(zhǎng)電源車使用壽命。

3）穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)輸出性能是電源車可靠供電的基本性能，也是發(fā)電機(jī)組綜合能力的體現(xiàn)，通過這兩項(xiàng)性能測(cè)試能全面深入地發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)組存在的質(zhì)量缺陷，以便及時(shí)分析和排查故障，確保供電質(zhì)量和可靠性。

4）使用一定時(shí)間后的電源車或多或少存在質(zhì)量缺陷，但某些質(zhì)量缺陷并不影響電源車的正常使用，或者可根據(jù)質(zhì)量缺陷和實(shí)際使用需求降容使用，但現(xiàn)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)均為針對(duì)新電源車的技術(shù)要求和判定準(zhǔn)則，不宜直接作為使用一定時(shí)間的電源車合格與否的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，建議使用方可根據(jù)自身實(shí)際使用情況建立現(xiàn)役電源車評(píng)價(jià)體系，根據(jù)電源車不同使用年限和使用條件提出相應(yīng)的技術(shù)要求、測(cè)試方法和判定準(zhǔn)則，以便更科學(xué)準(zhǔn)確地評(píng)估現(xiàn)役電源車質(zhì)量。

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Test and defect analysis of low-voltage diesel generator emergency power supply vehicle

LI Xu1LU Jiajun2PAN Min2

(1. Guangdong Testing Institute of Product Quality Supervision, Guangzhou 510670; 2. China National Quality Testing and Inspection Center for Smart Grid Transmission and Distribution Equipment (Guangdong), Dongguan, Guangdong 523325)

As an important equipment to guarantee power supply, the reliability of low-voltage diesel generator emergency power supply vehicles is particularly important. For this reason, 10 active emergency power supply vehicles are selected in this paper. According to the characteristics of the selected power supply vehicles, testing schemes are designed and quality testing is carried out. The quality defects found are analyzed. It is expected to give some reference to the users, suppliers and testing institutions of emergency power supply vehicles in the procurement, acceptance check, use, scrap, identification and quality testing of the equipment.

power supply vehicle; guarantee power supply; test; defect analysis

2023-10-12

2023-12-09

李 旭（1979—），男，廣東省揭陽市人，碩士，高級(jí)工程師，主要從事高低壓輸配電設(shè)備檢測(cè)認(rèn)證工作。