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國內外河南三門峽柴油發電機組自動化控制技術的現狀如何
一、引言
用今天的眼光看，河南三門峽柴油發電機組自動化控制的水平，國內國外已經不存在很大的差別，經過國內從事河南三門峽柴油發電機組控制的科研人員多年不懈地努力，我們今天終于可以挺直腰桿，自豪地講，我們己經看到了世界先進水平，我們正在追趕世界先進水平，
我們將要趕上世界先進水平。那么，我們在哪些方面做出了進步?在那些領域還存在不足呢?回顧國內河南三門峽柴油發電機組自動化控制的成長經歷，分析中國電信的發展對發電機組自動化控制的推動，比較國內外同行業的差距，緊跟國際自動化控制先進模式的步伐;我們沿著這條主線做一淺析，希望能能起到拋磚引玉的作用，對業內同行帶來一定的啟發。
二、回顧發展歷程，分析國內河南三門峽柴油發電機組自動化控制現狀
回顧國內河南三門峽柴油發電機組自動化控制的發展，大概可以劃分為四個階段:
1、以時間繼電器和中間繼電器為主構成的自動化控制系統，這種模式當時在同行業中非常普遍，而且也以相當的批量投向市場，突出的弱點是功能簡單、結構復雜、維護調試困難、可靠性差，終沒有得到用戶的認可。
2、用分離電子元器件組成延時電路和邏輯判斷電路來實現的自動化系統，這種模式相對于 種模式，有了很大的進步，
如果精心設計，提高工藝水平，應該能取得很好的效果。但是，在那個企業大而全的年代，每個企業各自為戰，造成批量小、工藝落后、質量無法保證，所以這個階段延續時間也較短。
3、隨著改革開放，國外各種新鮮器件紛紛出現在國人面前，PLC(可編程序控制器)以性能穩定、方便靈活的優勢迅速成為機組自動化控制領域的主力，時至今日仍有企業在應用。這種模式的優點相對于前兩種較為明顯，但也逐步顯露出一些缺陷，如:外圍電路復雜，需配置轉速、電壓等判斷電路及供電電源、端口擴展繼電器等器件;造價相對較高(帶AD轉換的PLC動輒上萬元)。PLC是很可靠的，但它畢竟不是專門為我們這個行業而設計的，所以以
PLC為核心構成的河南三門峽柴油發電機組自動化控制系統注定是一個匆匆的過客，隨著技術的飛速發展很快失去了優勢。
4、控制系統功能模塊化思路的出現，徹底解決了困擾發電機組控制領域的難題，這即是以專用控制器為核心構成的自動化系統，這些專用控制器為發電機組量身打造，集多種功能于一身，甩掉了復雜的外圍電路，使自動化控制系統一下子變得簡單了。
這些專用控制器大多采用了先進的微處理器及控制技術，可靠性和環境適應能力較PLC大大提高，同時，很多參數可以根據實際情況而設定，使用起來非常靈活。
目前，我們已經處在第四個階段十余年了，這種模式的生命力，隨著技術的發展顯示了越來越強大的生命力，可以說這種控制系統功能模塊化就是河南三門峽柴油發電機組自動化控制的現狀。
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發電機的失磁將產生的不良影響
一、發電機失磁的主要現象特征：
無功電力表反指，定子電流周期性擺動，有功負荷稍低，定子電壓降低，轉子電壓、電流根據故障點的不同有不同的指示，轉子回路斷線時，電壓升高，電流為零；勵磁機勵磁回路或電樞回路斷線，電壓、電流近于零。
二、發電機的失磁將產生的不良影響：
1.對發電機本身的不良影響：
（1）發電機失步，將在轉子的阻尼系統、轉子鐵芯的表面、轉子繞組中產生差頻電流，引起附加溫升，可能危及轉子的。
（2）發電機失步，在定子繞組中將出現脈沖的電流，或稱為差拍電流，這將產生交變的機械力矩，可能影響發電機的。
2.對電力系統的不良影響：
（1）發電機未失磁時，要向系統輸出無功，失磁后，將從系統吸收無功，因而使系統出現無功差額。這一無功差額，將引起失磁發電機附近的電力系統電壓下降。
（2）由于上述無功差額的存在，若要力圖補償，必造成其它發電機過電流。失磁電機的容量與系統的容量相比，其容量越大，這種過電流就越嚴重。
（3）由于上述的過電流，就有可能引起系統中其它發電機或其它元件被切除，從而導致系統瓦解，造成大面積停電。
至于失磁后發電機能帶多少負荷，取決于發電機的異步轉矩特性和調速系統特性，研究試驗表明，發電機失磁后，如將有功負荷迅速降至額定值的40-50％，有可能在低滑差狀態下運行一段短時間(幾十分鐘)，對發電機并無損害。
三、對發電機失磁有兩種處理方法：
（1）凡本類型機組進行過失磁試驗，證明可以短時間無勵磁運行的，失磁后應在規定時間之內減少有功功率至規定值.
（2）若廠用電電壓過低，應將廠負荷倒至備用電源帶，然后迅速查找失磁原因并加以，恢復同步；未進行過失磁試驗或經試驗及論證不適于無勵磁運行的機組，應由失磁保護切除或手動解列停機。
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氣缸套高頻振動是河南三門峽柴油發電機產生穴蝕的根本原因
導讀：發生穴蝕破壞的除了河南三門峽柴油發電機氣缸套零件外，還有軸瓦、噴油泵注塞、螺旋槳槳葉及離心泵葉輪等。機件穴蝕破壞問題日益引起人們的關注，尤其是缸套穴蝕已是河南三門峽柴油發電機的重要問題，引起國內外的重視與研究。氣缸套穴蝕是河南三門峽柴油發電機普遍存在的嚴重問題。隨著河南三門峽柴油發電機的功率增加、強載度提高和高速、輕型化，氣缸套穴蝕破壞就成為妨礙河南三門峽柴油發電機正常運轉的首要問題，嚴重地影響河南三門峽柴油發電機的工作可靠性和氣缸套的使用壽命。
一般說來，高速、輕型大功率河南三門峽柴油發電機，不論是開式冷卻還是閉式冷卻，氣缸套都有不同程度的穴蝕。有的河南三門峽柴油發電機投入運轉不久(僅幾十小時)就會在氣缸套外圓表面上出現穴蝕小孔，甚至河南三門峽柴油發電機運轉不足千小時缸套就因穴蝕穿孔而報廢，此時缸套內表面尚未磨損。二沖程十字頭式低速河南三門峽柴油發電機氣缸套基本不發生穴蝕破壞。
1．穴蝕部位：缸套穴蝕發生在濕式氣缸套外圓表面上，一般集中在河南三門峽柴油發電機的左右側方向，特別是承受側推力 一側的偏上方；冷卻水進口、水流轉向處和水腔狹窄處對應的缸壁上；缸套下部密封圈附近缸壁。缸套冷卻水腔除缸套穴蝕外，不應忽視氣缸套和氣缸體材料的差異和材料內部的各種電化學不均勻性導致的宏觀和微觀電化學腐蝕。這兩種腐蝕同時存在或交替進行均會加重缸套的腐蝕。此外，冷卻水(海水或淡水)的水質、含氣量、流速等均對穴蝕有影響。
2.氣缸套穴蝕機理
1）一般穴蝕機理：迄今為止，關于穴蝕機理的論述很多，其中較為普遍接受的一種理論認為：機件發生穴蝕的先決條件是機件浸于液體中，并與液體有相對運動，或機件在液體中受到某種能量的傳遞作用，形成液體中的局部瞬時高壓或瞬時高真空。在瞬時高真空區，液體汽化形成氣泡，或溶于水中的空氣以空泡形式從液體中分離出來；在另一瞬間形成高壓時，空泡、氣泡被壓縮，泡內氣體迅速液化而使氣泡潰滅，這時周圍液體急速沖向潰滅處，產生極強的沖擊波作用在金屬表面。頻繁地沖擊，使機件表面金屬逐漸剝落。與此同時，金屬表面還產生微觀電化學腐蝕，兩種腐蝕交替進行共同作用致使機件穴蝕破壞。
2) 河南三門峽柴油發電機氣缸套外圓表面與氣缸體(或機體)構成冷卻水空間，在狹小的環形通道中流動著淡水或海水。河南三門峽柴油發電機運轉時，由于缸套和活塞之間的間隙，活塞在側推力作用下不斷地沖撞著缸壁的左、右側，使氣缸套產生高頻振動。缸套高頻振動和缸壁的彈性變形使冷卻水空間的容積交替地增大和減小，冷卻水相應交替地膨脹與被壓縮。膨脹時受拉伸作用形成瞬時低壓，被壓縮時形成瞬時高壓。此外，冷卻水進口和流動時產生渦漩使冷卻水通道內壓力變化，也會形成瞬時高壓或低壓。在瞬時低壓時產生氣泡，瞬時高壓時氣泡潰滅，缸套外圓表面頻繁受到沖擊和微觀電化學腐蝕作用而破壞。
3．影響缸套穴蝕的因素：生產中并非所有的筒狀活塞式河南三門峽柴油發電機氣缸套都發生穴蝕破壞，即使是發生穴蝕破壞其程度也各不相同。缸套穴蝕與河南三門峽柴油發電機的機型、結構、爆發壓力、冷卻水腔和冷卻介質、河南三門峽柴油發電機的工藝參數等有關。
1）缸套振動。河南三門峽柴油發電機運轉中氣缸套高頻振動是產生穴蝕的根本原因，缸套振動強度與以下各點有關：（1）活塞與氣缸套之間的配合間隙：活塞在氣缸中運動時，活塞對氣缸壁的沖擊能量的大小取決于活塞質量和活塞在氣缸中橫擺時的速度。活塞質量固定不變，但速度隨著活塞與缸套之間的配合間隙的增加而增大。所以，活塞對缸壁的沖擊能量取決于活塞與缸套配合間隙的大小。配合間隙大，活塞橫擺加速度大，沖擊前壁能量大，則缸套振動增強。（2）缸套剛度：缸套剛度直接影響缸套的振動。剛度大，受活塞沖擊時缸套變形小，振動小，可有效地防止穴蝕。缸套剛度除與其材料有關外，還與缸套壁厚和縱向支承跨距的大小有關，缸壁厚度增加，支承跨距縮短，缸套剛度增大。氣缸套與氣缸體(機體)之間的配合間隙對缸套的剛度亦有影響。如果河南三門峽柴油發電機缸套與缸體鑄成一體，缸套剛度增大，可有效地防止穴蝕。（3）冷卻水腔結構 冷卻水腔通道太窄，水流速度增高，容易產生空泡。河南三門峽柴油發電機設計時要求冷卻水腔內水流速度應小于2m/s，水腔寬度t為14%D (D為氣缸套內徑)或不小于10mm，各處均勻一致，水流暢通不形成死水區和渦流區，有利于降低缸套穴蝕。河南三門峽柴油發電機把冷卻水腔窄處由1.5mm增至7mm，大大降低缸套穴蝕。
2）冷卻水溫度與壓力：冷卻水溫度過高將加速腐蝕的進程，但也不宜長期水溫過低。實驗表明，鋼鐵和鋁等金屬材料在淡水溫度為50～60oC時穴蝕嚴重，隨著水溫的升高，穴蝕破壞減輕。從發揮河南三門峽柴油發電機的效能和降低腐蝕、穴蝕出發，冷卻水腔淡水溫度在80～90oC為好。冷卻水壓力高可以抑制空泡的形成，減少穴蝕的發生。但冷卻水壓力提高將使其溫度升高而加速穴蝕。
4．防止缸套穴蝕的措施
除從材料和結構上的改進來防止和降低缸套穴蝕外，對河南三門峽柴油發電機氣缸套穴蝕，還可采用以下措施：
（1）缸套外圓表面覆蓋保護層或強化層。采用鍍鉻、滲氮、噴陶瓷、涂環氧樹脂或涂尼龍等工藝使金屬表面與冷卻水隔開，或使缸套外圓表面強化，可有效地防止電化學腐蝕與穴蝕。
（2）在冷卻水腔內安裝鋅塊實施陰極保護防止電化學腐蝕；例如河南三門峽柴油發電機氣缸套外表面安裝鋅帶并堅持定期更換取得防止穴蝕的良好效果。
（3）在冷卻水中加入緩蝕劑；例如乳化油緩蝕劑或被膜緩蝕劑，使在缸套外表面上形成一層較薄的連續保護膜，不僅可以防止電化學腐蝕，而且可以減弱空泡破裂時的沖擊波對缸套外表面的沖擊作用，從而減輕穴蝕。
結論：在實踐中防止或減輕穴蝕的方法很多，選用時依具體機型、結構和產生穴蝕的原因而定，以取得良好效果。
租變電站可并機并網免運費_維曼機電設備(三門峽市分公司),聯系人:喬經理,開發區工業園。
