柴油发电机怎么实现启动/停车的自动控制

摘要：在发电机自启动和停机控制中，柴油发电机是控制对象，因此应了解它的工作情况。下面仅从操作控制的角度先介绍柴油发电机是怎样启动和停机的。

机组中的柴油发电机可以有电动启动和压缩空气启动两种方式。电动启动一般用于应急发电机的原动机，由蓄电池供电给直流伺服电动机，带动柴油发电机转动直到其启动完毕；主发电机组一般采用压缩空气启动，压缩空气经启动控制阀到达柴油发电机，再由柴油发电机的空气分配器控各气缸发火的顺序，依次将压缩空气引入各气缸，推动活塞，使机器转动。一旦由进入气缸的压缩空气产生高温，自行发火运转后，立即切断气源，柴油发电机即自行运转。从柴油发电机开始启动到在额定转速下工作需注意以下几个问题。

（一）启动前的预润滑

柴油发电机都具有滑油循环系统，包括由自己的动力带动的润滑油泵、管路、过渡器和冷却器等。在运行时，能自行建立一定的滑油压力，保证自身的滑油循环，使各主要润滑部位都有良好的润滑；停机后，滑油系统也停止工作。因此，经较长时间停机后，应有启动前的预润滑程序，确保在启动时，各相互接触的运动部件有必要的滑油，避免发生干摩擦。自动控制预润滑有周期性自动润滑和一次性注入式预润滑两种方式。

1）周期性自动预润滑

周期性自动预润滑是在柴油发电机滑泵之外，另设一电动油泵，作为柴油发电机润滑油循环系统的另一个动力源。该电动油泵，应能实现自动控制，当柴油发电机停机后，就开始工作，保证每隔一定时间（例如4h）接通电源泵油工作一段时间（如10min），周期性地实现预润滑，以待随时启动。当柴油发电机投入运行后，自动预润滑油泵的控制电源立即断开，由柴油发电机自动润滑。

2）一次性注入式润滑

一次性注入式润滑是在柴油发电机润滑系统中，接入一个柱塞式滑油泵，其中储满滑油，当机器接到启动指令时，压缩空气先作用到柱塞式油泵，推动活塞，将其中所储滑油，通过滑油管系，注入到机器需要润滑的各部位，然后才开始启动。

3）启动时燃油的控制

柴油发电机的喷油量是由调速器和控制手柄控制的。启动时，调速器尚未正常工作，这时的燃油量可用手柄来限制。

4）暖机

当启动成功后，柴油发电机将运行在略高于最低稳定转速上，称为点火转速，以后再予以升速。一般为了减少热应力，让机器先在中速下运行一段时间，这就是暖机（或称暖缸）。暖机所需时

间依机型和辅机冷却系统的设计而不同。在自动电站中，通常是将各台柴油发电机的冷却淡水管系连成一个整体，运行机组的冷却水（约65℃）也循环于备用机的冷却系统中，使备用机组处于预热状况。当备用机组启动成功后，可以较快地加速（甚至无需暖缸）直到额定转速运行，这对于增强自动电站功能，保证供电连续性、可靠性是很有帮助的。

5）停机

控制柴油发电机停机时，只需切断燃油供给，机器即自行停下来。但也需注意，不同形式的机器可能有不同的要求。突然停机，也许是某柴油发电机的性能不能接受的，它要求在中速下先运行一段时间，待温度逐渐降低，然后才允许断油停机。

（二）柴油发电机组自动启动和停机控制

柴油发电机组自动启动和停机控制应包括以下功能。

i．应有“自动”、“机旁”、“遥控”操作方式的转换，并能满足“机旁”优先于“遥控”，“遥控”优先于“自动”。

“自动”是指柴油发电机的操作方式转换开关置于此位置时，柴油发电机自动控制系统投入工作，按既定的程序，自动启动、停止机组。

“遥控”是指在驾驶台或集控室用按钮对柴油发电机实行启、停控制。

“机旁”是指在柴油发电机旁进行常规的手动启停机组。

“优先”是当转换开关置“自动”时，也应能做“遥控”或“机旁”操作；置“遥控”时，也可实现“机旁”操作，但不能有“自动”的功能；置“机旁”时，“自动”及“遥控”功能均被取消。

ii.对自动启动的各种准备工作设置逻辑判断和监视。例如，需确认机组已检修完毕，转换开关已置于“自动”位置，有预润滑、预热，有足够启动动力，本机是处于静止状态等，才能自动启动。

iii.接到启动指令时能自动启动柴油发电机。当转速和滑油压力达到规定值时，能发出启动成功信号。

iv.一个启动指令，可以允许三次启动，若三次失败，应给出启动失败的信号，并向总体逻辑控制单元汇报“启动失败”，以便由“总体”判断采取其他措施。

V.适当控制启动时的给油量。柴油发电机自行发火后，应切断启动动力源。

vi.“中速运行”和“加速”控制。若柴油发电机需要有“暖缸运行”的程序时，应将油门控制于“暖缸转速”下进行暖缸，并给予一定的“暖缸时间”控制，待时限达到后，再予以加速，直到接近额定转速。对于不需要暖缸的机器，可直接加大油门，使转速迅速上升到额定转速附近。

vii．当转速上升到额定值的90％时，即可认为整个启动加速程序完成了，应自动切断本机的预润滑系统，工期经适当延时（约几十秒）以后，接入对本机的滑油压力监视。这是因为柴油发电机自带的滑油泵，在润滑系统中建立必要的油压需要一定的时间，刚启动时，滑油压力尚未达到应有的数值，这是正常现象。若不经延时接入监视，它将立即发出“油压低”的错误信号，造成不必要的报警，甚至自动停机。柴油发电机所需的其他监视，无需延时。

vil．具有超速保护。即当柴油发电机转速超过额定值15％时，延时2～3s停机，同时发出报警信号，禁止柴油发电机再次启动。

ix.运行机组接到“停机”指令后，即按应有的程序自动停机，停机完成后，发出“停机成功”信号，并应自动接通润滑系统，做好下次启动的一切准备。

如果因为柴油发电机本身的故障（一般有启动失败、滑油压力低、冷却水温度高、排烟温度高、超速等）而导致停机时，应发出“阻塞”信号，使该机的自动启动控制阻塞，并发出声光报警。待工作人员排除了故障，手动“解除阻塞”后，才恢复自动功能。

X.自动启动、停机控制器，最好具备“模拟试验”的功能，使运行管理人员能在不影响柴油发电机的原始状态下，校核控制器的工作是否正常。通常用组合开关和指示灯来实现。柴油发电机发电机组的自动启动程序，可以用方框图1表示。图中包括了“暖缸”工况（虚线框），这一步骤对某些柴油发电机可能不需要。在某些系统中，也可以做如下处理。将“启动”指令安排成两种方式：一种是“正常启动”指令，让机组有“暖缸”工况；另一种是“紧急启动”指令，例如航行中电网突然失电，要求备用机组立即启动供电，当程序控制器接到这种指令时，可以自动去掉“暖缸”程序。自动停机的程序框图示于图2中。

综上所述，柴油发电机启、停程序可归纳为三种基本原则：①按时间原则控制，即模仿人的实际操作过程，按时间拟定控制程序；按速度原则控制，即直接按速度拟定控制程序；按滑油压力控制，即根据不同转速时滑油压力的变化拟定控制程序。一般采用综合方式控制，即在整个控制系统中，以上三种控制原则都有。