柴油发电机组实用技术技能（第2版）

随着我国科学技术的发展和人民生活水平的不断提高，不仅用电负荷不断增加，而且对供电质量提出了更高的要求。柴油发电机组是一种机动性很强的供电设备，因其使用基本不受场所的限制，能够连续、稳定、安全地提供电能，所以被通信、金融、建筑、医疗、商业和军事等诸多领域作为备用和应急电源。
由于各行业对供电保障和柴油发电机组的设计、使用与维护的要求越来越高，因此，迫切需要一支有经验、懂技术的专业化设计、使用与维修队伍。笔者根据多年的教学、设计和修理柴油发电机组（电站）的实际经验和心得体会，结合必备的理论知识，在参考相关文献的基础上，于2013年编写出版了《柴油发电机组实用技术技能》，从出版至今，累计发行量超万册，深受读者欢迎。这次，应出版社之邀，再次修订。读者通过本书的学习，能了解柴油发电机组的组成及主要电气性能指标，掌握柴油发电机组三大组成部分（柴油机、同步发电机、控制系统）的结构、工作原理及常见故障检修，学会柴油发电机组的安装、使用与维护，熟悉自动化柴油发电机组的电气控制系统以及柴油电站的设计。
全书共分为7章，第1章主要讲述柴油发电机组的组成与分类、技术条件与性能以及柴油发电机组的招标；第2、3、4章主要讲述柴油机、同步发电机以及控制系统的结构、工作原理与常见故障检修；第5章主要讲述柴油发电机组的安装、使用与维护；第6章主要讲述自动化机组的特点、分级和分类，自动化机组的传感器与执行机构、主控制器、速度控制器以及控制系统的电气连接关系，KC120GFBZ型自动化柴油发电机组的操作使用、维护保养以及常见故障检修；第7章主要讲述柴油电站设计基础，柴油电站机房位置选择、布置要求与基础设计，柴油电站的通风散热、排烟与消防、隔声降噪、电气系统、防雷接地设计以及电站对其他相关专业的要求等。
本书由杨贵恒（陆军工程大学）任主编，阮喻、刘小丽、王杰、王瑞成（海军士官学校）以及金钊（重庆公共运输职业学院）任副主编，金丽萍、徐嘉峰、王盛春、刘鹏、沈怡君、张智轶、何养育、郑真福、张飞等参编。李龙任主审。另外，吴兰珍、李光兰、温中珍、杨胜、汪二亮、杨蕾、杨沙沙、杨洪、杨楚渝、温廷文、杨昆明、杨新和邓红梅等在本书编写过程中搜集了大量资料，在此一并致谢。
本书图文并茂、通俗易懂、重点突出、针对性强、理论联系实际、具有较强的实用性和可操作性，可作为柴油发电机组设计、使用、维修与管理人员的培训教材，也可作为通信电源、发供电技术、电力工程及自动化等专业师生的教学参考书，同时还可供柴油机、电机维修技师以及相关专业的工程技术人员参考。
随着柴油发电机组技术快速发展，其新理论、新技术和新工艺不断涌现，由于编者水平有限，书中难免存在疏漏和不妥之处，恳请广大读者批评指正。

编者

杨贵恒，陆军工程大学，副教授。先后主讲《发电机组》《高频开关电源》《UPS电源》《电力电子电源原理与设备》《实用电工技术》《通信电源设备》以及《通信电源系统》等课程；主研10多个部级科研项目的研制工作，获省部级科技进步成果一等奖1项、二等奖1项、三等奖3项；撰写国家或部颁标准10部；获得国家发明专利和实用新型专利8项；在全国各大出版社公开出版专著、教材40余本，总发行量超20万册；在各级学术刊物上发表论文30余篇；主讲的《电力电子电源原理与设备》被评为省部级优质课程。

本书系统介绍了柴油发电机组的组成与分类、技术条件与性能以及柴油发电机组的选购与招标；柴油机、同步发电机以及控制系统的结构、工作原理与常见故障检修；柴油发电机组的安装、使用与维护；自动化机组的特点、分级和分类，自动化机组的传感器与执行机构、主控制器、速度控制器以及控制系统的电气连接关系，KC120GFBZ型自动化柴油发电机组的操作使用、维护保养以及常见故障检修；柴油电站设计基础，柴油电站机房位置选择、布置要求与基础设计，柴油电站的通风散热、排烟与消防、隔声降噪、电气系统、防雷接地设计以及电站对其他相关专业的要求等。
本书可作为柴油发电机组设计、使用、维修与管理人员的培训教材，也可作为通信电源、发供电技术、电力工程及自动化等专业师生的教学参考书，同时还可供柴油机、电机维修技师以及相关专业的工程技术人员参考。

第1章绪论1
1.1柴油发电机组入门知识1
1.1.1柴油发电机组的组成1
1.1.2柴油发电机组的分类2
1.1.3柴油发电机组的性能等级3
1.1.4柴油发电机组的型号含义4
1.2柴油发电机组主要技术条件5
1.2.1柴油发电机组的工作条件5
1.2.2柴油发电机组功率的标定5
1.2.3柴油发电机组的电气性能7
1.3柴油发电机组招标文件11
1.3.1招标总则11
1.3.2招标内容11
1.3.3使用环境11
1.3.4规范标准12
1.3.5技术要求13
1.3.6运输验收22
1.3.7技术资料22
1.3.8招标清单22

第2章柴油机23
2.1柴油机基本知识23
2.1.1柴油机工作原理23
2.1.2柴油机总体构造26
2.1.3柴油机的分类28
2.1.4柴油机型号编制规则29
2.2机体组件与曲柄连杆机构31
2.2.1机体组件31
2.2.2活塞连杆组36
2.2.3曲轴飞轮组44
2.3配气机构与进排气系统49
2.3.1配气机构工作过程49
2.3.2配气机构主要零件50
2.3.3配气相位和气门间隙56
2.3.4进排气系统57
2.3.5柴油机增压系统60
2.4燃油供给与调速系统65
2.4.1喷油器66
2.4.2喷油泵69
2.4.3调速器76
2.4.4喷油提前角调节装置87
2.4.5其他辅助装置89
2.4.6PT燃油系统91
2.4.7电控燃油系统100
2.5润滑系统104
2.5.1机油泵106
2.5.2机油滤清器107
2.5.3机油散热装置108
2.5.4机油压力测量装置109
2.5.5机油温度测量装置110
2.6冷却系统111
2.6.1水冷式冷却系统111
2.6.2风冷式冷却系统117
2.7启动系统120
2.7.1启动电机123
2.7.2硅整流发电机及其调节器126
2.7.3蓄电池130
2.7.4其他辅助装置140
2.8柴油机常见故障诊断142
2.8.1常见故障现象与判断原则143
2.8.2燃油供给及其调速系统常见故障检修145
2.8.3PT燃油系统的调试与故障诊断151
2.8.4润滑系统常见故障检修158
2.8.5冷却系统常见故障检修161
2.8.6柴油机常见故障检修162

第3章同步发电机168
3.1同步发电机基础知识168
3.1.1同步发电机工作原理168
3.1.2同步发电机的特点及其基本类型173
3.1.3同步发电机的基本结构175
3.1.4同步发电机的额定值及其型号179
3.2同步发电机的基本电磁关系181
3.2.1同步发电机的空载运行182
3.2.2同步发电机对称负载时的电枢反应184
3.3同步发电机对称运行时的特性189
3.3.1同步发电机的电势方程式和相量图189
3.3.2同步发电机的短路特性和零功率因数负载特性194
3.3.3同步发电机的外特性和调整特性195
3.3.4同步发电机的功率和转矩方程式197
3.4同步发电机的并联运行199
3.4.1同步发电机并联合闸的条件199
3.4.2同步发电机并联合闸的方法201
3.4.3同步发电机的功角特性203
3.5同步发电机常见故障检修206
3.5.1无刷同步发电机常见故障检修206
3.5.2相复励和三次谐波发电机的故障及处理方法214
3.6永磁同步发电机216
3.6.1永磁同步发电机的特点216
3.6.2永磁同步发电机的结构217
3.6.3永磁同步发电机的参数、性能和运行特性218
3.6.4永磁同步发电机的应用221

第4章控制系统223
4.1励磁系统概述223
4.1.1励磁系统的组成与要求223
4.1.2励磁系统的分类224
4.1.3半导体励磁调节器概述227
4.1.4微机励磁调节器简介229
4.2励磁系统实例分析232
4.2.1自并励励磁系统232
4.2.2自复励励磁系统240
4.2.3三次谐波励磁系统250
4.2.4DVR2000E型数字励磁调节器259
4.3励磁调节器及其常见故障检修266
4.3.1TLG1励磁调节器及其常见故障检修267
4.3.2KLT-5励磁调节器及其常见故障检修270
4.3.3E28型自动电压调节器及其常见故障检修277
4.4控制屏（箱）结构及其工作原理281
4.4.1常见型号控制屏结构及其工作原理281
4.4.2常见型号控制箱结构及其工作原理285
4.4.3机组保护系统296
4.4.4控制屏（箱）主要设备与仪表296
4.5控制屏（箱）的使用与维修303
4.5.1控制屏（箱）的使用与维护303
4.5.2控制屏（箱）常见故障检修技能304
4.5.3控制屏（箱）主要设备（仪表）常见故障311

第5章机组的安装、使用与维护315
5.1柴油电站的安装315
5.1.1机组安装前的准备工作315
5.1.2机组的安装316
5.1.3柴油机燃油箱及其管路的安装317
5.1.4控制屏的安装318
5.2135系列柴油发电机组使用与维护318
5.2.1柴油和机油的选用319
5.2.2操作使用322
5.2.3参数调整327
5.2.4维护保养332
5.33kW小型柴油发电机组使用与维护342
5.3.1主要部件功能介绍342
5.3.2主要性能指标344
5.3.3操作使用345
5.3.4维护保养348
5.3.5常见故障检修353

第6章自动化柴油发电机组356
6.1自动化机组的特点、分类与分级356
6.1.1自动化机组的特点356
6.1.2自动化机组的分类357
6.1.3自动化机组的分级357
6.2传感器与执行机构358
6.2.1传感器358
6.2.2执行机构361
6.3主控制器362
6.3.1基本结构363
6.3.2主要功能372
6.3.3控制流程373
6.3.4人-机交互信息376
6.3.5端口功能与连接关系381
6.3.6参数设置382
6.4速度控制器384
6.4.1工作原理385
6.4.2主要功能385
6.4.3端口功能及连接关系386
6.4.4参数调整388
6.5控制系统电气连接关系389
6.5.1电启动系统的电气连接关系389
6.5.2操作接口部分的电气连接关系390
6.5.3转速控制部分的电气连接关系390
6.5.4主控制部分的电气连接关系390
6.5.5电气测量部分的电气连接关系391
6.6自动化柴油发电机组使用与维护391
6.6.1基本组成392
6.6.2技术指标393
6.6.3操作使用394
6.6.4维护保养399
6.6.5故障检修402

第7章柴油电站设计414
7.1柴油电站设计基础414
7.1.1建设原则414
7.1.2设计程序415
7.1.3机组选型415
7.2机房位置选择、布置要求与基础设计418
7.2.1机房位置选择418
7.2.2机房布置要求419
7.2.3机房基础设计424
7.3机房通风散热、排烟与消防设计431
7.3.1通风散热设计431
7.3.2排烟系统设计440
7.3.3消防系统设计443
7.4隔声降噪设计445
7.4.1隔声降噪控制基础445
7.4.2柴油电站噪声控制标准469
7.4.3柴油电站噪声控制473
7.5柴油电站的电气系统设计499
7.5.1应急电站的电气主接线499
7.5.2发电机冲击短路电流的计算501
7.5.3机房配电线缆选择及敷设503
7.6柴油电站的防雷接地设计504
7.6.1柴油电站建筑物的防雷保护504
7.6.2交流同步发电机的防雷保护504
7.6.3燃油系统的防雷及防静电接地505
7.6.4接地与接零506
7.7发电机组机房对相关专业的要求508
7.7.1对土建专业要求508
7.7.2对弱电专业要求508
7.7.3对给排水专业要求508
7.7.4对暖通专业要求509

参考文献510