船舶发电机实验和操作步骤最全讲解

一、发电机组和配电板绝缘电阻测量任何电气设备在通电以前，都要进行绝缘电阻的测量，这是人身安全和设备安全的根本保证，也是检验过程中的必检项目。绝缘电阻分为冷态绝缘电阻和热态绝缘电阻。冷态绝缘电阻是指试验前设备的绝缘电阻，这时设备处于自然状态，检验是设备安装情况。热态绝缘电阻是指设备运行一定时间，达到温升后的绝缘电阻，这时设备仍处于工作状态，是在动态和热态情况下，检验设备绝缘材料的绝缘性能变化情况。

（一）检验内容与条件

在进行冷态绝缘电阻测量前，应断开配电板上所有外部线路的开头，并且须将发电机组和配电板上所有半导体元件的线路断开，避免因电流过大而损坏半导体元件。发电机组和配电板绝缘电阻测量的内容包括：配电板汇流排对地的绝缘电阻；发电机电枢绕组对地的绝缘电阻；发电机励磁绕组对地的绝缘电阻；发电机空间加热器对地的绝缘电阻；调速电动机对地的绝缘电阻；调速电动机对地的绝缘电阻。

（二）检验的实施和记录

在柴油发电机组和配电板试验之前，进行冷态绝缘电阻的测量。测量可用兆欧表进行，将兆欧表的一端接地，另一端接所要测量的部位。测量时要求验船师和船东在场。对于柴油发电机和配电板的热态绝缘电阻，应该在设备试验后立即进行测量，测量方法与检验冷态绝缘电阻的方法相同。无论何种状态，其最低绝缘电阻值对于配电板长度小于或等于6m，应大于或等于1MΩ，配电板长度大于6m，应大于或等于1MΩ。

二、柴油发电机组起动试验

（一）试验内容用船上配备的起动设备进行试验（一般用空气起动，也有用蓄电池起动的）。试验时，对冷态柴油机组进行起动，检验其起动灵活性、起动时间及起动次数。

（二）试验要求

1．用压缩空气起动的柴油机：将一只副空气瓶充气至额定工作压力，在中途不补充气的情况下起动冷态柴油机，起动次数不小于6 次。

2．用电起动的柴油机：在蓄电池组充足电源，中途不补充电的情况下起动冷态柴油机，起动次数不少于10 次。

3．应急柴油发电机：在0℃以下的环境状态下具有冷态起动的能力。对于自动起动的应急发电机组，每台机组应能具有连续3 次起动的能源。此外，还应具有第二能源，在30分钟内能起动3 次。

（三）试验方法

1．用压缩空气起动的柴油机：试验前将一只副空气了瓶充气至额定工作压力，柴油机应从冷态开始进行起动试验，当柴油机起动至柴油燃烧后立即停车，然后再次起动。试验时应记录每次起动前、后的空气瓶压力及最低起动压力。

2．用蓄电池起动的柴油机：试验前将蓄电池组（二组）充足电源，柴油机应从冷态开始进行起动试验，当柴油机起动至柴油燃烧后立即停车，然后再次起动。试验时应记录蓄电池起动柴油机的次数。

3．自动起动的应急柴油发电机，应作主发电机停电状态下的自动起动试验。试验时，记录从主电源切断到应急发电机自动起动运行所需的时间。对于要求在气温0℃以下作起动试验的柴油机，气温条件一般较难满足，只能在当时环境条件下试验。

4．对应急柴油发电机组还应进行第二种起动源的起动试验，试验3 次（除非柴油机能用手工起动）。

（四）试验记录

柴油发电机起动试验须记录起动前后副空气瓶压力、起动次数及最低起动压力。用蓄电池组起动的柴油机则要记录起动次数。

三、安全报警装置试验柴油机的系统上设有低压、高温等安全报警装置。

（一）试验内容柴油机一般设有滑油低压、冷却水低压、冷却水高温及滑油滤器压差过大等安全报警装置。检验低压、高温、压差等安全报警装置报警功能，当任一测量点实测值达到预定的报警值时，安全报警装置应能发出声光报警信号。当上述安全报警装置实测值达到设定的停车值时，柴油机应能自动停车。

（二）试验要求柴油机安全装置的调整依据是系泊试验大纲或柴油机说明书所规定的安全装置的报警值，当该系统的低压、高温、压差中任何一个达到设定的报警值时，安全报警装置应即发出声光报警信号。如系统的参数再次偏离，达到设定的停车值时，柴油机应立即自动停止运转。按规范规定，额定功率大于220kw 的柴油发电机组，还应设有超速保护装置，当柴油机转速超过额定转速的15%时，超速保护装置应能动作，使柴油机自动停车。

（三）试验方法

1．低压、高温等声光报警装置采用模拟方法试验，调试方法与主机报警装置相同（见本章第一节四，主机报警装置的试验）。

2．滑油低压采用模拟方法试验。将滑油传感器从机上拆下接至手动泵，使滑油压力达正常值，然后起动柴油机，并用手动泵控制滑油压力，当滑油压力降低到报警压力时，应发出声光报警信号，如继续降低到低压停车压力时，柴油机应能自动停车。

3．冷却水高温停车装置采用模拟方法试验。用电通过水加热温度传感器，加热前起动柴油机，当传感器达到高温报警的温度时，应发出声光报警信号，如温度继续上升至高温停车的温度时，柴油机应能自动停车。对于柴油发电机额定功率大于220kw 的机组，应作超速保护装置试验。在柴油机空载动转情况下，将柴油机转速从额定转速向上加速，当达到额定转速的115%时应能自动停车。

（四）试验记录

试验时应对每一压力、温度安全报警检测点做好报警及停车记录，记录内容可参见表10-10 所示。

四、主配电板保护装置试验

主配电板保护装置是指安装在主配电板上用来控制主开关（主空气断路器）的装置。在正常情况下，发电机发出的电通过配电板上的三相主空气断路器的闭合，送至配电板的汇流排。当出现不正常的情况时，为了不使设备受到影响，保护装置开始动作，断开空气断路器。例如：当外负载加重或者电路发生短路时，为了保护发电机不超负荷运行，保护装置可以自动断开空气断路器。为了保证柴油发电机组的负荷试验正常进行，我们首先要做好主配电板保护装置的试验。

（一）检验内容与要求

保护装置一般由互感器控制电路、运算电路和延时继电器组成。当不正常的信号出现时，通过互感器产生一个信号，经运算电路分析送到不同的延时继电器，控制保护装置的动作。检验的内容是试验整个保护装置动作的正确性。保护装置具有下列内容和要求。

1．过载保护。将保护装置整定在发电机额定电流的125~135%，延时继电器调整在15~30秒，当电流超过整定值时，保护装置开始动作。

2．失压保护。可利用空气断路器的低压脱扣线圈。当发电机不发电时，断路器若合闸则瞬时动作；当电压降至额定电压的70%~35%时，应经系统选择性保护要求延时后，方能动作，一般整定在80%~70%之内。对于低于70%额定电压时作失压处理，瞬时动作的延时特性应与短路保护的延时特性相协调，具体要求可以按照发电机技术条件决定。

3．逆功率保护。发电机是否出现逆功率由逆功率继电器检测。整定值一般按照发电机额定功能的8~15%整定，延时时间调整在3~10S，当逆功率超过整定值并持续时间较长时，保护装置开始动作。

4．优先自动卸载。这是利用空气断路器的长延时继电器的动作特性来完成的。整定值为发电机额定功率的100~110%，延时时间一般整定在10S，当发电机过载时，线圈开始动作，利用自动卸载或分级卸载来保护发电机的正常工作。

5．短路保护。它是利用过电流脱扣特性的瞬时运作实现对发电机的短路保护。始动值为发电机额定电流的200~250%。由于时间太短，通常采用模拟的方法，时间一般为0.12~0.43S。（二）检验方法和记录

早期的机械保护装置，必须在发电机运行时通过试验来检验装置的功能，而目前所使用的电子控制保护装置，一般都采用模拟试验法，即根据所使用的空气断路器所给出的技术要求，输入一个与故障信号相仿的电信号量，促使保护装置动作。同时检验整定时间的正确性。例如：“DCE-1 型OOR 测试仪”就是根据这个原理进行设计的，可用于本项试验。如果没有这个设备，可用模拟线路测试。

五、主配电板常见故障及处置

1 发电机空气断路器合不上闸。

故障原因：合闸线路故障、电源断相、熔断器断路、合闸用继电器损坏、合闸机构故障

故障处理：检查合闸电源线路；更换熔断器；更换合闸继电器；检修合闸机构或更换断路器2 检测仪表指示仪表保护熔断器损坏。

故障原因：电流互感器故障、电压互感器副边开路、转换开关接触不良、仪表损坏

故障处理：更换熔断器，检查电流或电压互感器给于更换，更换指示仪表。

3 发电机半自动并车操作失灵自动同步脉冲发送器故障。

故障原因：并车时选择开关位置不当、选择开关断路。

故障处理：检修自动同步脉冲发送器或更换，选择好并车用转换开关，检修开关或更换。

4 负载开关损坏外接线不牢固、松动造成接线端打火烧坏、电流保护失控、震动、碰撞损坏检查外线路，

故障处理：更换负载开关。

六、、柴油发电机组负荷试验系泊试验时，应对柴油发电机组进行全负荷性能试验。为了能达到较稳定的发电机负荷，常采用临时电阻箱或盐水缸槽放电装置检验柴油发电机的性能。此试验方法同样适用于应急发电机组试验。

（一）运转试验

1．试验内容柴油发电机组试验时，应对每台柴油发电机组进行单机运转试验。试验时，须检验全负荷状态下柴油机的各缸热工参数（排气温度及爆炸压力）和各油、水系统压力及温度是否在规定范围内。柴油机在100%负荷运转时，应平稳，无异常发热。

2．试验要求（1）柴油发电机组运转试验的时间按系泊试验大纲规定进行，不明确时可参照GB3471的规定

（1）发电机组全负荷试验时柴油机热工参数的调整要求：各缸参数应调整均匀，要求压缩压力差不大于2.5%（由造机厂保证，仅根据造机厂出厂试验报告，船厂不测），爆炸压力不大于2.5%（由造机厂保证，仅根据造机厂出厂试验报告，船厂不测），爆炸压力不大于±4%，排气温度差不大于±5%。除上述各缸调整均匀性外，还须检验这柴参数值是否超过规定值，即排气温度不能超过极限值，气缸爆炸压力不能超过规定值。

（2）发电机运转时，检查柴油发电机组附属系统的工作参数是否在正常的工作压力及温度范围内，并观察安全报警装置的协调性。

（3）发电机组工作状态应平稳，各活动部件无过热现象。

（4）测量曲轴的热态曲臂距，其差值应在柴油机说明书的规定范围内（一般在万分之一活塞行程内为合格）。

3．试验方法

（1）发电机组各种工况试验：由低负荷逐步增加负荷，在各负荷状态时测量发电机组各运行参数，对所有仪表上的示值，按规定的时间间隔做好记录，并记录发电机组各负荷（包括全负荷、超负荷）的试验状态。同时，检验发电机组运转是否平稳，有无异常响声。试验时，除爆炸压力表外，一般都采用设备上的仪表。

（2）负荷试验结束后应立即停车，打开柴油机曲柄箱两侧的门盖，用点温计测量各缸连杆轴承和主轴承的温度，并测量热态时的曲臂距。

（二）调速器灵敏度试验

由于船上的电气设备，特别是大功率电气设备的超动及停止运转，会对发电机的转速产生影响，导致电网的电压波动，因此须对柴油机调速器灵敏度进行试验。

1．试验前应具备的条件柴油机调速灵敏度试验应在发电机全负荷试验结束后随之进行，试验前应预先调整好发电机的分阶段负载，以便按阶段加负载时使用。

2．试验内容柴油发电机负荷突然变化时，柴油机的转速将随之而发生变动，此时，调速器应能在规定时间内将转速控制在规定范围内，并能稳定地运转。调速器灵敏度试验的步骤：在100%负荷运转时突然将负荷全部卸掉，检查转速波动范围、稳定时间和稳定后的转速；在空负荷状态下进行突加负荷试验，先突加50%负葆，稳定后再加余下的50%负荷，检查转速的波动范围、稳定时间和稳定后的转速是否符合要求。

3．试验要求

（1）柴油机从100%负荷突然卸去负载，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（即从转速恢复到波动率为±1%的时间）。

（2）柴油机从空载突然加上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%，稳定调调速率不大于5%，稳定时间不大于5 秒（即从转速发生波动开始到转速稳定波动率为±1%的时间）。

（3）瞬时调速率δ1 与稳定调速率δ2 的计算方法

：①瞬时（动态）调速率δ1：瞬时调速率（或称动态调速率），系指突加（或突卸）全负荷时，瞬时转速的最大变动范围与额定转速nH(铭牌上的标定转速)比值的百分数，瞬时调整速率δ1 的计算方法：δ1（突加）= n0—n2/ nH×100%δ1 与（突卸）= n3—n1/ nH×100%式中n0—柴油机空负荷时的平均转速；n1—柴油机突加负荷后的平均转速；n2—柴油机突加负荷时的最小瞬时转速；n3—柴油机突卸负荷时的最大瞬时转速；nH—柴油机铭牌上标定的额定转速。②稳定（静态）调速率δ2：当外部负荷改变后，由于机械调速器不能使柴油机恢复原来的转速，所以在调节过程稳定之后，还存在着转速差（称为静态转速差）。柴油机从空车到全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）。它的计算方法为：δ2= n0—n1/ nH×100%式中 n0—柴油机空负荷时的平均转速；n1—柴油机突加负荷后的平均转速；nH—柴油机铭牌上标定的额定转速。

4．试验方法

柴油机调速器灵敏度检验应与发电机的其它电气项目检验同时进行。方法是在柴油发电机组100%负载运行时，突然将发电机负载全部卸掉（此时柴油机瞬间转速即升高），按动秒表，观察柴油机转速瞬时上下波动值；当转速稳定到另一个转速时（即转速恢复到波动率为±1%范围）即按停秒表，记录稳定时间。试验时，记录试验前后转速与试验过程中的瞬时转速，将试验数据代入上述计算公式，即可得出瞬时调速率与稳定调速率，试验结果应符合要求。柴油机调速器突加负载试验同上，并由此计算出瞬时调速率与稳定调速率，试验结果应符合要求。对于船上配备的应急发电机组，其柴油机调速器灵敏度试验，仅做一次突加额定负荷的试验。5．试验记录柴油机调速器灵敏度试验时，须将全负载突卸、突加状态下的柴油机转速稳定时间、试验前后的瞬时转速、稳定时转速等作好记录。

六、柴油发电机特性试验

柴油发电机特性是指每一台发电机所具有的不同的电压调整率的变化的特性。这种特性有两种形式，即所谓稳态调压特性和瞬态调压特性。稳态调压特性是在功率因数额定情况下，柴油发电机的负荷从0~100%之间变化的特性；瞬态调压特性是在功率因数额定情况下，因柴油发电机的负荷突加或突卸，电压变化的瞬间的特性。由于每台柴油发电机电压调整率的变化与柴油机和调速器的性能有密切的关系，所以做本项特性试验，主要是为船东提供一个详细的参考数据。

（一）试验前应具备的条件和技术要求在做柴油发电机特性试验前，应具备下列条件：

1．柴油发电机组本身所具有的保护功能试验已完成，并具有安全、可靠的性能。例如：滑油低压停车、冷却水高温停车和超速停车等。

2．柴油发电机组负荷试验完毕，各种参数已按技术要求调整，运转正常，能确保柴油发电机组特性试验的正常进行。

3．用于柴油发电机组特性试验的负载处于正常控制、使用状态。一般可以采用水电阻、电阻箱及电抗器。根据中国船级社对发电机电压调整率的规定，要求柴油发电机稳态电压调整率应不超过柴油发电机额定电压的±2.5%;；应急发电机的电压调整率应不超过±3.5%。当柴油发电机负载突加或者突卸时，电压恢复到与最后稳定值相差3%以内所需要的稳定时间，应该不超过1.5s。

（二）特性试验的要求和记录

当进行发电机特性试验时，首先将柴油机转速调整到额定转速，在柴油发电机的负载和功率因数调整到额定值后，就可以进行稳定态调压特性试验。在试验负载按下列程序100%→75%→50%→25%→50%→75%→100%变化时，记录柴油发电机各种负载工况下的功率、电流、电压、功率因数和频率值。在各种负载工况下都应该使功率因数在额定值范围内。为保证记录准确，上述变化应反复做两次。柴油发电机稳态电压调整率计算公式：△ V%=V- VH/ VH×100%式中 V——柴油发电机各种负载工总值下的稳态电压值中的最高或最低电压值；VH——柴油发电机额定电压值。在稳态调压试验后，如柴油发电机无异常现象，就可以进行瞬态调压特性试验，其试验工况与前相同。可在发电机组空负荷状态下突加50%额定负荷，稳定后再加上余下的50%负荷，测量转速变化情况和稳定时间。在缺少有关突变负载最大值的确切数据的情况下，具体作法如下：

1．柴油发电机的负载为空载，转速为额定转速，电压接近或者为额定值的工况下，突加60%的额定负载及其功率因数不超过0.4（滞后）的对称负载，记录柴油发电机电压变化以前稳定值、瞬时电压变化最大值、最后电压稳定值以及稳定时间。

2．再突加40%的额定负载及其功率因数不超过0.4（滞后）的对称负载，同样记录电压变化以前稳定值，瞬时电压变化最大值、最后电压稳定值和稳定时间。

3．柴油发电机负载在100%额定负载工况下突卸到0，记录的内容如前所述。上述试验也可以同柴油机调速器特性试验一起进行。当电压下跌时，其瞬态电压值应不低于额定电压的85%；当电压上升时，其瞬态电压值应不超过额定电压的120%。

七、柴油发电机并联运行试验

船舶在正常营运期间，有时候使用的辅助动力设备比较多，例如进出港期间。这时，一台发电机所承受的负载往往会接近或者超过发电机额定负载。在这种情况下，就需要用两台发电机同时工作。同样，在长时间航行中，发电机为轮流工作而作转换时，不可能停下来转换，也需要通过并联运行，将一台发电机的负载转移到另一台发电机。所以，当船上装有两台以上发电机时就需要做并联运行试验。柴油发电机并联运行必须具备三个条件，就是电压相同、频率相同和相序相同。如果具备了这三个条件，就说明达到了同步的要求，可以进行并联运行。目前船上配备的组合控制屏中的并车屏，其作用就是为了观察各发电机的运行情况，同步状态，以及控制执行并车机构。下面具体阐述柴油发电机并联运行试验的程序。

（一）试验前应具备的条件和技术要求在柴油发电机进行并联试验以前，首先应该完成下列试验：

1．各柴油发电机组的安全保护系统试验完毕，并做到功能齐全、可靠。例如：滑油低压停车、冷却水高温停车、超速保护等试验结束。

2．主配电板上各发电机屏的保护系统试验完毕。例如：过载保护、逆功率保护、失压保护等，并做到安全、可靠。

3．在有三台或三台以上发电机并联运行的情况下，其瞬时脱扣器的整定值，应该整定在稍大于所保护的发电机的最大短路电流（300%发电机额定电流值）下动作，当发生短路时，断路器能瞬时断开。

4．柴油发电机的负荷试验以及特性试验完毕。在柴油发电机进行试验时，如果各发电机的功率不相同的话，各机组负载分配应该符合下列要求：

1．柴油发电机实际承担的有功功率与按发电机额定功率比例分配的计算值之差，在发电机功率相同时，应不超过发电机额定功率的±15%，最小发电机额定功率的25%，以较小者为准。2．柴油发电机实际承担的无功功率与按发电机额定无功功率比例分配的计算值之差，在发电机功率相同时，应不超过额定无功功率的±10%，当功率不同时，应不超过最大发电机额定无功功率的±10%，最小发电机额定无功功率的±25%，以较小者为准。

（二）检验方法与记录

1．应在主配电板的并车屏上观察需要并车的两台发电机的同步指示。打开并车屏上并联运行的合闸开关，观察同步表的旋转指针。当自动找到同步点时，同步指示灯亮，并且亮度相同；同步表指针垂直指向同步点时，两台发电机达到了同步，按下并车按钮，或者自动合闸并车。当两台发电机并联运行成功时，同步表指针和同步指示灯为静止状态。

2．检查并联运行的发电机的负载运行。按技术文件规定的并联运行的台数分别组合进行试验。在调节到按其比例如承受的负载是每台发电机额定负载的50%后，并入发电机组，然后将负载调至其额定值的75%作为起并负载点，进行负载变化试验；75%→50%→25%→50→75%→100%→75%。试验设备可以采用水电阻、电阻箱和电抗器。当负载在总额定负载的20-100%的范围内变化时，应能稳定地运行，在并联运行负载试验时，每一负载点并联运行时间为5-10 分钟。分别记录每台柴油发电机各负载工况下的负荷、电压、频率、功率、电流、功率因数（cosφ）。

3．进行负载转移试验。如果船上安装有三台发电机时，应将待并的发电机同已经在额定状态下并联运行的发电机并联，利用手动进行负载转移，将原并联运行的其中一台发电机的负载逐渐地转移到后并上的发电机；当负载减少到低于发电机额定负载的20%时，手动断开发电机空气断路器，然后对继续并联运行的发电机负载进行分配，使之并联运行可靠、稳定。做手动负载转移试验时，对负载增减一般是利用主配电板上柴油发电机手动调整的选择开头进行调节，使发电机分别减速或者增速，从而达到发电机所承担的负载减少或者增加，实现负载的转移。在进行上述试验特别是并联运行负载试验时，应作好记录。

八、配电板联锁试验

联锁,在电气线路上是指为防止电路上的相序问题影响设备安全而设置的互相制约的控制线路。在主配电板上设置的联锁，是指配电板上发电机主开关与岸电开关之间的联锁；主发电机开关与应急配电板应急发电机主开关之间的联锁；发电机主开关与发电机空间加热器开关之间的联锁。这个联锁还有另外一个作用，就是当一个程序发生故障时能够自动启动另一个程序。目前船上所使用的这种联锁是由电气装置控制的机械装置。进行这类试验，就是为了保证联锁装置上的电气线路控制的正确性和机械装置动作的可靠性。

（一）试验前应具备的条件和要求在进行配电板联锁试验以前，首先应该完成下面几项工作：主配电板和应急配电板保护装置试验完毕；应急发电机试验完毕；检查发电机空间加热器能正常工作；岸电箱安装结束，接线正确；上述各项均符合图样要求。试验中，联锁机构应符合下面几条要求：

1．为了避免发电机与岸电同时供电，当发电机主开关合闸供电时，岸电开关合闸机构失效，合不上闸。当发电机主开关断开时，岸电开关合闸机构恢复功能，伺服机构进入工作状态。2．发电机为了内部防潮，通常采用加热电阻对发电机内部加热。当主配电板发电机开关断开时，加热器开关应自动合闸，接通发电机空间加热器的电源，对发电机内部加热。

3．当主配电板上发电机主开关断开，主配电板汇流排失电，应急发电机自动启动后，应急配电板上的应急发电机主开关应在45s 内自动合闸供电。当主配电板恢复供电时，应急配电板上的应急发电机主开关应自动断开，并且合不上闸。

（二）检验方法和记录

1．检查主配电板发电机主开关与岸电开关的联锁。当主配电板主开关合闸供电时，岸电开关伺服机构应没有电，开关不能合闸。断开发电机主开关，岸电开关伺服机构进入工作状态。当按下岸电开关合闸按钮时，岸电开关伺服机构动作，在岸电开关合闸的同时，岸电合闸指示灯亮。当按下岸电开关分断按钮时，岸电开关伺服机构动作，岸电开关断开，合闸指示灯灭，分库指示灯亮。在整个过程中，伺服机构应动作灵活、安全、可靠，控制电路运行正常。

2．检查主配电板主开关与发电机空间加热器之间的联锁。首先要确定空间加热器的热电阻是否正常，可以用万用表测量，加热电阻不能是开路状态。当主配电板主开关断开后，用万用表测量加热器接线端是否有电压。当主配电板主开关合闸向外供电时，空间加热器开关断开，合闸机构失效，合不上闸。

3．检查主配电板主开关与应急配电板主开关的联锁。当主配电板主开关合闸送电时，应急配电板主开关伺服机构应没有电，不能合闸。当主配电板开关断开或者由于汇流排失电时，应急发电机自动启动，并且在45s 内自动合闸对外供电。当主配电板恢复供电时，应急配电板主开关应自动断开。