康明斯柴油发电机转速失去控制原因及频率失灵保护装备原理

柴油发电机过速110%以上情形是指超速，大大超过额定速度，柴油发电机剧烈振动，发出轰鸣声，排烟管冒出大量黑烟或蓝烟的损坏表征。针对目前柴发机组在运转过程中偶会发生超速保护的现象，康明斯公司在本文中通过加装柴油发电机过速110%以上保护装备解决办法的原理分析，并从电路框架、电气原理、多见损坏及应急清除等几方面出发，具体分析了柴油发电机过速110%以上保护装置的实际应用情况。

      发生“转速剧增”后，随着柴油发电机转速的增高，燃油泵柱塞与柱塞套间的漏损减少，进入汽缸内的柴油增加，导致柴油发电机的转速再增高，从而形成恶性循环。柴油发电机转速的不断增高，使汽缸内温度不断升高，活塞的膨胀量增加，活塞连杆组各零件运动加剧，负荷增大，超过其强度极限后，将发生打坏机体、连杆折断、主轴断裂以及活塞、缸套和缸盖被打碎等故障。而且严重危及柴发机组操作员的人身安全，严重影响柴发机组的正常供电。因此，柴油发电机一旦产生“频率失控”，必须采取方案减短“转速剧增”时间减轻损失。

      正常状况下，当柴油发电机的负载变化时，调速板能自动调节柴油泵的供油量，使其速度保持稳定;反之，当柴油发电机负荷变化时，燃油泵的供油量不能做出响应，即会发生“频率失灵”。喷油泵供油量不能随负载而变化的原由如下：

      由上述起因可知，超速具体是柴油发电机调速机构故障等原由，造成柴油发电机燃烧室燃油量提供超量，通常发生在发电机组突卸负载时。为了应对柴油发电机在突卸负载时发生频率失灵过速110%以上现象，在康明斯柴油发电机中，除PT燃油泵中设置了频率失控断油保护装置外，还应在装置控制箱中也设置了频率失控保护控制板。当柴油发电机的速度超过额定转速的15%（即1725转速）时，机构自动切断通向停机电磁阀的供电，使柴油发电机断油停机，从而达到保护发电机组的用途。

      柴油发电机频率失控断油保护停机装备包括配装在柴油发电机燃油管路上的输油泵、柴油过滤器、输油泵、柴油泵之间经联接油管液密封联接有由执行器控制的二位四通换向阀，二位四通换向阀具有两个作业位置和四个进出油通道；燃油泵配接有单向止回阀。当柴油发电机失控时，通过监视装置发出信号，二位四通换向阀具有改变供油方向，利用输油泵的泵吸功用使喷油泵中的低压油腔内局部形成真空，使燃油泵内失油，而阻断向喷油嘴供应压力油，使汽缸内缺油而不能燃烧，迫使柴油发电机速度下降直至停机，从根本上杜绝了柴油发电机的过速110%以上事故的发生。

      柴发机组中的飞车报警保护板，又名速度开关板。以3036453飞车报警保护板为例，其主要为柴发机组提供了以下三个信号：

      起动到300转速康明斯柴油发电机报价，上部13灯亮，柴油发电机引爆，升到怠速（625转速~700转速），对柴油发电机预润滑、预热，为高速和加载作准备。

      怠速3min~5min后，开关扳到RUN位，转速升到1450mpm以上，中灯L2亮，为并车供应基础要素，调动微调电位计可与外电同步并车。

      当发电机组故障、产生转速失去控制、速度超过1725转速时，下灯L1亮，并自动停机。但红灯继续亮，必须关断24V电源后灯才能熄灭，才能重新开机。

      过速110%以上报警保护板装配位置如图2所示，其作业机理是转速探头接收到柴油发电机的速度信号柴油发电机型号规格及功率，经频率→电压变换器（F/V）切换成相应的电流信号、ABCD电阻发生电压。和设定的电位器（CW）比较，在相应速度上继电器动作，发出灯指示，继电器触点供外电路使用。

      柴油发电机机型不同，飞轮齿数不同，速度传感器感应脉冲数也不同。为了补偿差别康明斯发电机厂家推荐，频率失控板内有4组切换电阻，通过A、B、C、D插脚引出，在大底板上采用剪留三根跳线来排除。对K系列康明斯柴油发电机而言，飞轮号为0，齿数为142，留用J4跳线。

      飞车报警保护板中三套设定电位器，可以改变继电器动作所对应的速度，即启动成功，并联允许、频率失灵保护。正旋为整定值上升，反之为下降。如果发电机组经常产生超保护，而实际并非损坏时，正调OVERSPEED ADJUST少许，即可解决。这主要是整定值太小的缘故。

      在正常状况下打开电源时，转速失去控制板上没有灯亮。在过速110%以上板右下方，有一个按钮OVERSPEED TEST，是模拟飞车保护的。高速运行时，按下此按钮，如果报警停机，表明过速110%以上板的保护继电器是正常的。柴发机组出厂时，不一定进行转速剧增保护测试，一般不进行转速失灵保护值的整定，因此柴油发电机组进段后，较好进行保护数据的整定。为了防止柴油发电机在频率失灵时无法起到保护作用而造成不必要的损失，可采取以下办法来调整保护值：

      一旦发生“飞车”，而转速剧增保护机构又失效的情形下，必须要采取紧急举措，设法立即熄火（截断燃油泵的进油和空气滤清器的进气），避免发生机器报废或造成伤亡的严重事故。

      即将油门拉到停机位置，关掉油门开关。但因为产生飞车的多数原因是油门失去对油泵柱塞控制，并且在低压油路中尚有存油，这种方案往往无法很快使柴油发电机停机。如果拧开高压油管连接螺帽，使柴油发电机立即“断油”，大多数情况可以迅速停机。

      对柴油发电机来说，一般进气管道较小，可直接用棉衣等物包住空气滤清器，或将空气过滤器迅速拆下，直接堵住进气口。在任何状况下，只要确实堵住进气通路，都可以迅速停机。

      柴油发电机超速是一种严重的故障，可能会引起柴油发电机转速迅速增加，超出正常工作范围，造成严重的机械磨耗和安全事故。因此，一旦产生飞车，应立即采取紧急手段，以避免进一步损坏。而加装转速失灵保护设备是柴油发电机组三级停机保护中的一个重要功能，其功用的好坏将直接危害发电机组的安全、正常运转。切实掌握柴油发电机超速保护装备的工作机理和必要应急排除常识是十分必要的，将有助于柴发机组的安全正常运转。