现代柴油发电机组的应用与管理

第一章 概述 1

第一节 柴油发电机组的组成和特点 1

一、机组的组成与分类 1

二、机组的特点 2

第二节 柴油发电机组的主要性能指标 3

一、机组的主要性能指标 3

二、机组的功率标定与环境修正 4

三、柴油机和发电机的功率匹配 6

第二章 柴油发电机组的结构、原理 7

第一节 柴油机 7

一、柴油机的基本工作原理与技术参数 7

二、主要运动部件 12

三、固定机件 19

四、柴油机的换气与换气机构 21

五、增压系统 29

六、燃油的喷射与燃烧 39

七、润滑与冷却系统 62

八、柴油机调速 68

第二节 无刷同步发电机 74

一、无刷同步发电机的结构 74

二、同步发电机的运行原理 81

第三章 柴油发电机组电气及控制系统 90

第一节 电启动各部件的作用与结构 90

一、直流电动启动 90

二、压缩空气启动 96

三、同步发电机的继电保护 99

第二节 柴油发电机组常用传感器的结构和功能 108

一、传感器的组成 108

二、传感器的分类 109

三、传感器的名词术语 109

四、自动化柴油发电机组常用传感器 110

第三节 柴油机的电子管理系统 112

一、电子管理系统的特征 112

二、MDEC控制系统的结构 113

三、控制功能 115

四、电控单元ECU信号输入电路 121

第四节 同步发电机恒压励磁系统 122

一、电抗器移相式相复励励磁装置 122

二、电容器移相式相复励励磁装置 124

三、磁耦合电抗移相式相复励自励恒压装置 124

四、可控相复励自励恒压装置 125

五、可控硅自励恒压装置 127

六、三次谐波励磁恒压装置 133

七、DVR2000E型自动电压调节器 139

第四章 自动化柴油发电机组的分级与控制 146

第一节 自动化柴油发电机组的分级 146

一、机组的分级 146

二、自动化机组的特点 146

第二节 柴油发电机组自动控制理论概述 148

一、PLC的组成与中央处理器 148

二、存储器 150

三、输入/输出接口 151

四、其他部件 153

五、PLC的主要技术指标 154

第三节 柴油发电机组自动控制的应用 155

一、柴油发电机组的启动/停车的自动控制 155

二、典型调速系统的速度控制器（DWC-2000系列） 158

三、柴油发电机组的自动控制 165

四、基于多串口通信的柴油发电机组远程监控应用 168

第五章 现代柴油发电机组排放与噪声控制 172

第一节 柴油机的排放与控制概述 172

一、有害排放物的生成及影响因素 173

二、柴油机及其机组的排放标准概述 179

三、现代柴油机排放控制及其发展趋势 181

第二节 柴油发电机组的噪声及控制 184

一、柴油发电机组的主要噪声源 184

二、噪声及其评价 188

三、隔声与吸声 192

四、柴油发电机组的噪声控制方法 205

第三节 柴油发电机组的机房设计 209

一、柴油发电机组机房的设计指导原则 209

二、柴油发电机组机房降噪工程设计与应用 210

第六章 柴油发电机组的安装与调试 215

第一节 发电机组的安装 215

一、总体布置 215

二、基础 216

三、机组的安装 216

第二节 机房设备的安装 217

一、机房的布置 217

二、柴油机管路的安装 217

三、控制屏的安装 220

第三节 柴油发电机组的调试 221

一、柴油机的启封 221

二、机组试机前的检查 221

三、新装柴油发电机组的磨合与调试 222

第七章 几种典型现代化柴油发电机组简介 227

第一节 柴油发电机组的设计 227

一、先进的机械设计 227

二、先进的电子电气控制系统优化设计 229

第二节 机组的主要性能特点 229

一、典型机组的特点 229

二、部分机组的主要性能数据 232

第八章 柴油发电机组的维护与管理 239

第一节 柴油发电机组的开机及运行操作规程 239

第二节 柴油机及增压系统的维护与管理 239

一、柴油机及增压系统的维护规程 239

二、柴油机及增压系统常见的故障诊断与排除 240

第三节 同步发电机的维护与管理 247

一、发电机及其绕组的维护与管理 247

二、发电机常见故障的诊断与排除 251

第四节 发电机组的维护与管理 253

一、机组的维护 253

二、机组常见故障与排除方法 254

第五节 并联运行机组运行不稳定的综合检查分析方法和调整 255

一、振荡原因检查 255

二、并联运行柴油发电机组不稳定性的主要改善措施 256

第九章 柴油机发电机组并联运行 258

第一节 柴油机发电机组并联运行的特点及主要问题 258

一、发电机组并联运行的特点 258

二、发电机组并联运行的主要问题 261

第二节 并联运行机组的有功功率和无功负载的分配 266

一、并联运行发电机组有功功率分配及其差度计算 266

二、并联运行发电机组的无功负载均衡分配 271

三、无功电流的自动分配 279

四、不可控自励恒压发电机的无功负载分配 283

第三节 柴油发电机组并联运行的振荡及其改善 295

一、柴油发电机组并联运行振荡的物理概念 295

二、并联运行的柴油发电机组稳定性的矢量分析方法 297

三、柴油机对于并联运行柴油发电机组稳定性的影响及其调整 304

四、发电机的阻尼和调压系统对功率振荡的影响 309

第四节 柴油发电机组并联运行的自动控制 312

一、柴油发电机组的并车原理 312

二、自动准同步并车装置基本功能 313

三、基本环节介绍 313

参考文献 318

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《高等学校教材：现代柴油发电机组的应用与管理》由江苏科技大学和中高动力科技股份有限公司合作编写。由苏石川、元广杰、扬宗明主编，苏石川统稿。第1、3、5、9章由苏石川编写，第4、7、8章由元广杰编写，第2、6章，第4．1节等由杨宗明编写。其他参编人员有：施庆哲、熊善文、谭海枫、宾建军等。浙江大学严兆大教授为《高等学校教材：现代柴油发电机组的应用与管理》的编写提出了许多宝贵意见，在此深表谢意。同时还得到了MTU亚洲（中国）有限公司、大宇综合机械株式会社、利莱森玛（福州）发电机有限公司、上海马拉松革新电气有限公司的大力支持并为《高等学校教材：现代柴油发电机组的应用与管理》提供了大量的技术资料，在此对他们表示衷心感谢。

本书主要以当今先进的现代化柴油发电机组为对象，系统地介绍了柴油发电机组的柴油机、发电机及其电气与控制系统的基本结构、工作原理；柴油发电机组的自动控制系统、柴油发电机组的环境污染与控制以及柴油电站的设计；柴油发电机组的安装、调试、使用与维修以及柴油发电机组并联运行的原理、解决方案及其自动控制等。

全书共分九章，书中内容简明实用，物理概念清楚，深入浅出，侧重于实际应用和发电机组的管理，是一本专门介绍现代柴油发电机组应用和管理的图书。本书适合通信、舰船、自备、移动和应急电站等技术人员阅读，也可作为内燃机发供电、轮机管理及自动化、电力工程及自动化、通信电源等专业的培训教材。

第一章概述1

第一节柴油发电机组的组成和特点1

一、机组的组成与分类1

二、机组的特点2

第二节柴油发电机组的主要性能指标3

一、机组的主要性能与指标3

二、机组的功率标定与环境修正4

三、柴油机和发电机的功率匹配5

第三节柴油发电机组的选择7

一、选购柴油发电机组的依据和标准7

二、柴油发电机组的选择10

第二章柴油发电机组的结构、原理14

第一节柴油机主要技术参数和构成14

一、柴油机的主要技术参数14

二、柴油机的主要构成16

第二节无刷同步发电机78

一、无刷同步发电机的结构78

二、同步发电机的运行原理85

第三章柴油发电机组电气及控制系统94

第一节电启动各部件的作用与结构94

一、直流电动启动94

二、压缩空气启动100

三、同步发电机的继电保护103

第二节柴油发电机组常用传感器的结构和功能112

一、传感器的组成112

二、传感器的分类112

三、传感器的名词术语113

四、自动化柴油发电机组常用传感器114

第三节柴油机的电子管理系统115

一、电子管理系统的特征115

二、MDEC控制系统的结构116

三、控制功能119

四、电控单元ECU信号输入电路124

第四节同步发电机恒压励磁系统125

一、电抗器移相式相复励励磁装置125

二、电容器移相式相复励励磁装置127

三、磁耦合电抗移相式相复励自励恒压装置127

四、可控相复励自励恒压装置128

五、可控硅自励恒压装置130

六、三次谐波励磁恒压装置137

七、DVR2000E型自动电压调节器142

第四章自动化柴油发电机组150

第一节自动化柴油发电机组的分级150

一、机组的分级150

二、自动化机组的特点151

第二节柴油发电机组自动控制理论概述153

一、PLC的组成与中央处理器153

二、存储器155

三、输入/输出接口156

四、其他部件158

五、PLC的主要技术指标159

第三节柴油发电机组自动控制的应用160

一、柴油发电机组的启动/停车的自动控制160

二、典型调速系统的速度控制器（DWC2000系列）163

三、柴油发电机组的自动控制170

四、基于多串口通信的柴油发电机组远程监控应用173

第四节几种典型自动化柴油发电机组简介177

一、典型机组的特点178

二、部分机组的主要性能数据180

第五章现代柴油发电机组排放与噪声控制187

第一节柴油机的排放与控制概述187

一、有害排放物的生成及影响因素188

二、柴油及其机组的排放标准概述194

三、现代柴油机排放控制及其发展趋势197

第二节柴油发电机组的噪声及控制200

一、柴油发电机组的主要噪声源200

二、噪声及其评价203

三、隔声与吸声206

四、柴油发电机组的噪声控制方法219

第三节柴油发电机组的机房设计223

一、柴油发电机组机房的设计指导原则223

二、柴油发电机组机房降噪工程设计与应用224

第六章柴油电站设计229

第一节柴油电站的建设原则与设计程序229

一、柴油电站的建设原则229

二、柴油电站的设计程序及设计内容229

第二节柴油电站的布置形式与要求230

一、柴油电站设备布置及对建筑设计的要求230

二、柴油电站的布置形式与要求232

第三节柴油电站的通风降温与给排水系统设计238

一、柴油电站的通风降温设计238

二、柴油电站的排烟系统设计243

三、柴油电站给排水设计244

第四节柴油电站的防雷与接地设计247

一、柴油电站建筑物的防雷保护247

二、发电机的防雷保护247

三、燃油系统的防雷及防静电接地249

四、接地与接零249

第七章柴油发电机组的安装与调试251

第一节发电机组的安装251

一、总体布置251

二、基础252

三、机组的安装252

第二节机房设备的安装254

一、机房的布置254

二、柴油机管路的安装254

三、控制屏的安装257

四、船用柴油发电机组与控制箱的安装257

第三节柴油发电机组的调试259

一、柴油机的启封259

二、机组试机前的检查259

三、新装柴油发电机组的磨合与调试260

第八章柴油发电机组的维护与管理266

第一节柴油发电机组的开机及运行操作规程266

第二节柴油机及增压系统的维护与管理266

一、柴油机及增压系统的维护规程266

二、柴油机及增压系统常见的故障诊断与排除267

第三节同步发电机的维护与管理274

一、发电机及其绕组的维护与管理274

二、发电机常见故障的诊断与排除278

第四节发电机组的维护与管理281

一、机组的维护281

二、机组常见故障与排除方法282

第五节并联运行机组运行不稳定的综合检查分析方法和调整283

一、振荡原因检查283

二、并联运行柴油发电机组不稳定性的主要改善措施284

第九章柴油发电机组并联运行287

第一节柴油发电机组并联运行的特点及主要问题287

一、发电机组并联运行的特点287

二、发电机组并联运行的主要问题290

第二节并联运行机组的有功功率和无功负载的分配295

一、并联运行发电机组有功功率分配及其差度计算296

二、并联运行发电机组的无功负载均衡分配300

三、无功电流的自动分配308

四、不可控自励恒压发电机的无功负载分配311

第三节柴油发电机组并联运行的自动控制324

一、柴油发电机组的并车原理324

二、自动准同步并车装置基本功能325

三、基本环节介绍326

参考文献330 2100433B

第1章 概述

1.1 现代柴油发电机组广阔的使用领域

1.2 现代柴油发电机组良好的发展趋势

1.3 现代柴油发电机组的基本情况

1.4 现代柴油发电机组的主要技术经济指标

1.5 现代柴油发动机的新特点

1.6 交流同步发电机及励磁调压新技术

1.7 配电及控制系统

1.8 现代柴油发电机组等级划分及功能要求\功率定额

1.9 现行主要发电机组国际和部标简介

1.10 柴油发电机组的招投标

第2章 现代柴油发电机组的新技术

2.1 电喷发动机与电子调速器发动机

2.2 发电机组专用控制器

第3章 无刷同步发电机结构、原理及励磁系统

3.1 现代发电机简介

3.2 发电机工作原理

3.3 发电机的应用

3.4 电压调节器AVR

3.5 空载试验

3.6 负载试验

3.7 变压器控制的发电机_变压器调整

3.8 电压调控板原理

3.9 发电机结构实例

3.10 谐波励磁发电机的励磁调压

第4章 现代交流同步发电机励磁系统

4.1 励磁控制方式的演绎与发展

4.2 励磁系统性能的评价

4.3 励磁调节对电力系统稳定性的影响

4.4 无刷励磁系统

4.5 同步发电机的灭磁及转子过压保护

第5章 环保柴油发电机组技术

5.1 环保机组总述

5.2 机组振动、噪声的测量与评估

5.3 机组座隔震措施

5.4 机组降噪

5.5 降噪措施

5.6 低噪声机组

5.7 排气消音器

5.8 通风散热问题

5.9 无线电干扰

5.10 低排放原理与方法

第6章 发电机维护保养与故障排除

6.1 绕组状况

6.2 发电机绕组干燥方法

6.3 轴承维护

6.4 空气过滤器

6.5 发电机故障排除

6.6 剩磁电压检查方法

6.7 外接励磁试验程序

6.8 主输出端电压均衡时的检查步骤

6.9 主输出端电压不均衡时的检查步骤

6.10 励磁控制试验

6.11 拆卸与安装

6.12 主转子装配

第7章 机组使用与维护

7.1 现代柴油发电机组的使用

7.2 日常维护

7.3 机油新技术应用

7.4 常见故障及排除方法

7.5 故障排除

7.6 现代柴油电机组故障实例

第8章 UPS与现代柴油发电机组的匹配

第9章 防雷与接地

第10章 机械工程控制论在发电机组中的应用

附录A 通信专用柴油发电机组技术要求

附录B 中华人民共和国招标投标法