威尔逊柴油发电机组常见故障分析及检修方法

黄维铭 林新 王永 周冰 李泽

（广西广播电视技术中心玉林分中心）

一、引言

供配电是无线发射台站的生命线，一般台站的供电线路有市电和自发电两种类型，完成自发电工作的主要设备是柴油发电机组，因此，柴油发电机组工作的稳定性和可靠性直接关系到广播电视的安全播出，本人在台站的日常检修维护中总结了一些威尔逊柴油发电机组常见故障分析及检修方法，现以平南东皇顶转播台和贵港马骊山转播台正在使用的威尔逊柴油发电机组为例，对该柴油发电机组出现的常见故障处理做简要介绍。

二、威尔逊柴油发电机组基本结构和工作原理

（一）基本结构

柴油发电机组大体分为发电机、柴油发动机和控制系统三大部分。威尔逊柴油发电机组的发电机为无刷励磁三相交流同步发电机，主要由定子、转子、端盖等组成。柴油发动机主要由供油系统、冷却系统、起动装置、直流发电机（充电机）、机身等组成。控制系统：主要由仪表、开关、按钮等组成，是对发电机组的运行状态监控，如水温、油温、油压、电流、电压、转速、故障报警等。根据远程监控系统的要求，平南东皇顶转播台和贵港马骊山转播台的威尔逊柴油发电机组定制的控制屏是AMF25的控制屏。

（二）工作原理

柴油发电机组是由柴油机和发电机组成，利用柴油机驱动发电机运转，将燃料（柴油）燃烧的热能转化为电能。本文中提及的两发射台使用的威尔逊柴油发电机组的发电机是无刷旋转硅整流励磁发电机，它的工作原理是当柴油机带动发电机转子旋转时,发电机主机定子通过AS440自动电压调节（AVR）为励磁机磁场提供励磁源，AVR是调节励磁机磁场励磁电流的控制装置。工作原理框图如图1所示。

图1 工作原理框图

三、常见故障分析及检修方法

（一）平南东皇顶转播台威尔逊柴油发电机组（P65）故障案例

故障现象：远程监控系统平台首先选择协议开机，开机失败，然后选择采集器强制开机均失败，台站留守人员控制面板按钮和钥匙两种开机均失败。

故障分析：柴油发电机启动故障的原因是多种多样的，刚开始接触处理该类启动故障问题时感觉束手无策，但是只要掌握柴油发电机组的组成和工作原理，就不难了，从机组的组成和工作原理分析，得出启动故障问题原因一般出现在以下环节：①启动系统；②燃油系统；③压缩冲程压力不足；④环境温度影响。其中启动系统故障一般有启动电瓶电池电压低，电瓶电池处于亏电状态，实际容量不足（显示电压为虚电压），启动马达电磁开关故障等原因；燃油系统故障一般指燃油系统中油路漏入空气；压缩冲程压力不足主要指气缸气门漏气，活塞环过度磨损等；环境温度低影响因素有加热器故障，柴油过稠，机油量不足或者机油标号与油机组不匹配等。

故障处理及设备检修：根据以上思路，首先从启动系统故障方面开始检测排除，尝试使用控制面板按钮开机，边启动边观察AMF25控制屏启动过程信息提示，按钮开机指令是否执行，如指令没有执行，则更换钥匙方式启动，期间检查是否有告警信息，无告警信息，间隔一定时间，再次按钮启动，细听启动瞬间的声音，通过有无“咔”吸合的声音简单初步判断燃料控制器（即油门）和控制启动马达的继电器是否开始工作，如没有到吸合的声音。则进一步分析，根据柴油发电机组的控制系统中启动马达和油料控制部分电路图如图2所示，使用万用表检查和测量燃料控制器磁吸（FCS）接线及在FCS 上的电压是否正常，找到控制油门的继电器，测量该继电器是否吸合，同时用万用表测量是否有12V到启动马达，启动马达的工作原理是由AMF25控制板的数字信号输出端口B01发送一个高电平信号给启动马达外部控制继电器常开触点，由外部控制继电器常开触点控制启动马达内部继电器SS工作，在正常情况下，控制启动马达的外部继电器保持吸合几秒钟后就断开，如图2所示，经过测量，结果继电器有吸合动作且有12V到启动马达输入端，进一步检查启动电瓶电池电压是否正常，先通过启动电瓶电解液孔观察其颜色是否为正常（一般为绿色），如正常，则测量空载启动电瓶电压是否正常，测量充电器直流输出是否正常，经过实际测量，发现空载电压为12.8V，启动带负荷为10.3V，更换一组新电瓶后故障依旧，继续进一步往下查找原因。

图2 控制系统中启动马达和油料控制部分电路图

接下来检查燃油系统中油路是否漏入空气，油路以油泵为界分高压油路和低压油路，尝试启动两三次后用肉眼观察油水分离器是否有明显气泡，尝试使用低压油路排空气方法，即旋松喷油泵上放气螺塞，压动输油泵的手泵，至柴油溢出不带气泡为止，然后旋紧螺塞，并将手泵旋紧。完成上述操作后，启动油机，故障依旧，接着尝试使用高压油管排空气方法，即逐一旋松喷油泵高压油管接头，启动柴油机，至每缸出油为止，然后旋紧高压油管接头。在使用高压油管排空气法的时候，发现刚启动前两三次，无柴油喷出，启动了几次后便有柴油喷出，基本判断是高压油路漏进空气了，对燃油系统的油路供给进行清洁保养，主要清洁设备是油水分离器，柴油滤清器，并检查油路管道是否出现龟裂，接头是否出现松动，清洁油水分离器底层滤网，清洁柴油滤清器，如图3拆下柴油滤清器进行清洁工作。经过全面清洁后启动油机正常，故障消除。

（二）贵港马骊山转播台威尔逊柴油发电机组（1106A-70TA）案例

故障现象：有时发现自动发电过程中启动几秒后AMF25控制屏显示传动传感器故障和出现水温高告警信息后停机，同时伴有刺耳的声音发出。

图3 清洁柴油滤清器

故障分析：根据AMF25控制屏的告警提示信息，可能是高水温故障，超速故障，欠速故障等等原因之一或者综合原因影响的结果。

故障处理及设备检修：根据故障分析思路，是高水温故障，超速故障和欠速故障三种故障的共性均需要检查柴油机是否过载，经检查，均在油机额定功率输出范围内，没有过载现象，接着逐一分析逐步排除，针对造成高水温告警的原因特点，检查散热器有无堵塞，待柴油机冷却后，检查冷却液水位是否处于上下限之间，如缺失，则添加符合指标参数要求的冷却液，并在开机一段时间后检查冷却系统的管道是否存在有渗漏的现象，经检查发现在水泵连接软胶管抱箍处有细小裂缝，存在冷却液渗漏，更换该段软胶管后故障依旧，继续排查，检查风扇皮带松紧程度，是否松紧适度，拆开风冷系统检查，发现带动冷却风机的皮带拉不紧，造成皮带与皮带轮之间的摩擦力减少，有打滑的现象，需对驱动皮带拉紧和固定件加固，为了消除皮带松弛的隐患以及考虑以后维护拆卸的方便，对原风冷系统驱动皮带结构进行改造，方法为做一有钩铁条,将铁条一端紧固在皮带轮上,将铁条另一端顶住机架以产生拉紧皮带的作用力,将铁条固定在机架上，并用螺丝固定,作用的顶力大小可由螺丝调整,让拉紧皮带的力变成铁条的顶力,即使螺丝有所松动也没有关系，改造后显著降低了因油机工作时振动造成的螺丝松动隐患，而且便于拆卸和维护，效果如图3所示。试启动油机，故障消除，工作正常。

图4 皮带松紧固定件改造后效果

四、结束语

通过对以上两例威尔逊柴油发电机组常见故障的分析处理及检修过程，总结出一些在维护威尔逊系列柴油发电机组方面的经验，熟悉该系列柴油发电机组的工作原理和各个子系统的特点，定期对柴油发电机组进行清洁保养，并做好记录保养项目，在日常检修维护工作中做好油机工作参数的巡检记录，善于总结和分类归纳各个常见故障的原因及处理措施，处理故障时要按照柴油发电机组的系统功能划分逐一检查，不断排除，缩小范围，快速而准确地判断出故障部位，缩短处理故障的时间，尽可能地减少因油机原因造成的停播，从而提高广播电视发射台站的安全播出保障能力。