某型电源车负荷突降故障分析及改进措施
刘江 / 军蓝科技集团总公司
摘要： 某型电源车在调试运行时出现了负荷突降并解列现象，采用了多种办法均未解决。本文对此进行深入分析，最终找到故障原因，并制定了相应的改进措施，避免了该型电源车类似故障的再次出现。
关键词： 电源车；柴油机；负荷；调速器；改进
1 故障情况
电源车在军用武器系统中普遍用作各装备的电源。电源车整套系统包括柴油发电机组、配电柜、载车底盘、成套电缆、进排风百叶窗、接口连接件、进回油管道、油箱、排气管道及所需阀门等。某型电源车内部结构如图1所示。
柴油发电机组是电源车的重要组成部分，其输出的总功率为视在功率，包括有功功率和无功功率。有功功率是用户运行所需的电功率，无功功率用于电路内电场和磁场的交换。无功功率不对外做功，而是转变为其他形式的能量。功率因数是有功功率和视在功率的比值，是衡量电气设备性能的一项重要指标。
图1 某军用电源车内部结构示意图
表1 电源车主要技术指标
某型电源车单机额定功率200kW、额定转速1500 r/min、频率50Hz、电压380V、功率因数0.7，可以实现两台电源车并联供电。发电机组在95%～100%额定电压时的频率的调整率稳定时间、波动率应满足：额定负载的75% 突加突减；频率稳态调整率±2%；频率瞬态调整率±7%；频率稳定时间＜5s；频率波动率＜0.5%。如表1所示。
在该型电源车的测试过程中，两台电源车分别完成了单机稳态试验和瞬态试验，频率稳态调整率、频率瞬态调整率、频率稳定时间、频率波动率均符合要求。在两车并联供电稳定运行1年后，1号电源车突然出现功率大幅度
突降现象，有功功率由200kW突降100kW，造成2号电源车发动机负载突然增大，之后严重抖动并自动解列。此故障造成用户无法用电，而且对整个电源系统的可靠性和完好性产生了很大影响，因此有必要对此故障进行分析和研究。
2 原因分析
2.1 故障机理
b. 转速传感器失效
2.2 故障树
图2 发动机负荷突变故障树
根据电源车发动机的原理、结构，分析导致故障发生的因素，列出负荷突降原因故障树，如图2所示。
2.3 故障分析
油门执行器内部如果有异物或变形造成卡滞，则有可能出现游车失控现象。检查油门执行器弹簧及传动装置，齿杆伸缩自如，更换润滑油，未发现异常。
燃油油路受阻一般是指燃油供给系统中进入了空气。当油箱至柴油机输油泵段油管存在漏点时，就会有空气渗入，从而降低了这段管路的真空度，使油箱内燃油的吸力减弱，甚至发生断流，造成燃油供给不足、喷油量减少，从而导致负荷突降。分别对柴油机油管接通处逐一进行检查，再对所有放气螺栓进行排气，未发现柴油机有燃油油路受阻情况。
2） 负载突然变化
位置环参数应按照以下顺序调整。在机组停机状态下打开位置控制模式，参数号5700；更改位置控制模式，将方波参数号5701更改为SQUARE WAVE；调节PID参数，至位置环控制满足要求，PID号数分别为：比例环节参数号1911；积分环节参数号1912；微分环节参数号1913。在进行软件调试时发现，速度控制器增益调节设定值数据较合格产品的设定值有很大偏差，初步判断正是该不正确的参数导致了速度控制器的失效，将参数改回正常值后对执行器位置进行标定。
机组配套的调速器为KS-13P执行器和恒实普瑞控制器。从转速传感器来的信号经过电子调速器的处理后输出相应的信号来控制电调执行器，并最终控制柴油发动机的转速。
发动机油门齿条位置直接控制柴油机高压油泵供油量的大小，从而改变提供负载的能力。在发动机负荷突降时仔细观察发动机，发现油门齿条有明显变化，为此应继续分析油门齿条位置变化的原因。
a. 油门执行器失效
1） 燃油油路受阻
他喜欢把我介绍给他的朋友们，搂着我亲昵地对他们说，你好，这是林林。他的朋友们也见怪不怪，男人嘛，对待这种事情，总是心照不宣。酒会啊，舞会啊，生日晚宴什么的，他都带我参加，仿佛我就是他的正牌妻子。
一般认为，电源车发动机出现负荷突变故障的原因是由发动机油门齿条位置变化、燃油油路受阻、负载突然变化等造成的，油门齿条变化又分为柴油机控制器参数失效、油门执行器失效、转速传感器失效或接触不良等。
图3 转速传感器
检查转速传感器的安装，将转速传感器（见图3）拧到头，顶住飞轮后再旋出3/4圈并拧紧备紧螺母，安装完成后手动盘车，检查间隙正常后自动启动。检查转速传感器接头，接触良好，无断焊、虚焊现象。
但是，送走了父亲以后，回城的阿强就像变了个人似的，再也没回来过，往家里打的钱是越来越多，往家里的电话却是越来越少。
以雷达所在位置为原点，在纵平面上，目标位置信息主要由观测距离r以及俯仰角θ来表征，其中观测距离标准差为σr，俯仰角标准差为σθ，则对应的协方差矩阵为
“新鲜血液力量”的不断充实、“经验丰富骨干”的奋力拼搏、“忠诚天脊精神”的代代传承，为“十百千万”四大工程积极推进积蓄了充沛能量。
3） 发动机油门齿条位置变化
检查柴油机控制器参数。首先，连接DcDESK软件测试，在机组运行过程中，调节速度控制器速度环PID参数，直到满足指标为止。调节完毕后务必按下F6保存参数。相应的速度环PID参数为：比例环节参数号100；积分环节参数号101；微分环节参数号102。
c. 柴油机控制器参数失效
真正平等的亲子关系是父母既能满足幼儿的合理需求，也能让宝宝了解父母的愿望，是充分表达对幼儿的爱也要求幼儿对父母付出应有的关心和体贴，从而使幼儿真正意识到自己和成人一样，是一个平等的独立的“人”。家长不能因为宝宝小、需要成人照顾而把他看作是成人的附属品，要受成人的支配。宝宝也是一个完整的、独立的个体，应该允许他有自己的世界，有自己的空间，要接受宝宝对成人的合理建议等。
通过询问用户操作情况以及观察显控组合功率和负荷电流的显示，可知总负载基本稳定且无短路现象，因此排除了负载突然变化的可能。
根据总体的设计方案实现系统运行过程和功能如下：传感器模块、AT89C52单片机模块都是用电源模块来供电的，都是通过传感器采集家居各种情况，然后把收集的情况传送到单片机，由单片机对具体情况进行分析后，将情况通过移动网络以短信的方式将具体情况发送给用户，最后用户通过对具体情况的分析，了解具体的实时情况后，做出正确的应对措施。当相应的情况得到解决后，警报会自动解除。当用户回到家中，想解除相应的安防报警系统的时候，可通过手机的遥控撤防模块撤销启动状态，回到相应的不撤防状态。
执行器位置标定按以下步骤进行：首先，将机组停机，选择cONTROL UNIT AUTOMATIc AcTUATOR ADJUST或按下快捷键cTRL+A进行调整；其次，参数载入，如需要向速度控制器中载入参数文件，应在机组停机时选择FILE LOAD PARAMETER VALUES或按下快捷键cTRL+L进行调整。另外，如需要更新速度控制器固件，应在机组停机时选择FILE LOAD SELEcTION进行调整。电源车应选用00.0.26固件，控制器当前固件版本在DcDESK 2000标题栏可见。
软件调试完毕后保存参数并且退出软件，重新启动柴油机组进行功能检查，并进行连续加载试验。
3 改进措施
综合上述分析可知，导致本案例故障的主要原因是速度控制器参数失效，使发动机转速与转速设定值之间出现偏差后无法修正，也就无法提供发动机在重负荷条件下所需要的功率。
香樟长足象属于象虫科魔喙象亚科长足象族，包括Cylindralcides、Merus、Sternuchopsis等5属，该类群物种的中文名多称长足象，如花椒长足象(Cylindralcides sauteri (Heller))、乌桕长足象(Merus erro (Pascoe))、核桃长足象(Sternuchopsis juglans (Chao))。种加词takahashii来源于模式标本采集者的姓氏。此前，该虫寄主植物不明，本研究中发现为害樟树(又名香樟)，因此，中文名取名为香樟长足象。
实际运行过程中，如果功率分配出现较大不均衡，无论是有功功率还是无功功率，不仅是影响了发电机组运行的效率和经济性，甚至会引起整个电站的故障。建议相关技术人员按照以下改进建议进行操作，以确保产品的质量可靠。
在用水管理中，引导和支持农民用水合作机构的构建，科学设置岗位，并对用水户进行精细化管理，由农民用水合作机构进行水费的计收与管理，从而促进供水工程管理和用水管理。将使用权与管理权交由农民用水合作机构，由行政主管部门进行监管，通过民主管理的方式，控制水价成本和定价程序，促进水价改革的不断发展。同时，要进一步加强工序管理，推行供给侧结构性改革，完善水利工程运行体系，大力推广农业节水灌溉技术，有效提高供水效率与供水效益。
1） 转速传感器安装时应缓慢用手拧进，手感拧到位之后再旋出3/4圈并备紧螺母，安装完毕后手动盘车，确保转速传感器输出电压正常。
2） 机组在运行一段时间后应定期检查油路密封性，并在有必要的情况下在接口处涂抹密封胶，以免油路进气造成柴油机转速不稳。
3） 每半年对发电机控制系统软件进行检查更新，避免由于参数变化导致的柴油机性能不稳定、故障或者用电设备的损坏。
参考文献
[1][1]水利电力西北电力设计院编.电力工程电气设计手册：电气一次部分[M].北京：中国电力出版社，1989.
[2]王丹，于群，朱绍庐.船舶电站柴油机微机调速系统的设计[J].大连海事大学学报.1997(2)：71-73.
[3]某地空导弹武器系统电源设备技术说明书[Z].
Fault Analysis and Improvement Measures of Load Drop for a Certain Type of Power Supply Vehicle
Keywords： power supply vehicle；diesel engine；load；governor；improvement
作者简介
刘江，工程师，主要从事电源设备的维修和研究工作。