CN112780405B - 一种用于柴油应急发电车中直流启动线路改进结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于柴油应急发电车中直流启动线路改进结构；柴油发电机组单独工作时，合入QS5及QS6旋钮开关后，启动电流从电池正极无需经过快速启动模块后，直接去往启动马达；柴油机组‑飞轮机组联用时，合入QS3及QS4，断开QS5及QS6，快速启动模块交流侧接入飞轮机组交流输出，直流侧直接向起动机控制电路供电，与电瓶共同实现机组启动；其中，快速启动模块与电瓶启动线路隔离，电瓶两端并联接出新线路，在新线路上增设两组开关，并直接就近并联于启动马达。此方案可大大降低电瓶至起动机线路长度，仅需4米线路即可；同时，当使用快速启动模块时，由D1实现电瓶反充电保护。

Description

一种用于柴油应急发电车中直流启动线路改进结构
技术领域
本发明涉及柴油应急发电车电路结构技术，尤其涉及一种用于柴油应急发电车中直流启动线路改进结构。
背景技术
在柴油发电机组与飞轮储能机组进行联用时，由于机组需要长时间处于冷备用状态，并需要保证在收到启动信号后立即转为运行，柴油发电机组直流系统需要实现高可靠性，避免飞轮储能机组因电量放光导致停机而造成重要用户负荷停电。针对上述问题，通过配置了一台增强型发电机启动模块来解决该问题。
快速启动模块其本质为一台AC-DC转换器，可以通过从飞轮储能机组输出侧吸收电能，并转换为24V直流电供给起动机使用。一般在启动时，会在数秒内从UPS获得约32kVA的功率，并最高提供1725A的冷启动低压电流。由于模块的电源转换容量远大于电池，采用该模块后可将发动机一次性启动成功率提升50倍以上。
现有技术中柴油应急发电车车内接线图如图1所示。图1中，在柴油发电机组单独工作时，合入QS3及QS4旋钮开关后，启动电流从电池正极经过快速启动模块后，去往起动机控制电路。在柴油机组-飞轮机组联用时，快速启动模块交流侧接入飞轮机组交流输出，直流侧直接向起动机控制电路供电，与电瓶共同实现机组启动。
在实际现场部署工作中，该试验平台存在低温天气下启动困难问题。当气温降至零下后，通过面板启动，机组将长期处于无法点火状态，直至电量耗尽或系统保护停机。应急处置处置方法如下：
①启用燃油水套加热器，将冷却液升温至30℃后启动。此种启动方式耗时较长，通常需要2-3小时进行预热。但即便经过预热后，启动过程依旧困难且不平顺，在突发性供电保障应用场合无法保证及时可靠发电。
②进入机组房舱，摘除空气滤清器，向两组进气管道内各喷射5秒柴油机启动液后启动。其原理为通过乙醚等低闪点烷烃类气体在缸内爆燃而引燃柴油。此种方式可不经预热，直接启动机组，但在机组热机完成前无法重新安装空滤，长时间工作易导致缸体受损。同时，启动液成分对人体有害，喷射过程可能影响健康。当外部电源突发故障急需机组启动时，同样需要较长准备时间。
经分析，低温时机组启动困难的主要原因为直流启动线路布设不合理，次要原因为冬季低温导致机组启动阻力增大。现有启动线路需从机组电瓶经过开关引至尾部辅助仓，通过快速启动模块后，绕至机组另一端前侧到达起动机。线路几乎绕机组一周，总铺设长度接近20米。根据线路截面面积185mm2铜缆标准电阻值计算，当启动电流为1000A时，线路压降将超过2V，启动功率损失约为2kW。且在冬季时，柴油机组本身会因内部各部件间隙变小，摩擦阻力增大，同时润滑油低温下相对粘稠，造成启动电流较大；实际启动过程中观察到起动机两侧电压已经由冷备用时的25.6V降至16V，不再满足启动功率要求。
发明内容
针对上述现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种用于柴油应急发电车中直流启动线路改进结构。
为实现本发明的目的，本发明提供了一种用于柴油应急发电车中直流启动线路改进结构；柴油发电机组单独工作时，合入QS5及QS6旋钮开关后，启动电流从电池正极无需经过快速启动模块，直接去往启动马达；柴油机组-飞轮机组联用时，合入QS3及QS4，断开QS5及QS6，快速启动模块交流侧接入飞轮机组交流输出，直流侧直接向起动机控制电路供电，与电瓶共同实现机组启动；
其中，快速启动模块与电瓶启动线路隔离，电瓶两端并联接出新线路，在新线路上增设两组开关，并直接就近并联于启动马达。
与现有技术相比，本发明的有益效果为，此方案可大大降低电瓶至起动机线路长度，仅需4米线路即可；当使用快速启动模块时，由D1实现电瓶反充电保护。
附图说明
图1所示为现有技术中柴油应急发电车车内直流启动线路接线图；
图2所示为本申请的线路结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用属于“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、部件或者模块、组件和/或它们的组合。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
本发明提供了一种用于柴油应急发电车中直流启动线路改进结构，图1中，原有电路上设置有快速启动模块；柴油发电机组单独工作时，合入QS3及QS4旋钮开关后，启动电流从电池正极经过快速启动模块后，去往启动马达；柴油机组-飞轮机组联用时，快速启动模块交流侧接入飞轮机组交流输出，直流侧直接向起动机控制电路供电，与电瓶共同实现机组启动；
如图2所示，将快速启动模块与电瓶启动线路隔离。在原有线路不变的基础上，从电瓶两端并联接出新线路，增设两组开关，并直接就近并联于启动马达。
QS3与QS4为原有开关，QS5及QS6为新设开关。在发电机组单独使用时，仅合入QS5及QS6，即可实现启动。当使用快速启动模块时，断开QS5及QS6，合入QS3及QS4即可由模块进行供电，并由D1实现电瓶反充电保护。
经分析，采用上述方案，可解决机组冬季启动不畅时的问题。同时，通过更换大容量旋钮开关、将电瓶位置调整至与起动机同侧等方式，进一步缩短线路长度并降低了启动线路损耗。经实际测试，改造后机组启动损耗降至0.2kW，起动机工作时电压提升至19V至20V，已满足机组冬季冷启动容量要求。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种用于柴油应急发电车中直流启动线路改进结构，其特征在于，电路上设置有快速启动模块；
柴油发电机组单独工作时，合入QS5及QS6旋钮开关后，启动电流从电瓶正极无需经过快速启动模块后，直接去往启动马达；柴油机组-飞轮机组联用时，合入QS3及QS4，断开QS5及QS6，快速启动模块交流侧接入飞轮机组交流输出，直流侧直接向启动马达控制电路供电，与电瓶共同实现机组启动；
其中，快速启动模块与电瓶启动线路隔离，电瓶两端并联接出新线路，在新线路上增设两组开关，并直接就近并联于启动马达；
所述快速启动模块为一台AC-DC转换器，其能够从飞轮机组输出侧吸收电能，并转换为24V直流电供给启动马达使用。
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