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<丹东>维曼机电设备有限公司

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发电机多种异常状态及危害 随着电力工业的迅速发展，发电机单机容量的不断增加，大型发电机组在电力系统中越来越重要。人们对发电机的可靠性、性要求越来越高。发电机的运行对保证柴油发电机组的正常工作和电能质量起着极其重要的作用。但是较之故障，异常运行状态发生的机率更大，比如定子绕组过负荷、发电机失磁、失步，发电机逆功率运行，非全相运行等。这些威胁同样不容忽视，所以研究大型发电机的异常运行及保护是很有必要的。由于大型发电机多采用三相分相操作主开关，非全相运行已成为发电厂电气运行的重点防止对象。本文针对大型发电机非全相运行进行了分析研究，采用对称分量法得出了各相电流、各序电流及相序电流间的关系，并用KATLAB软件进行了仿真，验证了理论分析的结果。同时，就发电机组非全相保护存在的问题提出了改进方案，并给出了发电厂发生非全相运行故障时的一些处理方法： 1、低励磁或失磁对于容量在100KW以下不允许失磁运行的发电机，当采用直流励磁机时，应在灭磁开关断开时同时断开发电机断路器。容量在100KW以上的发电机也应装设失磁保护。对于水轮发电机，保护动作于解列灭磁；对于柴油发电机，保护动作于减出力，以便缩短异步运行时间尽快恢复同步运行，在不允许继续异步运行或失磁后母线电压低于允许值时，保护动作于解列灭磁。 2、定子过电流或过负荷保护 在定子绕组、励磁绕组上应装设定时限和反时限过负荷保护。定时限过负荷保护动作于信号或自动减负荷、降低励磁电流。反时限过负荷保护动作于解列或程序跳闸、解列灭磁。 3、逆功率保护 对于容量在200KW及以上的柴油发电机，宜装设逆功率保护。保护带时限动作于信号，经长时限动作于解列。 以上所述的解列灭磁，是指断开发电机断路器，汽轮机甩负荷。减出力，是指将原动机出力减到给定值。程序跳闸，对柴油发电机来说，是指首先关闭主汽门，待逆功率继电器动作后，再跳开发电机断路器并灭磁。对水轮发电机，是指首先将导水翼关到空载位置，再跳开发电机断路器灭磁。 4、发电机失步保护对于容量在300KW及以上的发电机，需装设失步保护，保护动作于信号或解列。若发生失步现象，应尽快创造恢复同期的条件，一般可采取增加发电机的励磁，或减少该失步电机的有功出力，进而将其牵入同步。动减负荷、降低励磁电流。反时限过负荷保护动作于解列或程序跳闸、解列灭磁。 5、非全相运行保护 发电机变压器组的非全相运行故障，大多数发生在机组解列、并列的操作过程中，正确地进行机组解列或并列的操作是大幅度地减少因负序电流烧损发电机转子的简单而有效的措施。因此只要遵循保持发电机励磁、稳定机组转速、减少机组出力、控制定子电流的原则，严格按照合理顺序进行操作和调整，完全可以把负序电流控制在允许的范围之内。 由于现在大型发电机多采用三相分相操作主开关，非全相运行已成为发电厂电气运行的重点防止对象。所以在下面的章节中我将重点分析发电机非全相运行及其相应的保护措施。 非全相运行时，由于发电机组接线方式、主变接地方式、断相形式、导致原因不同，非全相运行时的故障特征是不同的，所以对非全相运行进行合理有效的分类是分析研究的前提。非全相运行一般采用对称分量法来分析计算。对称分量法是一种线性变换，利用它可将任意一组不对称的三相电流(或电压)分解成正序、负序和零序三组三相对称的电流(或电压)，这三组各自独立的对称电流(或电压)就称为不对称电流(或电压)的对称分量，每组对称分量的三相之间都有大小相等、彼此间相位差相等的关系。电流或电压的相序、大小关系是机组非全相运行时的重要故障信息，这些量的提取与判断，对于保护机组与系统的运行有着非常重要的意义。

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发电机组发动十禁忌 在开动柴油发电机组机组前，先检查一下看看机组是否都准备好了没，在机组各个开关和条件都可行的情况下开动机组，注意一下10种情况不能去发动： 一忌无冷却水或参加沸水发动柴油机发动后再加冷却水，会使炽热的缸套、缸盖等重要部件因突然遇冷而引起迸裂或变形;向严寒的机体内骤加100℃的开水，同样会激裂缸盖和机体，应待水温降至60～70℃时再参加。 二忌不按规则供油　柴油机不应在发动时将减压手柄放到"作业"位置后再供油，而应该在发动前就将油门手柄放到供油的位置上。不按该规则操作的坏处是：糟蹋燃油;多余的柴油会冲刷缸壁，使活塞、活塞环与气缸套之间光滑恶化而加剧磨损;余油流入油底壳会稀释机油而降低光滑作用;气缸中过多的柴油焚烧不完全会形成积碳。 三忌拉车发动柴油机在冷车机油粘稠的情况下拉车发动，会加剧各运动件之间的磨损，然后降低机车的使用寿命。 四忌不如期换用光滑油、燃油在气候寒冷的季节，如果不及时改换粘稠度低的光滑油和燃油，柴油机就很难发动。 五忌用明火烘烤油底壳和在进气管处引火发动为防止发生火灾，应用文火、煤火在必定间隔外烘烤柴油机的油底壳，一起慢慢摇转油轴，让机油均匀受热，使各部位都得到光滑。若在柴油机进气管处引火发动，会使物质焚烧发生的灰烬及硬杂物吸进气缸，形成进、排气门关闭不严而加快气缸的磨损。 六忌长期使用电热塞、火焰预热器电热塞、火焰预热器的发热体都为电热丝，其耗电量和发热量都很大，长期使用可因急剧放电而损坏蓄电池，一起也可烧坏电热丝。所以，电热塞每次连续使用的时间不可超越1分钟，火焰预热器每次连续使用的时间要控.制在20秒钟以内。 七忌直接将机油参加气缸　将机油参加气缸，虽可起到密封增压增温的作用，便于柴油机冷机发动，但机油不能完全焚烧，易发生积碳，使活塞环的弹性减弱，气缸的密封功能下降;此外，还会加速气缸套的磨损，导致柴油机的功率下降，使发动更加困难，所以不能直接将机油参加气缸。 八忌直接将汽油灌入进气管汽油的燃点较柴油低，比柴油先焚烧。因而直接将汽油灌入进气管，会使发动机作业粗犷而发生激烈的敲缸现象，严重时还可发生发动机反转。 九忌长期连续发动　柴油机上的发动机是在低电压、大电流的情况下作业的，长期使用会损坏蓄电池。其连续作业的时间不得超越5秒钟;一次发动不着，应隔15秒钟再发动。 十忌刚发动就高速工作柴油机刚发动时，光滑油的温度低、流动性差，立刻高速工作，易形成各运动部件因缺乏光滑而急剧磨损，严重时还会发生烧瓦抱轴。

柴油发电机组有什么特性 介绍柴油机特性的目的在于通过分析柴油机特性曲线的变化规律，了解柴油机在各种调整情况和工况(即各种转速及负荷)下的动力性和经济性，从而分析影响特性的各种因素，以便合理使用柴油机，了解它在什么情况下动力性 ，在什么情况下经济性 。当需要 功率输出时，就充分发挥它的动力性能，在其他情况下工作时，则尽可能使它的经济性 。 柴油机特性内容较多，其中主要是使用特性。实际上，柴油机经常在类似于使用特性工况下工作，因此，这里仅介绍它的使用特性。 (1)速度特性柴油机在保持供油量不变的情况下(即高压油泵调节齿条位置固定)，其功率、扭矩、油耗率等性能参数随转速的变化关系，称为速度特性。油量调节机构固定在标定功率循环供油量位置时的特性称为柴油机全负荷速度特性(一般称外特性)。它代表该柴油机在使用中允许达到的 性能。 速度特性是通过试验测得的，试验时应将供油提前角、冷却水温度、润滑油温度等调整到 值，油量调整机构的齿条固定在 供油的位置上，然后逐渐增加柴油机的负荷，使转速改变，分别在几种转速下测定柴油机的有效功率Ne、扭矩Me、燃油消耗率ge等参数，即得柴油机的外特性。 ①扭矩Me曲线的变化规律：循环供油量不变时，扭矩Me与指示效率ni、机械效率nm。及充气系数书nv正比，若知道ni、nv及nm随转速而变化的关系，即可知道Me随转速变化的关系。 高转速时，充气系数nv降低，而且燃烧过程经历的时间缩短，不完全燃烧现象增加，致使ni有些下降，nm也下降，而每循环的供油量g，由于喷油泵在喷油过程中，溢流的燃油通过油孔时发生节流，转速较高时，节流作用增强。因此，g增加。 当转速过低时，由于空气涡流减弱，燃烧不良及散热漏气损失增加，使ni降低，扭矩Me也降低。因此，速度特性曲线中，扭矩随转速变化形成两头低(即高速和低速)，中间凸起的形状。 ②功率戈曲线的变化规律从功率Ne=Ne2πn/60×1/1000关系式可知，在一定转速范围内，扭矩Me随转速n变化不大，因此，功率Ne几乎随转速n成正比增加。外特性中Ne曲线几乎一斜率直线段，故在 转速下有效 功率。 (2)柴油机的调速特性调速器的作用是根据负荷变化自动调节供油量而改变扭矩，使柴油机转速变化不超过允许范围。在调速器的作用下，柴油机的扭矩、功率、燃油消耗率等性能参数的变化关系称为调速特性。 调速特性曲线由实验而得，由调速器控制喷油泵齿条移动，使负荷由零变到 ，测取其扭矩、功率、油耗率等参数，然后绘成曲线。曲线1为柴油机的外特性曲线，曲线2到曲线7是调速器手柄处于不同位置的调速特性 (3)柴油机的负荷特性柴油机的负荷特性是在转速保持一定数值不变时，通过改变喷油泵调节杆的位置，用增加或减少供油量的方法来改变载荷。在这种情况下，每小时燃料消耗量GT和燃料消耗率g，和排气温度Tr及排气烟度随柴油机负荷(Pe或Nn)改变而变化的关系，即GT=f(Ne)、gg=f(Ne)称为柴油机的负荷特征。 从小负荷区域，燃油消耗率gg随负荷增大逐渐减少，当减小到一定程度时，便不再减小，反而随负荷增加而升高。这是因为随负荷增加机械效率nm迅速增加，同时热损失也随负荷增加而相对减小，指示效率nm随之增加，当负荷达某值时，ni、nm的乘积达 值，因而出现 油耗率。然而负荷再增加，供油量增加，使热损失增大，燃烧情况恶化，使ni减小，因而油耗率增大，当供油量超过点2时，排气出现黑烟，故2点称为“冒烟界限”点。当喷油量增到点3时，功率达到 值，继续增大喷油量，gg显著增加，而功率Ne反而降低。这是因为喷油量超过。“冒烟界限”时，由于燃烧不完全，排气冒烟，不仅使燃料消耗率ge增大，而且使柴油机过热，影响柴油机寿命，容易引起故障，因此，标定的循环供油量一般限制在“冒烟界限”范围内。6135G型柴油机在不同转速下的负荷特性。

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柴油发电机转入满负荷运行如何操作 当柴油机机油温度达到45℃，水温达到65℃，机油压力达到规定要求范围时，柴油机才允许转人满负荷运行。当水温不超过90℃时，进水与出水的温度差应不超过20℃。 康明斯柴油机运行时，机油温度应在（82～107）℃之间，在满负荷时，机油温度短时间达到108℃时不必惊慌，但是，机油温度的突然增高，如果不是因为负荷增加所引起的，那就预示很可能有机械故障，应立即进行检查。冷却水温度在（74～91）℃之间为理想，此时柴油机的工作零件得到均匀的膨胀，从而获得 油膜间隙。若采用柴油机冷却液，其 温度不得超过93℃，龙岗柴油发电机组。 康明斯柴油机的转速，由于所有康明斯柴油机均装有调速器以防止速度超过 额定转速或预定的额定低速。调速器有两方面的作用： ①当油门在怠速位置时，供给柴油机所需要的怠速油量； ②当柴油机转速超过 额定转速时，越过油门并切断燃油供应。各种型号柴油机 额定转速。通常柴油机的使用转速应低于 额定转速，详见铭牌所示。柴油发电机组的转速已经预先调整好，使之在规定的调节转速下工作。

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同步柴油发电机逆功率保护 1.何谓逆功率保护 当两台以上柴油发电机组并联运行时，若其中一台柴油发电机组的柴油机工作不正常或柴油机与发电机联轴器损坏等原因，使该机组的发电机不但不能输出有功功率，反而从供电系舯吸收功率，同步发电机变为同步电动机，即同步发电机处于逆功率状态下运行。 如果同步发电机在逆功率状态下运行，对供电系统是不利的，造成参以并联运行其他机组过载跳闸，供电中断，因此，应采取措施进行逆功率保护。 2.晶体管逆功率保护装置 晶体管逆功率保护装置电路。 由于逆功率保护是有功功率方向保护，因此，它的检测信号，应取电压、电流两方面的信号及其相位关系，并将其转换为反应有功功率的方向和大小的直流电压控制信号。 该装置逆功率保护信号是取自发电机S相的电压和电流来进行单相逆功率检测。它的电压形成回路中，电压变换器m1、m2吨的原边接成对称星形，取出电压Uso作为电压信号，并使Uso与发电机输出的相电压Uso同相位，其电流信IS号由S相的电流互感器取得，经两个单相桥式整流电路VD1、VD2整流，在电阻R3得电压U1，电阻R4得电压U2，功率检测环节是应用 值比较原理进行检测，当R1=R2时，功率检测环节输出的直流控制信号电压Umn与有功功率P成正比，并反映P的方向。在逆功率时，直流控制信号电压Umn为负值，即n点电位高于通m点电位。当逆功率达8％发电机额定功率时，三极管VT1导通，VT2截止，工作电源经电阻R15、R16对电容C进行充电，充电延时约5s，电容C充电电压UC达到稳压管W1击穿电压时，W1管导通，二极管VD3及三极管VT3导通，出口继电器d1通电动作，供电开关自动跳闸，从而达到保护的目的。

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