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發電機多種異常狀態及危害 隨著電力工業的迅速發展,發電機單機容量的不斷增加,大型發電機組在電力系統中越來越重要。人們對發電機的可靠性、性要求越來越高。發電機的運行對保證柴油發電機組的正常工作和電能質量起著極其重要的作用。但是較之故障,異常運行狀態發生的機率更大,比如定子繞組過負荷、發電機失磁、失步,發電機逆功率運行,非全相運行等。這些威脅同樣不容忽視,所以研究大型發電機的異常運行及保護是很有必要的。由于大型發電機多采用三相分相操作主開關,非全相運行已成為發電廠電氣運行的重點防止對象。本文針對大型發電機非全相運行進行了分析研究,采用對稱分量法得出了各相電流、各序電流及相序電流間的關系,并用KATLAB軟件進行了仿真,驗證了理論分析的結果。同時,就發電機組非全相保護存在的問題提出了改進方案,并給出了發電廠發生非全相運行故障時的一些處理方法: 1、低勵磁或失磁對于容量在100KW以下不允許失磁運行的發電機,當采用直流勵磁機時,應在滅磁開關斷開時同時斷開發電機斷路器。容量在100KW以上的發電機也應裝設失磁保護。對于水輪發電機,保護動作于解列滅磁;對于柴油發電機,保護動作于減出力,以便縮短異步運行時間盡快恢復同步運行,在不允許繼續異步運行或失磁后母線電壓低于允許值時,保護動作于解列滅磁。 2、定子過電流或過負荷保護 在定子繞組、勵磁繞組上應裝設定時限和反時限過負荷保護。定時限過負荷保護動作于信號或自動減負荷、降低勵磁電流。反時限過負荷保護動作于解列或程序跳閘、解列滅磁。 3、逆功率保護 對于容量在200KW及以上的柴油發電機,宜裝設逆功率保護。保護帶時限動作于信號,經長時限動作于解列。 以上所述的解列滅磁,是指斷開發電機斷路器,汽輪機甩負荷。減出力,是指將原動機出力減到給定值。程序跳閘,對柴油發電機來說,是指首先關閉主汽門,待逆功率繼電器動作后,再跳開發電機斷路器并滅磁。對水輪發電機,是指首先將導水翼關到空載位置,再跳開發電機斷路器滅磁。 4、發電機失步保護對于容量在300KW及以上的發電機,需裝設失步保護,保護動作于信號或解列。若發生失步現象,應盡快創造恢復同期的條件,一般可采取增加發電機的勵磁,或減少該失步電機的有功出力,進而將其牽入同步。動減負荷、降低勵磁電流。反時限過負荷保護動作于解列或程序跳閘、解列滅磁。 5、非全相運行保護 發電機變壓器組的非全相運行故障,大多數發生在機組解列、并列的操作過程中,正確地進行機組解列或并列的操作是大幅度地減少因負序電流燒損發電機轉子的簡單而有效的措施。因此只要遵循保持發電機勵磁、穩定機組轉速、減少機組出力、控制定子電流的原則,嚴格按照合理順序進行操作和調整,完全可以把負序電流控制在允許的范圍之內。 由于現在大型發電機多采用三相分相操作主開關,非全相運行已成為發電廠電氣運行的重點防止對象。所以在下面的章節中我將重點分析發電機非全相運行及其相應的保護措施。 非全相運行時,由于發電機組接線方式、主變接地方式、斷相形式、導致原因不同,非全相運行時的故障特征是不同的,所以對非全相運行進行合理有效的分類是分析研究的前提。非全相運行一般采用對稱分量法來分析計算。對稱分量法是一種線性變換,利用它可將任意一組不對稱的三相電流(或電壓)分解成正序、負序和零序三組三相對稱的電流(或電壓),這三組各自獨立的對稱電流(或電壓)就稱為不對稱電流(或電壓)的對稱分量,每組對稱分量的三相之間都有大小相等、彼此間相位差相等的關系。電流或電壓的相序、大小關系是機組非全相運行時的重要故障信息,這些量的提取與判斷,對于保護機組與系統的運行有著非常重要的意義。
發電機的電氣原理及機械特性 發電機發展至今,各種類功能層出不窮。是在發電機行業較為有代表性的。下面就說說發電機的電氣原理及機械特性。 電機繞組和電氣性能:所有的發電機繞組都是2/3節距繞制,能有效地電壓的三次和3的倍數次諧波,(第3,第9,第15……),是不間斷供電設備等非線性負載的 設計。與電網并聯時,2/3節距結構抑制了有時較大的線圈節距會產生的過大的中線電流。一個完全連續的阻尼繞組減少了發電機并聯運行時的振蕩。這種2/3節距、且極和齒都經過了仔細精選的繞組匹配抑制了輸出電壓的波形畸變。 電機絕緣和浸漆:絕緣等級是“H”級。所有繞制的零部件都是用專門研制的材料并采用特殊的工藝浸漆的,為發電機在惡劣環境中運行提供保障。專門開發的樹脂基材料為線圈和各旋轉部件提供了高加工強度和高機械強度。 干擾:THF(如BS EN60034—1所定義)小于2%。TIF(如NEMA Mgl - 22)所定義)小于50。 過載能力:陸用發電機可以每12小時過載110%運行1小時。 無線電干擾:無刷裝置和高質量的AVR確保無線電傳送時干擾很小,滿足BSEN61000-6標準要求。如果需要的話,可另外提供抗無線電干擾抑制器( RFI)。接線端子和接線盒:標準的發電機是三相,并可對引至接線端子的12個接線頭重接,接線端子安裝在發電機非驅動端的出線板上。茌鋼板制成的出線盒內有AVR,并具有足夠空間讓用戶布線。為易于操作,面板為拆卸式面板。 機械特性 軸和鍵:所有發電機轉子都經動平衡校驗,校驗振動比BS6861第1部分第2 5級中規定的小值還要低。雙支點發電機帶半鍵校動平衡。 空氣過濾器:作為任選件,可在發電機上裝備空氣過濾器,但額定值下降5%。 我們建議所有安裝空氣過濾器的電機加裝定子繞組高溫報警裝置。 防護等級:所有發電機都滿足IP23標準防護等級作為可選項可以向客戶提供IP44空冷防護的發電機,但建議所有IP44發電機加裝定子繞組高溫報警裝置。 過濾接套和聯軸器:發電機都具有單支點和雙支點兩種結構。接套和盤片聯軸器符合SAE標準,可以和所有帶SAE標準接口的柴油機配套。 海拔和環境溫度:所有陸用發電機的額定功率均指海拔不超過1000米,環境溫度小于40℃時的功率。若海拔超過1000米,每升高500米,功率下降3%; 海拔超過4000米時,請咨詢工廠。環境溫度超過40℃時,每上升5℃,電機功率下降3%;當環境溫度超過60℃時,請和工廠聯系并咨詢
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柴油發電機組在使用過程中常見錯誤操作 柴油發電機組在使用過程中的錯誤操作,錯誤操作一: 柴油機在機油不足時運轉此時會因機油供給不足而造成各摩擦副表面供油不足,導致異常磨損或燒傷。為此,柴油發電機起步前和柴油機運轉過程中要保證機油充足,防止由于缺油而引起拉缸、燒瓦故障。 錯誤操作二: 帶負荷急停機或突然卸除負荷后立刻停機柴油機發電機熄火后冷卻系水的循環停止,散熱能力急劇降低,受熱件失去冷卻,易造成氣缸蓋、氣缸套、氣缸體等機件過熱,產生裂紋,或使活塞過度膨脹卡死在缸套內。另一方面,柴油發電機停機時未經怠速降溫,會使摩擦面含油不足,當柴油機再次啟動時會因潤滑不良而加劇磨損。因此,柴油發電機熄火前應卸除負荷,并逐漸降低轉速、空載運轉幾分鐘。 錯誤操作三 冷啟動后未暖機就帶負荷運轉柴油發電機冷機啟動時,由于機油黏度大、流動性差,是機油泵供油不足,機器摩擦面因缺油潤滑不良,造成急劇磨損,甚至發生拉缸、燒瓦等故障。因此,柴油機冷卻啟動后應怠速運轉升溫,待機油溫度達到40℃以上時再帶負荷運轉;機器起步應掛低速擋,并循序在每一擋位運轉一段里程,直到油溫正常、供油充分后,方可轉為正常運轉。 錯誤操作四 柴油機冷啟動后猛轟油門若猛轟油門,則柴油發電機組轉速急劇升高,會造成機上的有些摩擦面因產生干摩擦而劇烈磨損。另外,轟油門時活塞、連桿和曲軸受理力變化大,引起劇烈撞擊,易損壞機件。