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發(fā)電機(jī)多種異常狀態(tài)及危害 隨著電力工業(yè)的迅速發(fā)展，發(fā)電機(jī)單機(jī)容量的不斷增加，大型發(fā)電機(jī)組在電力系統(tǒng)中越來越重要。人們對發(fā)電機(jī)的可靠性、性要求越來越高。發(fā)電機(jī)的運行對保證柴油發(fā)電機(jī)組的正常工作和電能質(zhì)量起著極其重要的作用。但是較之故障，異常運行狀態(tài)發(fā)生的機(jī)率更大，比如定子繞組過負(fù)荷、發(fā)電機(jī)失磁、失步，發(fā)電機(jī)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(fā)電機(jī)的異常運行及保護(hù)是很有必要的。由于大型發(fā)電機(jī)多采用三相分相操作主開關(guān)，非全相運行已成為發(fā)電廠電氣運行的重點防止對象。本文針對大型發(fā)電機(jī)非全相運行進(jìn)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(guān)系，并用KATLAB軟件進(jìn)行了仿真，驗證了理論分析的結(jié)果。同時，就發(fā)電機(jī)組非全相保護(hù)存在的問題提出了改進(jìn)方案，并給出了發(fā)電廠發(fā)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(fā)電機(jī)，當(dāng)采用直流勵磁機(jī)時，應(yīng)在滅磁開關(guān)斷開時同時斷開發(fā)電機(jī)斷路器。容量在100KW以上的發(fā)電機(jī)也應(yīng)裝設(shè)失磁保護(hù)。對于水輪發(fā)電機(jī)，保護(hù)動作于解列滅磁；對于柴油發(fā)電機(jī)，保護(hù)動作于減出力，以便縮短異步運行時間盡快恢復(fù)同步運行，在不允許繼續(xù)異步運行或失磁后母線電壓低于允許值時，保護(hù)動作于解列滅磁。 2、定子過電流或過負(fù)荷保護(hù) 在定子繞組、勵磁繞組上應(yīng)裝設(shè)定時限和反時限過負(fù)荷保護(hù)。定時限過負(fù)荷保護(hù)動作于信號或自動減負(fù)荷、降低勵磁電流。反時限過負(fù)荷保護(hù)動作于解列或程序跳閘、解列滅磁。 3、逆功率保護(hù) 對于容量在200KW及以上的柴油發(fā)電機(jī)，宜裝設(shè)逆功率保護(hù)。保護(hù)帶時限動作于信號，經(jīng)長時限動作于解列。 以上所述的解列滅磁，是指斷開發(fā)電機(jī)斷路器，汽輪機(jī)甩負(fù)荷。減出力，是指將原動機(jī)出力減到給定值。程序跳閘，對柴油發(fā)電機(jī)來說，是指首先關(guān)閉主汽門，待逆功率繼電器動作后，再跳開發(fā)電機(jī)斷路器并滅磁。對水輪發(fā)電機(jī)，是指首先將導(dǎo)水翼關(guān)到空載位置，再跳開發(fā)電機(jī)斷路器滅磁。 4、發(fā)電機(jī)失步保護(hù)對于容量在300KW及以上的發(fā)電機(jī)，需裝設(shè)失步保護(hù)，保護(hù)動作于信號或解列。若發(fā)生失步現(xiàn)象，應(yīng)盡快創(chuàng)造恢復(fù)同期的條件，一般可采取增加發(fā)電機(jī)的勵磁，或減少該失步電機(jī)的有功出力，進(jìn)而將其牽入同步。動減負(fù)荷、降低勵磁電流。反時限過負(fù)荷保護(hù)動作于解列或程序跳閘、解列滅磁。 5、非全相運行保護(hù) 發(fā)電機(jī)變壓器組的非全相運行故障，大多數(shù)發(fā)生在機(jī)組解列、并列的操作過程中，正確地進(jìn)行機(jī)組解列或并列的操作是大幅度地減少因負(fù)序電流燒損發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的簡單而有效的措施。因此只要遵循保持發(fā)電機(jī)勵磁、穩(wěn)定機(jī)組轉(zhuǎn)速、減少機(jī)組出力、控制定子電流的原則，嚴(yán)格按照合理順序進(jìn)行操作和調(diào)整，完全可以把負(fù)序電流控制在允許的范圍之內(nèi)。 由于現(xiàn)在大型發(fā)電機(jī)多采用三相分相操作主開關(guān)，非全相運行已成為發(fā)電廠電氣運行的重點防止對象。所以在下面的章節(jié)中我將重點分析發(fā)電機(jī)非全相運行及其相應(yīng)的保護(hù)措施。 非全相運行時，由于發(fā)電機(jī)組接線方式、主變接地方式、斷相形式、導(dǎo)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(jìn)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(fù)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(guān)系。電流或電壓的相序、大小關(guān)系是機(jī)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(hù)機(jī)組與系統(tǒng)的運行有著非常重要的意義。
發(fā)電機(jī)的電氣原理及機(jī)械特性 發(fā)電機(jī)發(fā)展至今，各種類功能層出不窮。是在發(fā)電機(jī)行業(yè)較為有代表性的。下面就說說發(fā)電機(jī)的電氣原理及機(jī)械特性。 電機(jī)繞組和電氣性能：所有的發(fā)電機(jī)繞組都是2/3節(jié)距繞制，能有效地電壓的三次和3的倍數(shù)次諧波，(第3，第9，第15……)，是不間斷供電設(shè)備等非線性負(fù)載的 設(shè)計。與電網(wǎng)并聯(lián)時，2/3節(jié)距結(jié)構(gòu)抑制了有時較大的線圈節(jié)距會產(chǎn)生的過大的中線電流。一個完全連續(xù)的阻尼繞組減少了發(fā)電機(jī)并聯(lián)運行時的振蕩。這種2/3節(jié)距、且極和齒都經(jīng)過了仔細(xì)精選的繞組匹配抑制了輸出電壓的波形畸變。 電機(jī)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(fā)電機(jī)在惡劣環(huán)境中運行提供保障。專門開發(fā)的樹脂基材料為線圈和各旋轉(zhuǎn)部件提供了高加工強(qiáng)度和高機(jī)械強(qiáng)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(fā)電機(jī)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(zhì)量的AVR確保無線電傳送時干擾很小，滿足BSEN61000-6標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)的發(fā)電機(jī)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(fā)電機(jī)非驅(qū)動端的出線板上。茌鋼板制成的出線盒內(nèi)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(jī)械特性 軸和鍵：所有發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子都經(jīng)動平衡校驗，校驗振動比BS6861第1部分第2 5級中規(guī)定的小值還要低。雙支點發(fā)電機(jī)帶半鍵校動平衡。 空氣過濾器：作為任選件，可在發(fā)電機(jī)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(jī)加裝定子繞組高溫報警裝置。 防護(hù)等級：所有發(fā)電機(jī)都滿足IP23標(biāo)準(zhǔn)防護(hù)等級作為可選項可以向客戶提供IP44空冷防護(hù)的發(fā)電機(jī)，但建議所有IP44發(fā)電機(jī)加裝定子繞組高溫報警裝置。 過濾接套和聯(lián)軸器：發(fā)電機(jī)都具有單支點和雙支點兩種結(jié)構(gòu)。接套和盤片聯(lián)軸器符合SAE標(biāo)準(zhǔn)，可以和所有帶SAE標(biāo)準(zhǔn)接口的柴油機(jī)配套。 海拔和環(huán)境溫度：所有陸用發(fā)電機(jī)的額定功率均指海拔不超過1000米，環(huán)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(huán)境溫度超過40℃時，每上升5℃，電機(jī)功率下降3%;當(dāng)環(huán)境溫度超過60℃時，請和工廠聯(lián)系并咨詢
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柴油發(fā)電機(jī)組在使用過程中常見錯誤操作 柴油發(fā)電機(jī)組在使用過程中的錯誤操作，錯誤操作一： 柴油機(jī)在機(jī)油不足時運轉(zhuǎn)此時會因機(jī)油供給不足而造成各摩擦副表面供油不足，導(dǎo)致異常磨損或燒傷。為此，柴油發(fā)電機(jī)起步前和柴油機(jī)運轉(zhuǎn)過程中要保證機(jī)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(fù)荷急停機(jī)或突然卸除負(fù)荷后立刻停機(jī)柴油機(jī)發(fā)電機(jī)熄火后冷卻系水的循環(huán)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(jī)件過熱，產(chǎn)生裂紋，或使活塞過度膨脹卡死在缸套內(nèi)。另一方面，柴油發(fā)電機(jī)停機(jī)時未經(jīng)怠速降溫，會使摩擦面含油不足，當(dāng)柴油機(jī)再次啟動時會因潤滑不良而加劇磨損。因此，柴油發(fā)電機(jī)熄火前應(yīng)卸除負(fù)荷，并逐漸降低轉(zhuǎn)速、空載運轉(zhuǎn)幾分鐘。 錯誤操作三 冷啟動后未暖機(jī)就帶負(fù)荷運轉(zhuǎn)柴油發(fā)電機(jī)冷機(jī)啟動時，由于機(jī)油黏度大、流動性差，是機(jī)油泵供油不足，機(jī)器摩擦面因缺油潤滑不良，造成急劇磨損，甚至發(fā)生拉缸、燒瓦等故障。因此，柴油機(jī)冷卻啟動后應(yīng)怠速運轉(zhuǎn)升溫，待機(jī)油溫度達(dá)到40℃以上時再帶負(fù)荷運轉(zhuǎn)；機(jī)器起步應(yīng)掛低速擋，并循序在每一擋位運轉(zhuǎn)一段里程，直到油溫正常、供油充分后，方可轉(zhuǎn)為正常運轉(zhuǎn)。 錯誤操作四 柴油機(jī)冷啟動后猛轟油門若猛轟油門，則柴油發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)速急劇升高，會造成機(jī)上的有些摩擦面因產(chǎn)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(jī)件。
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