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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。
发电机的电气原理及机械特性 发电机发展至今，各种类功能层出不穷。是在发电机行业较为有代表性的。下面就说说发电机的电气原理及机械特性。 电机绕组和电气性能：所有的发电机绕组都是2/3节距绕制，能有效地电压的三次和3的倍数次谐波，(第3，第9，第15……)，是不间断供电设备等非线性负载的 设计。与电网并联时，2/3节距结构抑制了有时较大的线圈节距会产生的过大的中线电流。一个完全连续的阻尼绕组减少了发电机并联运行时的振荡。这种2/3节距、且极和齿都经过了仔细精选的绕组匹配抑制了输出电压的波形畸变。 电机绝缘和浸漆：绝缘等级是“H”级。所有绕制的零部件都是用专门研制的材料并采用特殊的工艺浸漆的，为发电机在恶劣环境中运行提供保障。专门开发的树脂基材料为线圈和各旋转部件提供了高加工强度和高机械强度。 干扰：THF（如BS EN60034—1所定义）小于2%。TIF（如NEMA Mgl - 22）所定义）小于50。 过载能力：陆用发电机可以每12小时过载110%运行1小时。 无线电干扰：无刷装置和高质量的AVR确保无线电传送时干扰很小，满足BSEN61000-6标准要求。如果需要的话，可另外提供抗无线电干扰抑制器( RFI)。接线端子和接线盒：标准的发电机是三相，并可对引至接线端子的12个接线头重接，接线端子安装在发电机非驱动端的出线板上。茌钢板制成的出线盒内有AVR，并具有足够空间让用户布线。为易于操作，面板为拆卸式面板。 机械特性 轴和键：所有发电机转子都经动平衡校验，校验振动比BS6861第1部分第2 5级中规定的小值还要低。双支点发电机带半键校动平衡。 空气过滤器：作为任选件，可在发电机上装备空气过滤器，但额定值下降5%。 我们建议所有安装空气过滤器的电机加装定子绕组高温报警装置。 防护等级：所有发电机都满足IP23标准防护等级作为可选项可以向客户提供IP44空冷防护的发电机，但建议所有IP44发电机加装定子绕组高温报警装置。 过滤接套和联轴器：发电机都具有单支点和双支点两种结构。接套和盘片联轴器符合SAE标准，可以和所有带SAE标准接口的柴油机配套。 海拔和环境温度：所有陆用发电机的额定功率均指海拔不超过1000米，环境温度小于40℃时的功率。若海拔超过1000米，每升高500米，功率下降3%; 海拔超过4000米时，请咨询工厂。环境温度超过40℃时，每上升5℃，电机功率下降3%;当环境温度超过60℃时，请和工厂联系并咨询
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柴油发电机组在使用过程中常见错误操作 柴油发电机组在使用过程中的错误操作，错误操作一： 柴油机在机油不足时运转此时会因机油供给不足而造成各摩擦副表面供油不足，导致异常磨损或烧伤。为此，柴油发电机起步前和柴油机运转过程中要保证机油充足，防止由于缺油而引起拉缸、烧瓦故障。 错误操作二： 带负荷急停机或突然卸除负荷后立刻停机柴油机发电机熄火后冷却系水的循环停止，散热能力急剧降低，受热件失去冷却，易造成气缸盖、气缸套、气缸体等机件过热，产生裂纹，或使活塞过度膨胀卡死在缸套内。另一方面，柴油发电机停机时未经怠速降温，会使摩擦面含油不足，当柴油机再次启动时会因润滑不良而加剧磨损。因此，柴油发电机熄火前应卸除负荷，并逐渐降低转速、空载运转几分钟。 错误操作三 冷启动后未暖机就带负荷运转柴油发电机冷机启动时，由于机油黏度大、流动性差，是机油泵供油不足，机器摩擦面因缺油润滑不良，造成急剧磨损，甚至发生拉缸、烧瓦等故障。因此，柴油机冷却启动后应怠速运转升温，待机油温度达到40℃以上时再带负荷运转；机器起步应挂低速挡，并循序在每一挡位运转一段里程，直到油温正常、供油充分后，方可转为正常运转。 错误操作四 柴油机冷启动后猛轰油门若猛轰油门，则柴油发电机组转速急剧升高，会造成机上的有些摩擦面因产生干摩擦而剧烈磨损。另外，轰油门时活塞、连杆和曲轴受理力变化大，引起剧烈撞击，易损坏机件。
