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發(fā)電機多種異常狀態(tài)及危害
隨著電力工業(yè)的迅速發(fā)展，發(fā)電機單機容量的不斷增加，大型發(fā)電機組在電力系統(tǒng)中越來越重要。人們對發(fā)電機的可靠性、洛陽澗西性要求越來越高。發(fā)電機的運行對保證柴油發(fā)電機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)生的機率更大，比如定子繞組過負荷、洛陽澗西發(fā)電機失磁、洛陽澗西失步，發(fā)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(fā)電機的異常運行及保護是很有必要的。由于大型發(fā)電機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、洛陽澗西各序電流及相序電流間的關(guān)系，并用KATLAB軟件進行了仿真，驗證了理論分析的結(jié)果。同時，就發(fā)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(fā)電廠發(fā)生非全相運行故障時的一些處理方法：
1、洛陽澗西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，當(dāng)采用直流勵磁機時，應(yīng)在滅磁開關(guān)斷開時同時斷開發(fā)電機斷路器。容量在100KW以上的發(fā)電機也應(yīng)裝設(shè)失磁保護。對于水輪發(fā)電機，保護動作于解列滅磁；對于柴油發(fā)電機，保護動作于減出力，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，保護動作于解列滅磁。
2、洛陽澗西定子過電流或過負荷保護
在定子繞組、洛陽澗西勵磁繞組上應(yīng)裝設(shè)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、洛陽澗西降低勵磁電流。反時限過負荷保護動作于解列或程序跳閘、洛陽澗西解列滅磁。
3、洛陽澗西逆功率保護
對于容量在200KW及以上的柴油發(fā)電機，宜裝設(shè)逆功率保護。保護帶時限動作于信號，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(fā)電機來說，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)電機斷路器并滅磁。對水輪發(fā)電機，是指首先將導(dǎo)水翼關(guān)到空載位置，再跳開發(fā)電機斷路器滅磁。
4、洛陽澗西發(fā)電機失步保護對于容量在300KW及以上的發(fā)電機，需裝設(shè)失步保護，保護動作于信號或解列。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、洛陽澗西降低勵磁電流。反時限過負荷保護動作于解列或程序跳閘、洛陽澗西解列滅磁。
5、洛陽澗西非全相運行保護
發(fā)電機變壓器組的非全相運行故障，大多數(shù)發(fā)生在機組解列、洛陽澗西并列的操作過程中，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(fā)電機轉(zhuǎn)子的簡單而有效的措施。因此只要遵循保持發(fā)電機勵磁、洛陽澗西穩(wěn)定機組轉(zhuǎn)速、洛陽澗西減少機組出力、洛陽澗西控制定子電流的原則，嚴格按照合理順序進行操作和調(diào)整，完全可以把負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)電機非全相運行及其相應(yīng)的保護措施。
非全相運行時，由于發(fā)電機組接線方式、洛陽澗西主變接地方式、洛陽澗西斷相形式、洛陽澗西導(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、洛陽澗西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、洛陽澗西彼此間相位差相等的關(guān)系。電流或電壓的相序、洛陽澗西大小關(guān)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(tǒng)的運行有著非常重要的意義。
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柴油發(fā)電機組發(fā)生故障拉缸了怎么處理
柴油發(fā)電機組拉缸故障的表現(xiàn)特征：
1、洛陽澗西當(dāng)?shù)夭裼桶l(fā)電機組發(fā)生拉缸后的外部特征是聲音發(fā)生變化，排氣冒黑煙。
2、洛陽澗西當(dāng)?shù)鼗钊?、洛陽澗西?dāng)?shù)鼗钊h(huán)及氣缸套工作表面被破壞，氣體密封失效，機油的消耗量及竄氣量迅速增加，使發(fā)動機不能正常運轉(zhuǎn)，甚至在很短的時間內(nèi)，由于活塞、洛陽澗西當(dāng)?shù)鼗钊h(huán)與缸套咬死而停車。
柴油發(fā)電機組拉缸故障的原因：
1、洛陽澗西當(dāng)?shù)乩椎闹饕驅(qū)嶋H上是活塞、洛陽澗西當(dāng)?shù)鼗钊h(huán)與氣缸套表明由于高溫而‘熔接’拉傷，即活塞不與氣缸套之間由于油膜中斷產(chǎn)生干磨擦，熾熱的磨擦熱引起金屬的顯微熔化而粘著，并將附近的金屬質(zhì)點扯斷。
2.柴油發(fā)電機組拉缸的根本的原因是油膜中斷。根據(jù)氣體密封的要求，活塞環(huán)與氣缸套之間的間隙應(yīng)盡可能小，這就使它們的潤滑條件十分不利。當(dāng)由于接觸表面超負荷，使氣缸套表面與活塞環(huán)工作面之間由于直接接觸而劇烈磨擦，產(chǎn)生大量的磨擦熱，使工作表面的溫度急劇上升，其后果是兩個磨擦表面熔接粘附而造成拉傷。
由此可見，供油狀況不良，竄氣嚴重，零件過大的接觸應(yīng)力破壞油膜，是造成拉缸的主要原因。除了潤滑、洛陽澗西當(dāng)?shù)嘏浜祥g隙、洛陽澗西當(dāng)?shù)亓慵圃熨|(zhì)量外，使用不當(dāng)也可能造成柴油發(fā)電機組拉缸故障，具體地說有如下幾點：
1.活塞與氣缸套配合間隙過小，或在正式帶負荷工作以前沒有經(jīng)過良好的磨合。
2.潤滑不良，如間隙小、洛陽澗西當(dāng)?shù)貦C油稀或在裝配時未涂油等。
3.柴油機過熱。
4.裝配時機體不清潔或活塞裝得太死。
5.活塞及活塞環(huán)質(zhì)量差。
從使用的角度講，還要注意盡量避免突然增加負荷或緊急停車，起動前 用搖把將曲軸轉(zhuǎn)動幾圈，使磨擦表面保持一定的潤滑油。
6.機組拉缸的表現(xiàn)油路、洛陽澗西當(dāng)?shù)仉娐泛蜌夤苊芊庑?，供油不足是很常見的表現(xiàn)，電路的原因需要檢查手動調(diào)速或者電子調(diào)速是否過高，密封性要檢查氣管卡箍是否密封良好。
柴油發(fā)電機組是機動性強的特色供電設(shè)備。因其使用基本不受場所的限制，且能夠連續(xù)、洛陽澗西當(dāng)?shù)胤€(wěn)定、洛陽澗西當(dāng)?shù)氐靥峁╇娔?，因而被廣泛地引用于應(yīng)急供電設(shè)備。作為應(yīng)急電源，在使用、洛陽澗西當(dāng)?shù)毓芾矸矫嬗兄厥獾囊螅苊夤收系陌l(fā)生，使供電的保障受影響，甚至導(dǎo)致整機的報廢，造成重大的損失。本文以某單位采用的12V135AJZD高速柴油機配以上海電機（集團）公司革新電機廠生產(chǎn)的T2XU-250-4三相同步發(fā)電機作為應(yīng)急電源，在使用過程中，出現(xiàn)嚴重“拉缸”、洛陽澗西當(dāng)?shù)鼗钊麩鄣龋瑢?dǎo)致整機報廢的事故進行分析，探討其故障的原因及避免再次發(fā)生此類故障現(xiàn)象的日常管理應(yīng)注意的問題。
故障分析
上述現(xiàn)象是一起因拉缸導(dǎo)致柴油機報廢的重大事故。從發(fā)動機的工作原理可知，引起柴油機產(chǎn)生“拉缸”的原因有很多，如：活塞—連桿組變形，發(fā)動機不完全燃燒或后燃，超負荷運轉(zhuǎn)，冷卻水溫度過高，潤滑油溫度過高或壓力過低等等。這些都可引起柴油機在工作過程中，使活塞與缸套之間因為缺乏一層潤滑油膜的潤滑作用而導(dǎo)致活塞（環(huán)）與缸套內(nèi)壁的直接接觸，在相對的運動過程中，接觸的金屬表面氧化層被磨掉后，金屬原子間的吸引力大，且熔點又相對減低；加上在相對運動過程因摩檫產(chǎn)生大量的熱量沒有及時地被帶走，引起極部高溫，溫度的積累達到一定的值，使兩金屬熔焊在一起。隨著活塞上、洛陽澗西當(dāng)?shù)叵峦鶑?fù)運動的撕（推）拉作用，使缸套上的材料比較薄弱部分出現(xiàn)細小裂紋，極少量潤滑油的進入裂紋處后，由于活塞的推壓，裂紋部分形成一個密閉的空間，油壓劇增，裂紋進一步擴張深入，終可使裂紋透過缸套或是撕下金屬碎屑。造成缸套冷卻水漏入油底殼或引起潤滑油濾器的堵塞等事故。另外，由于“拉缸”破壞了原有的活塞與缸套的配合間隙，使吸入的空氣渦動效果變差，噴入燃油的霧化質(zhì)量變差，引起后燃嚴重，且“拉缸”產(chǎn)生的熱量沒有及時散出去，缸內(nèi)的溫度上升過高，進而引起活塞頭部的熔化、洛陽澗西當(dāng)?shù)責(zé)痊F(xiàn)象。海鋒柴油發(fā)電機組提供技術(shù)支持。
從上面分析可見，造成上述嚴重事故的根本原因是潤滑不良引起的。該機潤滑系統(tǒng)采用飛濺潤滑的形式，其潤滑油路是這樣：潤滑油從油底殼→粗濾器→潤滑油泵→細濾器→冷卻器，分三路：
（1）主軸承→連桿大端軸承→連桿→連桿小端軸承→活塞→油底殼；
（2）搖臂軸→凸輪軸→油底殼；
（3）蝸輪增壓器，回油底殼。而引起潤滑不良的原因有：潤滑油的氧化粘度大），潤滑油溫度高，潤滑油壓力低或流量小等。因該柴油機發(fā)電機組不久前曾對發(fā)電機進行大修，同時更換潤滑油，排除潤滑油氧化導(dǎo)致粘度大，但在更換潤滑油之前，沒有對潤滑系統(tǒng)進行清洗，使冷卻效果變差是可能的。在試車過程中，從儀表板的指示值可知，潤滑油的壓力為３．２ｋｇ／ｃｍ２，而潤滑油溫度達到９０~９５℃、洛陽澗西當(dāng)?shù)乩鋮s水溫度達到８５℃左右，溫度偏高，從量油孔可見明顯的油氣冒出（當(dāng)時已發(fā)出警告并提出溫度過高處理的處理意見），導(dǎo)致潤滑油的潤滑性能變差的原因是溫度問題。
而潤滑油冷卻器的冷卻介質(zhì)是來自發(fā)動機冷卻水箱的冷卻水；冷卻水箱采用風(fēng)冷式，由發(fā)動機通過皮帶輪帶動風(fēng)扇轉(zhuǎn)動；發(fā)動機艙的通風(fēng)條件差，發(fā)動機工作時，室內(nèi)溫度可達４０℃以上。海鋒柴油發(fā)電機組提供技術(shù)支持。正是由于周圍冷卻介質(zhì)的溫度高，潤滑油冷卻器臟，使?jié)櫥屠鋮s器的冷卻效果變差，潤滑油的溫度偏高，粘度下降，油膜難于形成，運動副間的磨損加劇，磨掉的金屬碎屑掉在油底殼中，被潤滑油泵吸出，細小的金屬碎屑隨潤滑油循環(huán)而增加磨料磨損，大顆粒的金屬碎屑堵在濾器中，使進入系統(tǒng)的潤滑油量大大下降，進一步加劇磨損，這就是為什么后來打開的潤滑油細濾器中能發(fā)現(xiàn)大量金屬碎屑。終潤滑油濾器的全堵塞，造成斷油，運動副的摩擦熱來不及帶走，使主軸承熔化、洛陽澗西當(dāng)?shù)乩椎仁鹿省?dǎo)致柴油機突然停機。
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發(fā)電機組除去油路中的空氣方法是什么呢
柴油發(fā)電機組除油路中空氣的方法：
（1）常規(guī)方法。用起子或扳手擰開噴油泵兩側(cè)上端的任一排氣螺絲數(shù)圈，用手撳壓手動油泵至排出的柴油連續(xù)，通暢無氣泡，發(fā)出“吱吱”的聲音為止。然后擰死放氣螺釘，將手動油泵撳壓回至原位。
（2）如果在行車途中，手頭沒有打開噴油泵上放氣螺釘?shù)暮线m起子或扳手，可先擰開手油泵，然后松開從柴油濾清器至噴油泵之間的任何一個管接頭，然后再通過反復(fù)撳壓手油泵至從該接頭中排出通暢無氣泡的油流即可，然后邊撳壓手油泵邊緊固該接頭，然后再將手油泵撳壓回原位即可。
（3）如果手頭無松開管路中接頭的扳手時，你可以通過反復(fù)的撳壓你的手油泵，至輸油泵到噴油泵段低壓油路壓力足夠高時，燃油從溢流閥中流入燃油回油管路，油路中的氣體就會從溢流閥中排出。
（4）如果你在旅途中，需要排除油路中的空氣，你可以先松開噴油泵上的放氣螺釘或松開柴油濾清器與噴油泵之間的任意一個接頭，然后通過起動驅(qū)動機械輸油泵。該漏點就會噴出通暢且無氣泡的燃油，這時再擰緊你松開的上述漏點就可以了。
發(fā)電機組專業(yè)咨詢：旋松高壓油泵上的放氣螺釘，用手泵油以排凈低壓油路中的空氣；然后，再將高壓油路中的空氣排凈。
具體方法是：旋松各噴油器上的油管接頭，使油門處在 供油位置，轉(zhuǎn)動曲軸，直到各缸噴油器油管接頭出油急促為止。
當(dāng)然，柴油的選用應(yīng)保證汽車行駛地區(qū) 氣溫時的流動性能，否則，將會因柴油選用不當(dāng)，影響其流動性能而出現(xiàn)啟動困難。另外，冬季還應(yīng)保證蓄電池充足的容量和良好的性能，這也有助于改善柴油機的啟動性能。
發(fā)電機組中發(fā)動機冬季的啟動，講究頗多，通常應(yīng)堅持先搖轉(zhuǎn)曲軸，使其運轉(zhuǎn)輕松后再啟動。
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