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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(lái)越重要。人們對(duì)發(fā)電機(jī)的可靠性、性要求越來(lái)越高。發(fā)電機(jī)的運(yùn)行對(duì)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(yùn)行狀態(tài)發(fā)生的機(jī)率更大,比如定子繞組過(guò)負(fù)荷、發(fā)電機(jī)失磁、失步,發(fā)電機(jī)逆功率運(yùn)行,非全相運(yùn)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(yùn)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(kāi)關(guān),非全相運(yùn)行已成為發(fā)電廠電氣運(yùn)行的重點(diǎn)防止對(duì)象。本文針對(duì)大型發(fā)電機(jī)非全相運(yùn)行進(jìn)行了分析研究,采用對(duì)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(yàn)證了理論分析的結(jié)果。同時(shí),就發(fā)電機(jī)組非全相保護(hù)存在的問(wèn)題提出了改進(jìn)方案,并給出了發(fā)電廠發(fā)生非全相運(yùn)行故障時(shí)的一些處理方法: 1、低勵(lì)磁或失磁對(duì)于容量在100KW以下不允許失磁運(yùn)行的發(fā)電機(jī),當(dāng)采用直流勵(lì)磁機(jī)時(shí),應(yīng)在滅磁開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)同時(shí)斷開(kāi)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(duì)于水輪發(fā)電機(jī),保護(hù)動(dòng)作于解列滅磁;對(duì)于柴油發(fā)電機(jī),保護(hù)動(dòng)作于減出力,以便縮短異步運(yùn)行時(shí)間盡快恢復(fù)同步運(yùn)行,在不允許繼續(xù)異步運(yùn)行或失磁后母線電壓低于允許值時(shí),保護(hù)動(dòng)作于解列滅磁。 2、定子過(guò)電流或過(guò)負(fù)荷保護(hù) 在定子繞組、勵(lì)磁繞組上應(yīng)裝設(shè)定時(shí)限和反時(shí)限過(guò)負(fù)荷保護(hù)。定時(shí)限過(guò)負(fù)荷保護(hù)動(dòng)作于信號(hào)或自動(dòng)減負(fù)荷、降低勵(lì)磁電流。反時(shí)限過(guò)負(fù)荷保護(hù)動(dòng)作于解列或程序跳閘、解列滅磁。 3、逆功率保護(hù) 對(duì)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(shí)限動(dòng)作于信號(hào),經(jīng)長(zhǎng)時(shí)限動(dòng)作于解列。 以上所述的解列滅磁,是指斷開(kāi)發(fā)電機(jī)斷路器,汽輪機(jī)甩負(fù)荷。減出力,是指將原動(dòng)機(jī)出力減到給定值。程序跳閘,對(duì)柴油發(fā)電機(jī)來(lái)說(shuō),是指首先關(guān)閉主汽門,待逆功率繼電器動(dòng)作后,再跳開(kāi)發(fā)電機(jī)斷路器并滅磁。對(duì)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(kāi)發(fā)電機(jī)斷路器滅磁。 4、發(fā)電機(jī)失步保護(hù)對(duì)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(dòng)作于信號(hào)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(lì)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(dòng)減負(fù)荷、降低勵(lì)磁電流。反時(shí)限過(guò)負(fù)荷保護(hù)動(dòng)作于解列或程序跳閘、解列滅磁。 5、非全相運(yùn)行保護(hù) 發(fā)電機(jī)變壓器組的非全相運(yùn)行故障,大多數(shù)發(fā)生在機(jī)組解列、并列的操作過(guò)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(jiǎn)單而有效的措施。因此只要遵循保持發(fā)電機(jī)勵(lì)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(kāi)關(guān),非全相運(yùn)行已成為發(fā)電廠電氣運(yùn)行的重點(diǎn)防止對(duì)象。所以在下面的章節(jié)中我將重點(diǎn)分析發(fā)電機(jī)非全相運(yùn)行及其相應(yīng)的保護(hù)措施。 非全相運(yùn)行時(shí),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(yùn)行時(shí)的故障特征是不同的,所以對(duì)非全相運(yùn)行進(jìn)行合理有效的分類是分析研究的前提。非全相運(yùn)行一般采用對(duì)稱分量法來(lái)分析計(jì)算。對(duì)稱分量法是一種線性變換,利用它可將任意一組不對(duì)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(duì)稱的電流(或電壓),這三組各自獨(dú)立的對(duì)稱電流(或電壓)就稱為不對(duì)稱電流(或電壓)的對(duì)稱分量,每組對(duì)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(yùn)行時(shí)的重要故障信息,這些量的提取與判斷,對(duì)于保護(hù)機(jī)組與系統(tǒng)的運(yùn)行有著非常重要的意義。
柴油發(fā)電機(jī)組BOSCH電控系統(tǒng)功能描述 (1)點(diǎn)火鑰匙開(kāi)關(guān) 點(diǎn)火鑰匙開(kāi)關(guān)在“ON”位置時(shí)的四種狀態(tài): 1——鑰匙開(kāi)關(guān)在“ON”位置,診斷請(qǐng)求開(kāi)關(guān)在“OFF”位置,發(fā)動(dòng)機(jī)沒(méi)有啟動(dòng)或運(yùn)行 2——鑰匙開(kāi)關(guān)在“ON”位置,診斷請(qǐng)求開(kāi)關(guān)在“OFF”位置,發(fā)動(dòng)機(jī)沒(méi)有啟動(dòng)或運(yùn)行 3——鑰匙開(kāi)關(guān)在“ON”位置,發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng) 4——鑰匙開(kāi)關(guān)在“ON”位置,發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng) 在狀態(tài)1的情況下,ECU檢測(cè)水溫、進(jìn)氣溫度壓力等模擬輸入量,以及制動(dòng)信號(hào)、離合器信號(hào)的等信號(hào)量并對(duì)電控系統(tǒng)進(jìn)行自檢。 轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)火鑰匙到“ON”位置時(shí),需要停頓片刻,待檢查發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)熱燈和故障燈熄滅后再啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。預(yù)熱燈工作狀態(tài)當(dāng)ECU檢測(cè)到水溫、進(jìn)氣溫度過(guò)低,需要使用進(jìn)氣預(yù)熱,ECU輸出信號(hào),驅(qū)動(dòng)進(jìn)氣預(yù)熱繼電器對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行進(jìn)氣預(yù)熱,同時(shí)點(diǎn)亮冷啟動(dòng)燈,提示駕駛員發(fā)動(dòng)機(jī)正處在預(yù)熱狀態(tài),這時(shí)駕駛員需等待預(yù)熱燈熄滅后再啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。故障燈工作狀態(tài)系統(tǒng)正常的情況下,故障燈在鑰匙打到“ON”位置時(shí),系統(tǒng)開(kāi)始自檢,同時(shí)故障燈亮,如果自檢沒(méi)有問(wèn)題,2s后故障燈熄滅,發(fā)動(dòng)機(jī)可以點(diǎn)火;如果系統(tǒng)檢查出有當(dāng)前或歷史故障,故障燈點(diǎn)亮后常亮,必須排除或確認(rèn)這些故障不影響啟動(dòng)后再啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。 另外在狀態(tài)1下,系統(tǒng)的K-LINE(診斷接口通信)處于狀態(tài),可使用診斷儀對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行離線診斷。 在狀態(tài)2的情況下,如果發(fā)動(dòng)機(jī)有當(dāng)前或歷史故障,診斷燈將會(huì)依次閃出相對(duì)應(yīng)的故障閃碼。 狀態(tài)3為發(fā)動(dòng)機(jī)從停機(jī)到著火的中間過(guò)程,點(diǎn)火后發(fā)動(dòng)機(jī)將一直在狀態(tài)4運(yùn)行。 (2)故障診斷功能 電控系統(tǒng)具有故障診斷功能。在點(diǎn)火開(kāi)關(guān)“ON”位置時(shí),打開(kāi)故障診斷開(kāi)關(guān),就可以通過(guò)診斷燈輸出故障閃碼。診斷請(qǐng)求開(kāi)關(guān)為常開(kāi)開(kāi)關(guān)或自復(fù)位常開(kāi)開(kāi)關(guān),一端接ECU端子1.72,另一端由1.04供電。診斷燈驅(qū)動(dòng)端為1.22,診斷燈地端為1.30。 (3)巡航功能 BOSCH電控系統(tǒng)提供巡航功能供選用,該功能可實(shí)現(xiàn)車輛在道路上行駛時(shí),不需踩下油門踏板就能保持穩(wěn)定車速,提高駕駛舒適性。 巡航使用方法如下。 ①確認(rèn)巡航“ON/OFF”開(kāi)關(guān)在“ON”位置上,處于Standby模式,等待巡航。 ②確保車速在50km/h( 巡航車速)以上。 ③按下“SET+/-”開(kāi)關(guān),整車即保持車速,進(jìn)入巡航狀態(tài),此時(shí)腳可以從油門上松開(kāi)。 ④此時(shí)如果想超車,可以踩油門,汽車進(jìn)入加速狀態(tài),以大于剛才設(shè)置車道的速度超車,松開(kāi)油門,車速慢慢回到設(shè)置車速。 ⑤如果想調(diào)整巡航車速,可以按“SET+”或“SET-”開(kāi)關(guān),進(jìn)行巡航速度的點(diǎn)加或點(diǎn)減,每按一下調(diào)整1km/h。 ⑥當(dāng)駕駛員踩剎車或踩離合,或者使用排氣制動(dòng),系統(tǒng)自動(dòng)退出巡航,回到Standby等待巡航模式。如果駕駛員想重新進(jìn)入巡航狀態(tài),只用按下Resume恢復(fù)開(kāi)關(guān),整車又將回到剛才退出的巡航速度。 ⑦駕駛員只用將“ON/OFF”開(kāi)關(guān)調(diào)回到“OFF”位置上,系統(tǒng)即結(jié)束巡航。 巡航開(kāi)關(guān)的電氣連接線路,開(kāi)關(guān)供電為端子1.04,四個(gè)開(kāi)關(guān)都為自復(fù)位常開(kāi)開(kāi)關(guān)。 (4)排氣制動(dòng)功能 車輛用戶可通過(guò)ECU,實(shí)現(xiàn)對(duì)排氣制動(dòng)閥的控制。排氣制動(dòng)的電氣連接線路:排氣制動(dòng)開(kāi)關(guān)為常開(kāi)開(kāi)關(guān),一端接ECU端子1.32,一端由1.29接地。開(kāi)關(guān)閉合時(shí),ECU的端子1.32給電,ECU通過(guò)端子2.03、2.06輸出排氣制動(dòng)閥驅(qū)動(dòng)信號(hào)(接口在發(fā)動(dòng)機(jī)線束上),實(shí)現(xiàn)排氣制動(dòng)功能。 (5)冷啟動(dòng)功能(預(yù)熱功能) 如果整車需要到氣溫-15℃以下地區(qū)行駛,則必須使用預(yù)熱功能。 柴油機(jī)ECU自動(dòng)根據(jù)環(huán)境溫度進(jìn)行控制預(yù)熱,當(dāng)ECU判斷環(huán)境溫度過(guò)低時(shí),啟動(dòng)前發(fā)動(dòng)機(jī)必須先預(yù)熱。ECU通過(guò)端子1.55、1.59驅(qū)動(dòng)預(yù)熱繼電器,開(kāi)始預(yù)熱,同時(shí)通過(guò)端子1.38點(diǎn)亮冷啟動(dòng)燈,提示駕駛員正在進(jìn)行預(yù)熱,等預(yù)熱燈滅后再啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。 (6)空調(diào)怠速功能 部分大型客車,怠速時(shí),可能會(huì)覺(jué)得空調(diào)功率不夠,這時(shí)可按下儀表板上的空調(diào)請(qǐng)求開(kāi)關(guān),由ECU提高發(fā)動(dòng)機(jī)怠速轉(zhuǎn)速,從而改善整車空調(diào)效果??照{(diào)請(qǐng)求開(kāi)關(guān)的電氣連接線路:空調(diào)請(qǐng)求開(kāi)關(guān)為常開(kāi)開(kāi)關(guān),一端接ECU端子1.42,另一端由1.04供電。 (7)發(fā)動(dòng)機(jī)艙副停車功能 通過(guò)此功能,駕駛員可在發(fā)動(dòng)機(jī)艙直接停止發(fā)動(dòng)機(jī),這也可以稱為緊急停車功能。 發(fā)動(dòng)機(jī)副停車開(kāi)關(guān)的電氣連接線路:發(fā)動(dòng)機(jī)副停車開(kāi)關(guān)為自復(fù)位常開(kāi)關(guān),一端接1.47,一端由1.29接地,開(kāi)關(guān)閉合時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)停止工作。 (8)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速輸出功能 BOSCH CA6DL2/6DF3電控系統(tǒng)提供發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速輸出功能,電氣連接線路發(fā)動(dòng)機(jī)ECU以脈沖的形式(默認(rèn)8脈沖/轉(zhuǎn))將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速輸出給整車儀表。 (9)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)控制功能 ECU控制發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的電氣連接線路:鑰匙開(kāi)關(guān)在“ON”位置時(shí),ECU端子1.40通電;“START”位置時(shí),ECU端子1.61接到啟動(dòng)信號(hào)(24V)。當(dāng)空擋開(kāi)關(guān)閉合(變速箱掛入空擋)時(shí),ECU通過(guò)端子1.37(高端)控制啟動(dòng)繼電器閉合,使啟動(dòng)機(jī)工作,啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)??論蹰_(kāi)關(guān)安裝在變速箱上,為常開(kāi)開(kāi)關(guān),一端接ECU端子1.85,另一端由1.04供電,打到空擋時(shí),空擋開(kāi)關(guān)閉合。
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發(fā)電機(jī)與勵(lì)磁電流的有關(guān)特性 一、直流發(fā)電機(jī)供電的勵(lì)磁方法; 這種勵(lì)磁方法的發(fā)電機(jī)具有專用的直流發(fā)電機(jī),這種專用的直流發(fā)電機(jī)稱為直流勵(lì)磁機(jī),勵(lì)磁機(jī)一般與發(fā)電機(jī)同軸,發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁繞組經(jīng)過(guò)裝在大軸上的滑環(huán)及固定電刷從勵(lì)磁機(jī)取得直流電流。這種勵(lì)磁方法具有勵(lì)磁電流獨(dú)立,作業(yè)比較牢靠和削減自用電消耗量等長(zhǎng)處,是曩昔幾十年間發(fā)電機(jī)首要?jiǎng)?lì)磁方法,具有較老練的運(yùn)轉(zhuǎn)經(jīng)歷。缺陷是勵(lì)磁調(diào)理速度較慢,保護(hù)作業(yè)量大,故在10MW以上的機(jī)組中很少選用。 二、溝通勵(lì)磁機(jī)供電的勵(lì)磁方法: 現(xiàn)代大容量發(fā)電機(jī)有的選用溝通勵(lì)磁機(jī)供應(yīng)勵(lì)磁電流。溝通勵(lì)磁機(jī)也裝在發(fā)電機(jī)大軸上,它輸出的溝通電流經(jīng)整流后供應(yīng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁,此刻,發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁方法屬他勵(lì)磁方法,又因?yàn)檫x用停止的整流設(shè)備,故又稱為他勵(lì)停止勵(lì)磁,溝通副勵(lì)磁機(jī)供應(yīng)勵(lì)磁電流。溝通副勵(lì)磁機(jī)可所以永磁機(jī)或是具有自勵(lì)恒壓設(shè)備的溝通發(fā)電機(jī)。為了更好的進(jìn)步勵(lì)磁調(diào)理速度,溝通勵(lì)磁機(jī)一般選用100——200HZ的中頻發(fā)電機(jī),而溝通副勵(lì)磁機(jī)則選用400——500HZ的中頻發(fā)電機(jī)。這種發(fā)電機(jī)的直流勵(lì)磁繞組和三相溝通繞組都繞在定子槽內(nèi),轉(zhuǎn)子只要齒與槽而沒(méi)有繞組,像個(gè)齒輪,因而,它沒(méi)有電刷,滑環(huán)等滾動(dòng)觸摸部件,具有作業(yè)牢靠,結(jié)構(gòu)相對(duì)比較簡(jiǎn)略,制作工藝便利等長(zhǎng)處。缺陷是噪音較大,溝通電勢(shì)的諧波重量也較大。 三、無(wú)勵(lì)磁機(jī)的勵(lì)磁方法: 在勵(lì)磁方法中不設(shè)置專門的勵(lì)磁機(jī),而從發(fā)電機(jī)自身取得勵(lì)磁電源,經(jīng)整流后再供應(yīng)發(fā)電機(jī)自身勵(lì)磁,稱自勵(lì)式停止勵(lì)磁。自勵(lì)式停止勵(lì)磁可分為自并勵(lì)和自復(fù)勵(lì)兩種方法。自并勵(lì)方法它經(jīng)過(guò)接在發(fā)電機(jī)出口的整流變壓器取得勵(lì)磁電流,經(jīng)整流后供應(yīng)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁,這種勵(lì)磁方法具有結(jié)簡(jiǎn)略,設(shè)備少,出資省和保護(hù)作業(yè)量少等長(zhǎng)處。自復(fù)勵(lì)磁方法除沒(méi)有整流變壓外,還設(shè)有串聯(lián)在發(fā)電機(jī)定子回路的大功率電流互感器。這種互感器的作用是在發(fā)作短路時(shí),給發(fā)電機(jī)供應(yīng)較大的勵(lì)磁電流,以補(bǔ)償整流變壓器輸出的缺乏。這種勵(lì)磁方法具有兩種勵(lì)磁電源,經(jīng)過(guò)整流變壓器取得的電壓電源和經(jīng)過(guò)串聯(lián)變壓器取得的電流源。 發(fā)電機(jī)與勵(lì)磁電流的有關(guān)特性 1、電壓的調(diào)理: 主動(dòng)調(diào)理勵(lì)磁體系可以看成為一個(gè)以電壓為被調(diào)量的負(fù)反饋操控體系。無(wú)功負(fù)荷電流是形成發(fā)電機(jī)端電壓下降的根本原因,當(dāng)勵(lì)磁電流不變時(shí),發(fā)電機(jī)的端電壓將隨無(wú)功電流的增大而下降。可是為了滿意用戶對(duì)電能質(zhì)量的要求,發(fā)電機(jī)的端電壓應(yīng)根本堅(jiān)持不變,完成這一要求的方法是隨無(wú)功電流的改動(dòng)調(diào)理發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流。 2、無(wú)功功率的調(diào)理: 發(fā)電機(jī)與體系并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),可以認(rèn)為是與無(wú)限大容量電源的母線運(yùn)轉(zhuǎn),要改動(dòng)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流,感應(yīng)電勢(shì)和定子電流也跟著改動(dòng),此刻發(fā)電機(jī)的無(wú)功電流也跟著改動(dòng)。當(dāng)發(fā)電機(jī)與無(wú)限大容量體系并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),為了改動(dòng)發(fā)電機(jī)的無(wú)功功率,有必要調(diào)理發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流。此刻改動(dòng)的發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流并不是一般所說(shuō)的“調(diào)壓”,而是僅僅改動(dòng)了送入體系的無(wú)功功率。 3、無(wú)功負(fù)荷的分配: 并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)電機(jī)依據(jù)各自的額外容量,按份額進(jìn)行無(wú)功電流的分配。大容量發(fā)電機(jī)應(yīng)擔(dān)負(fù)較多無(wú)功負(fù)荷,而容量較小的則負(fù)供應(yīng)較少的無(wú)功負(fù)荷。為了完成無(wú)功負(fù)荷能主動(dòng)分配,可以終究靠主動(dòng)高壓調(diào)理的勵(lì)磁設(shè)備,改動(dòng)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流保持其端電壓不變,還可對(duì)發(fā)電機(jī)電壓調(diào)理特性的傾斜度做調(diào)整,以完成并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)無(wú)功負(fù)荷的合理分配。
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