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(yùn)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(yùn)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(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)防止對象。本文針對大型發(fā)電機(jī)非全相運(yùn)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(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)在滅磁開關(guān)斷開時(shí)同時(shí)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(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(lì)磁繞組上應(yīng)裝設(shè)定時(shí)限和反時(shí)限過負(fù)荷保護(hù)。定時(shí)限過負(fù)荷保護(hù)動作于信號或自動減負(fù)荷、降低勵(lì)磁電流。反時(shí)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(shí)限動作于信號，經(jīng)長時(shí)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(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。動減負(fù)荷、降低勵(lì)磁電流。反時(shí)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(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(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)行一般采用對稱分量法來分析計(jì)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(dú)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(yùn)行時(shí)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(yùn)行有著非常重要的意義。

發(fā)電機(jī)和電動機(jī)有什么區(qū)別？ 　　發(fā)電機(jī)和發(fā)電機(jī)之間用途不一樣。例如發(fā)電機(jī)把動能轉(zhuǎn)化為電能，發(fā)電機(jī)則是把電能轉(zhuǎn)化為動能。兩者工作原理大抵相同：電磁感應(yīng)現(xiàn)象。磁生電就是發(fā)電機(jī)機(jī)理，電生磁則是發(fā)電機(jī)機(jī)理。兩者在一定程度上可以轉(zhuǎn)換，例如永磁直流發(fā)電機(jī)可以作為發(fā)電機(jī)使用，交流異步發(fā)電機(jī)也可以作為發(fā)電機(jī)使用，但是也僅僅是應(yīng)急代替而已，效率不如發(fā)電機(jī)高 　　發(fā)電機(jī)定子基礎(chǔ)與交流異步發(fā)電機(jī)一樣，由三組線圈構(gòu)成，而轉(zhuǎn)子則與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子不一樣，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子起到勵(lì)磁的功能。通過碳刷為轉(zhuǎn)子線圈供電后，轉(zhuǎn)子發(fā)生一個(gè)磁場，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動以后也就發(fā)生了一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場。此時(shí)定子線圈就會產(chǎn)生感應(yīng)電流。 　　也就是說在閉合的電路中，導(dǎo)體做切割磁力線運(yùn)動時(shí)，導(dǎo)體會發(fā)生感應(yīng)電流，這就是發(fā)電機(jī)原理。上圖可以直觀的看出來發(fā)電機(jī)的作業(yè)原理。上圖只是發(fā)電機(jī)簡易的原理演示，實(shí)際應(yīng)用中的發(fā)電機(jī)原理： 　　可以看出碳刷并不是發(fā)電機(jī)機(jī)輸出，碳刷是為轉(zhuǎn)子供應(yīng)勵(lì)磁電壓用的。電壓輸出是定子的三組線圈。為了保證發(fā)電機(jī)輸出電壓穩(wěn)定，適應(yīng)不同的轉(zhuǎn)速與負(fù)載，于是要不斷的調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流大小來調(diào)節(jié)勵(lì)磁場的強(qiáng)度。上圖是康明斯用的交流發(fā)電機(jī)，與普通生活中常規(guī)到發(fā)電機(jī)機(jī)理是一樣的，只是多了整流部分。經(jīng)過整流后輸出的是直流電。

從4個(gè)方面來分析并比較發(fā)電機(jī)的風(fēng)冷和水冷系統(tǒng) 柴油發(fā)電機(jī)過冷或者過熱（即發(fā)電機(jī)冷卻能力過強(qiáng)或者過弱）都會對其動力性，經(jīng)濟(jì)性，工作可靠性帶來不利的影響。因此設(shè)計(jì)良好的冷卻系統(tǒng)，能夠保證發(fā)電機(jī)始終處于適宜的溫度下工作，以獲得較高的發(fā)電機(jī)經(jīng)濟(jì)性能，動力性能，工作可靠性指標(biāo)等。冷卻系統(tǒng)的功用就是使發(fā)電機(jī)在各種工況下都保持在適當(dāng)?shù)臏囟确秶鷥?nèi)，冷卻系統(tǒng)既要防止發(fā)電機(jī)過熱，又要防止冬季發(fā)電機(jī)過冷，在冷態(tài)下的發(fā)電機(jī)啟動之后，冷卻系統(tǒng)還要保證發(fā)電機(jī)迅速升溫，盡快達(dá)到正常的工作溫度。 冷卻系統(tǒng)，顧名思義，其主要作用就是對柴油發(fā)電機(jī)進(jìn)行冷卻，保證柴油發(fā)電機(jī)在一定的溫度范圍內(nèi)可靠的工作，根據(jù)冷卻介質(zhì)的不同，分為風(fēng)冷系統(tǒng)和水冷系統(tǒng)兩種。下面康明斯發(fā)電機(jī)公司結(jié)合風(fēng)冷系統(tǒng)和水冷系統(tǒng)的系統(tǒng)構(gòu)造、振動噪聲、冷卻效果、低溫性能、使用壽命，進(jìn)行分析比較。 1.系統(tǒng)構(gòu)造：水冷柴油發(fā)電機(jī)的氣缸套分為干式氣缸套（不直接與水接觸）和濕式氣缸套（直接與水接觸），活塞在缸套內(nèi)往復(fù)運(yùn)動時(shí)，將熱量傳給缸套，缸套又將熱量傳遞給冷卻液來實(shí)施冷卻，需要有水泵、水管、節(jié)溫器等專用零部件，構(gòu)造復(fù)雜；風(fēng)冷柴油發(fā)電機(jī)則省去許多部件和環(huán)節(jié)，結(jié)構(gòu)相對簡單，但風(fēng)冷系統(tǒng)對材料的耐熱，耐磨，膨脹系數(shù)要求更高，制造起來技術(shù)工藝要求也比水冷要高。 2.振動噪聲：水冷系統(tǒng)由于在缸套外側(cè)配備水套，噪音經(jīng)過水后變小，從而大大降低了發(fā)電機(jī)內(nèi)部噪音，相對來說水冷柴油發(fā)電機(jī)的噪聲更小、震動較小，擁有更高的壓縮比，爆發(fā)力更強(qiáng)，功率更高，風(fēng)冷系統(tǒng)需要風(fēng)扇高速運(yùn)轉(zhuǎn)來進(jìn)行抽風(fēng)與排風(fēng)，風(fēng)燥比較大，震動較為明顯。 3.冷卻效果：水冷系統(tǒng)的缸體和缸蓋剛度好，冷卻強(qiáng)度高，發(fā)電機(jī)內(nèi)部和外部冷卻均勻，冷卻水路設(shè)計(jì)自由度大，工作可靠，循環(huán)性好，降溫迅速，不容易過熱，不受環(huán)境影響；風(fēng)冷系統(tǒng)的冷卻介質(zhì)為空氣，空氣的比熱容大約為水的比熱容的1/4左右，空氣的傳熱系數(shù)大概為水的傳熱系數(shù)的1/20—1/30左右，空氣的降溫效果不如水明顯，尤其在夏季使用中，水冷系統(tǒng)的優(yōu)勢更為明顯。 4.低溫性能：風(fēng)冷系統(tǒng)啟動方便、運(yùn)行經(jīng)濟(jì)，啟動后氣缸的溫度上升較快，在短時(shí)間內(nèi)即可進(jìn)入大負(fù)荷工作狀態(tài)，沒有凍裂和過熱沸騰的危險(xiǎn)，其低溫性能優(yōu)良；水冷系統(tǒng)啟動后，溫升比較緩慢，而且冷卻液更換不及時(shí)容易凍壞發(fā)電機(jī)，需要定期檢查冷卻液的質(zhì)量，低溫環(huán)境下風(fēng)冷系統(tǒng)的優(yōu)勢更大。使用壽命風(fēng)冷系統(tǒng)中于氣缸壁溫度高，升溫速度快，酸性腐蝕和磨損在很大程度上降低了，柴油發(fā)電機(jī)在露點(diǎn)以下的工作時(shí)間也大大縮短了，因而風(fēng)冷系統(tǒng)機(jī)件腐蝕、銹蝕程度小，而且缸體、缸蓋、散熱器、冷卻部件上也不會像水冷系統(tǒng)一樣存有水垢；水冷系統(tǒng)時(shí)間久了，冷卻管道容易受到腐蝕和損壞，相關(guān)部件容易老化、開裂，水箱容易產(chǎn)生水垢反而影響冷卻效果，風(fēng)冷系統(tǒng)使用壽命更長。