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、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、發(fā)電機失磁、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、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、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、定子過電流或過負荷保護 在定子繞組、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、降低勵磁電流。反時限過負荷保護動作于解列或程序跳閘、解列滅磁。 3、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、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、降低勵磁電流。反時限過負荷保護動作于解列或程序跳閘、解列滅磁。 5、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、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、穩(wěn)定機組轉(zhuǎn)速、減少機組出力、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、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。

發(fā)電機和電動機有什么區(qū)別？ 　　發(fā)電機和發(fā)電機之間用途不一樣。例如發(fā)電機把動能轉(zhuǎn)化為電能，發(fā)電機則是把電能轉(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)電機機理，電生磁則是發(fā)電機機理。兩者在一定程度上可以轉(zhuǎn)換，例如永磁直流發(fā)電機可以作為發(fā)電機使用，交流異步發(fā)電機也可以作為發(fā)電機使用，但是也僅僅是應(yīng)急代替而已，效率不如發(fā)電機高 　　發(fā)電機定子基礎(chǔ)與交流異步發(fā)電機一樣，由三組線圈構(gòu)成，而轉(zhuǎn)子則與發(fā)電機轉(zhuǎn)子不一樣，發(fā)電機轉(zhuǎn)子起到勵磁的功能。通過碳刷為轉(zhuǎn)子線圈供電后，轉(zhuǎn)子發(fā)生一個磁場，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動以后也就發(fā)生了一個旋轉(zhuǎn)磁場。此時定子線圈就會產(chǎn)生感應(yīng)電流。 　　也就是說在閉合的電路中，導(dǎo)體做切割磁力線運動時，導(dǎo)體會發(fā)生感應(yīng)電流，這就是發(fā)電機原理。上圖可以直觀的看出來發(fā)電機的作業(yè)原理。上圖只是發(fā)電機簡易的原理演示，實際應(yīng)用中的發(fā)電機原理： 　　可以看出碳刷并不是發(fā)電機機輸出，碳刷是為轉(zhuǎn)子供應(yīng)勵磁電壓用的。電壓輸出是定子的三組線圈。為了保證發(fā)電機輸出電壓穩(wěn)定，適應(yīng)不同的轉(zhuǎn)速與負載，于是要不斷的調(diào)節(jié)勵磁電流大小來調(diào)節(jié)勵磁場的強度。上圖是康明斯用的交流發(fā)電機，與普通生活中常規(guī)到發(fā)電機機理是一樣的，只是多了整流部分。經(jīng)過整流后輸出的是直流電。

從4個方面來分析并比較發(fā)電機的風(fēng)冷和水冷系統(tǒng) 柴油發(fā)電機過冷或者過熱（即發(fā)電機冷卻能力過強或者過弱）都會對其動力性，經(jīng)濟性，工作可靠性帶來不利的影響。因此設(shè)計良好的冷卻系統(tǒng)，能夠保證發(fā)電機始終處于適宜的溫度下工作，以獲得較高的發(fā)電機經(jīng)濟性能，動力性能，工作可靠性指標等。冷卻系統(tǒng)的功用就是使發(fā)電機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)電機過熱，又要防止冬季發(fā)電機過冷，在冷態(tài)下的發(fā)電機啟動之后，冷卻系統(tǒng)還要保證發(fā)電機迅速升溫，盡快達到正常的工作溫度。 冷卻系統(tǒng)，顧名思義，其主要作用就是對柴油發(fā)電機進行冷卻，保證柴油發(fā)電機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，進行分析比較。 1.系統(tǒng)構(gòu)造：水冷柴油發(fā)電機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)運動時，將熱量傳給缸套，缸套又將熱量傳遞給冷卻液來實施冷卻，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)電機內(nèi)部噪音，相對來說水冷柴油發(fā)電機的噪聲更小、震動較小，擁有更高的壓縮比，爆發(fā)力更強，功率更高，風(fēng)冷系統(tǒng)需要風(fēng)扇高速運轉(zhuǎn)來進行抽風(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，冷卻強度高，發(fā)電機內(nèi)部和外部冷卻均勻，冷卻水路設(shè)計自由度大，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、運行經(jīng)濟，啟動后氣缸的溫度上升較快，在短時間內(nèi)即可進入大負荷工作狀態(tài)，沒有凍裂和過熱沸騰的危險，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容易凍壞發(fā)電機，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)電機在露點以下的工作時間也大大縮短了，因而風(fēng)冷系統(tǒng)機件腐蝕、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。