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维曼机电设备(湘西市分公司)
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湖南湘西柴油发电机的环流产生的静态分析
以模块化并联控制系统为例,发电机组的并联调试一般先把并联机组空载并联时的环流调平衡、足够小且稳定运行,再通过负荷分配器把有功功率调平衡,其中关键是解决空载并联时的环流问题。以两台机组并联为例,空载并联常出现的问题:
(1)环流过大,远远超过并联机组额定电流的10%;
(2)并联后,环流随运行时间逐渐变大,直至逆功率报警;
(3)环流不稳定,随机性忽大忽小。
由以上分析可知:
(1)将两台机组并联,首先要将两台机组的空载电压、调压特性调整到完全相同,这是保证两台机组无功功率完全平均分配的前提条件,也是后续调整两台机组功率平均分配的基础。当上述两项调整平衡后,才能保证并联运行的两台机组输出端电压在任意负荷下都相等,同时保证功率平均分配,才能保证环流为0(理想状态)。表明:环流产生的根本原因是两台机组空载电压不是完全相等或调压特性有差异,造成输出端电压不相等而产生了环流。
(2)两台机组的空载电压、调压特性都相等,而两台机组的输出电流不相等,也就是两台机组的功率分配不均匀,也会造成U1和U2不相等,而产生环流。
(3)影响无功功率分配的因素还有很多,像自动电压调节器特性、用均压线环节的稳定作用等,在此不再分析。
不可不知发电机使用的柴油特性
众所周知，要想马儿跑，就要给马儿吃草。对于发电机来说，亦是如此。湖南湘西柴油发电机的运转，是离不开柴油的。但是我相信，没有多少人真正的了解柴油。那么今天，小编就结合自身多年的从业经验，给大家详细的解答一下吧。
柴油机所用的主要燃料—柴油，有以下特点：自燃点低、粘度大、密度大，闪动高、性能稳定，在运输和存储过程中易挥发和变质，使用，成本低。包括发动机燃料在内的许多产品都可以从原油中提炼出来。通常是通过蒸馏使原油中的所有碳氢化合物汽化提取柴油等燃料在内的许多产品都可以从原油中提炼出来。通常是通过蒸馏使原油中的所有碳氢化合物汽化提取出柴油。根据各种型号柴油机使用要求不同，对所有的燃料性能提出不同要求，因此，柴油有多种牌号。
十六烷值：十六烷值是评定柴油自燃性的指标。自燃型好坏，直接影响着柴油机燃烧过程的质量和工作性能。柴油的十六烷值高，自燃性差，使柴油机运转粗暴，并造成起动困难。但并不能说十六烷值越高越好。因为十六烷值太高，柴油机运转粗暴，并造成起动困难。但并不能说十六烷值越高越好。因为十六烷值太高，柴油的稳定性差，喷入燃烧室后，来不及与空气充分混合就着火，使柴油在高温下产生裂解分离出大量的游离碳，随废气气体排出，产生冒烟现象，造成燃料消耗增加。因此，要求具有适当的十六烷值，一般高速柴油机所用柴油的十六烷值为40-60.
馏程：柴油喷入汽缸是在激化以后再着火燃烧的，因此柴油的蒸发性好坏对柴油机燃烧过程有着重大影响。馏程表示柴油的蒸发性。馏程温度低（即轻馏分燃料含量大），燃料与空气能够很好的混合，柴油机也容易起动。但轻馏分燃料容易过早地蒸发，造成同时燃烧的燃料过多，使柴油机工作粗暴。反之，重馏分燃料的黏度大，雾化不良，汽化缓慢，容易造成燃烧不完全而产生严重积炭现象。因此，要求柴油的轻、重馏分含量都不能过多，馏程范围应小。
运动黏度：黏度表示柴油的流动性，黏度对燃油的雾化和燃料供给系统正常的工作有着密切关系，黏度过高，燃油在管路和滤清器内流动阻力加大，喷雾恶化，燃烧不良。而黏度过低，使柴油系统内的精密偶件润滑条件恶化，加速零件磨损，并增加漏油量。黏度和稳定有很大关系，温度越低黏度越大，冬天柴油黏度会增大，甚至在管路中流动也有困难。故在低温下使用时，应进行适当预热。
凝点：柴油的黏度随温度下降而增大，当下降到某一温度时，柴油中含有的高分碳氢化合物便产生结晶，使柴油失去流动性，此时温度叫做凝固定（固定）。标准轻柴油的牌号就是根据固定而命名的，共分为10号、0号、-10号、-20号、-35号、-50号六种。如-10号轻柴油的凝点为-10℃。柴油的凝点高，在温度低的环境下工作时，很容易引起油路和滤清器堵塞，产生供油不足，甚至中断供油。因此，使用中必须根据环境温度条件，选用适当牌号的柴油。
除上述主要指标外，标准中对柴油含的有害成分作了限制规定。例如，残炭、灰分、碳含量、机械杂质、水分、酸度、水溶性酸或碱和实际胶质等。上述成分对柴油机零件的正常工作均会产生不同程度的影响。
综上所述，对高速柴油机燃料的要求是：具有较低的自燃温度，使柴油容易起动和工作柔和，应有较低的凝点和一定的黏度；各种有害杂质应少。
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湖南湘西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；对于湖南湘西柴油发电机，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及以上的湖南湘西柴油发电机，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，对湖南湘西柴油发电机来说，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。
