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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。

柴油发电机组因铅酸蓄电池极桩氧化无法起动 (1)故障现象 某柴油机电站额定功率为50kW，采用东风康明斯柴油机为原动力，起动电动机功率为2.2kW，起动电压为DC 24V，采用两块风帆蓄电池厂的68025 D低温起动铅酸蓄电池串联作为柴油机的起动电源。JDK为电源总开关(接地开关)，节为起动电源开关，SA1为点火开关，M、Q为起动电动机和电磁开关线圈，TJ为直流继电器，正常起动过程为台上电源总开关JDK及起动电源开关QF，将点火开关SA1打至。起动“位置”，这时直流继电器ZJ线圈得电，其常开触点闭合，电磁开关线圈Q得电从而接通起动电动机M，起动电动机带动柴油机起动。 而该电站接通起动回路给起动电动机供电后，听见起动电动机周围发出固定频率的“哒哒”声，起动电动机不动作，柴油机不能起动。 (2)故障查找 分析因起动电动机未动作，先检査起动时电动机是否上电，且电压是否在24V左右。用万用表测起动电动机两端电压，发现万用表指针(指针式万用表)按固定频率不停摆动。反复几次起动，发现“哒哒”声是起动继电器ZJ的常开触点不停的断开和闭合时发出的，和前面起动电动机两端的电压时有时无的现象一致，因而判断故障是由于起动电源供电不正常造成的。分析认为，当起动电钥匙SA1打开并起动瞬间，蓄电池电压全部加在起动继电器线圈两端，起动继电器常开触点闭合，起动电动机加上电，整个回路瞬间产生大电流。这时，如果起动回路的某一点阻值很大，则大部分电压将降在该点，从而使起动继电器线圈两端电压降低。当低于继电器的吸合电压时，常开触点会断开，整个起动回路断电，电流消失，该点没有电压降；起动电源电压又全部加在起动继电器线圈两端。重复刚才过程，回路断开、闭合循环进行，起动继电器“嗒嗒”声也就不断产生。为了找到影响回路的这个点，逐步检查了回路中各元器件及其接线，元器件完好，接线可靠；用蓄电池检测仪检测蓄电池电量，电量充足对蓄电池进一步检查发现，在蓄电池的卡子与蓄电池接线端头的接触处周围有白色真菌，同时发现其端头周围有黑色氧化物。根据以上现象进行分析，初步判断是蓄电池接线端头接触故障导致柴油机无法起动。因为，在南方寒冷潮湿地区，电气元件及各接线端头很容易因真菌腐蚀形成一层氧化膜，这层氧化膜电阻较大，当回路接通产生电流后，在该端头上产生较大压降，使起动接触器线圈两端电压低于吸合电压，造成柴油机无法起动。 (3)故障排除 由于是真菌腐蚀造成的接线端头表面产生氧化膜，只要将氧化膜除去即可，先用开水清洗蓄电池接线端头和蓄电池卡子，直到接线端头和蓄电池卡子显现材料本色，然后用毛巾将其擦拭干净，重新接好蓄电池卡子并开机，柴油机顺利起动。

柴油发电机组的构成 柴油发电机组通常由柴油机、三相交流同步发电机和控制系统组成。移动式柴油发电机组的柴油机、发电机和控制屏(箱)均安装在公共底座上；固定式机组的柴油机和发电机安装在公共底座上，且底座是固定在钢筋混凝土基地上的，而控制屏和燃油箱等设备则与机组分开安装。 柴油机的飞轮売与发电机前端盖轴向采用凸肩定位，连接成一体、使柴油机驱动发电机转子运动。同时，为了减小噪声，机组一般需要安装专用消声器；为了减小机组工作时的振动，在柴油机、发电机、水箱和电气控制箱等主要组件与公共底座的连接处，一般装有减振器或橡皮减振垫。 1.1.1柴油发动机 柴油机是柴油发电机组的动力系统，它的优点是扭矩大、热效率和经济性能好，具有较高的供电可靠性和自动化功能，同时在节能和CO2排放上具有优势。但柴油机由于工作压力大，要求各有关零件具有较高的结构强度和刚度，所以柴油机比较笨重，体积较大；柴油机的喷油泵与喷嘴制造精度要求高，所以成本较高;另外，柴油机工作时振动噪声大；柴油不易蒸发，冬季冷车时启动困难。 柴油机的基本构成包括机体、两大机构(曲柄连杆机构、配气机构)和四大系统(柴油机燃料系统、润滑系统、冷却系统和起动充电系统)。 1.机体 机体是发动机的骨架，用于安装和支撑发动机各总成零部件，由气缸体—曲轴箱、油底壳、气缸套、气缸盖、气缸垫、齿轮室和飞轮壳等组成。 2.两大机构 柴油机的两大机构即曲柄连杆机构和配气机构。 （1）曲柄连杆机构 曲柄连杆机构固定在机体之上，是发动机实现工作循环，完成能量转换的主要运动零件(热能转换为机械能)。其组成可分为活塞组、连杆组和曲轴飞轮组。其中活塞组由活塞、活塞环和活塞销组成、而连杆组由连杆、连杆螺钉(栓)和连杆轴承构成。曲轴飞轮组则由曲轴、飞轮和扭转减振器等组成。 （2）配气机构 配气机构的功能是按柴油发电机工作循外的要求，定时启闭各缸的进排气门，保证混合气或新鲜空气及时充入气缸，在压缩和膨胀过程中，维持燃烧室的密封，并及时排除燃烧后的废气。包括气门组和气门传动组。气门组包括气门、气门座、气门导管、气门弹簧、弹簧座及锁紧装置等件，气门传动组包括凸轮轴、正时齿轮、挺柱、推杆、摇臂和摇臂轴等零件。 3.四大系统 四大系统包括进柴油机燃料系统、润滑系统、冷却系统和启动充电系统。 (1)柴油机燃料系统 柴油机燃料系统的功能是向气缸供给清洁的空气和按柴油机各种工况的要求定时定量地向燃烧室喷入燃油，并将燃烧的废气排到大气中去。 柴油供给系统由油箱、输油泵、燃油弗列加滤清器、喷油泵，喷油器及燃油管路等零部件组成。 （2）润滑系统 润滑系统由机油泵、弗列加滤清器、压力表、温度表、冷却器、调压阀等组成，基本任务是将一定数量、清洁和温度适宜的润滑油送至各摩擦表面进行润滑，主要功能是减磨、冷却、清洁、密封和防锈。 （3）冷却系统 根据冷却介质的不同，冷却系统通常分为两种类型风冷系统和水冷系统，对应的有空冷发动机和液冷发动机。 （4）启动充电系统 柴油发电机在静止状态下，用外力推动曲轴，使柴油发电机开始运转的全过程称为启动，完成启动所需的装置称为启动系统。常见的启动方式有人力启动、发动机启动、压缩空气启动和辅助柴油机启动。