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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。
永磁同步风力发电机的原理和前景 我国风能资源非常丰富,可开发的风能潜力巨大。根据相关资料显示,我国陆地风能资源可开发量大约有23.8亿千瓦,海上风能资源可开发量约2亿千瓦。我国风能资源比较集中,“三北”地区(华北、东北和西北)以及东南沿海地区、沿海岛屿潜在风能资源开发量约占全国的80%.风能资源与煤炭资源的地理分布具有较高的重合度,与电力负荷则呈逆向分布。 “十三五”时期,我国风力发电机装机容量占发电机总容量比例将进一步加大,出于电网考虑,风力发电机组必须在“低电压穿越”保障下“御风而行”。根据 发改委能源研究所有关人士透露,2020年陆地风电的成本将与煤电持平,之后风电将逐步脱离 补贴,“降低成本”也成为风电行业未来发展面临的新的“瓶颈”。扬州市引江发电设备有限公司成功推出2.5MW高速永磁同步风力发电机,实现了发电机低成本制造,使机组极易实现低电压穿越,在国内处于技术领先水平。 永磁同步风力发电机由于机械损耗小、运行效率高、维护成本低等优点成为继双馈感应风电机组之后的又一重要风力发电机型受到社会广泛关注,并逐渐开始投入使用。永磁同步风力发电机主要由风力机、永磁同步发动机、变频器和变压器组成。 (1)基本原理 永磁同步风力发电的基本原理,就是利用风力带动风力机叶片旋转,拖动永磁同步发电机的转子旋转,实现发电。永磁同步风力发电系统和笼型变速恒频风力发电系统类似,只是所采用的发电机为永磁式发电机,转子为永磁式结构,不需外部提供励磁电源,提高了效率。它的变频恒速控制是在定子回路中实现的,把永磁同步发电机的变频的交流电通过变频器转变为电网同频的交流电,实现风力发电的并网,因此变频器的容量与系统的额定容量相同。 (2)技术特点 随着科学技术的发展和更新,由于永磁材料性能和电力电子装置的改善,永磁同步发电机已变得越来越具吸引力了。 采用永磁同步发电机的风力发电系统具有以下特点:1)永磁同步发电机系统不需要励磁装置,具有重量轻、效率高、功率因数高、可靠性好等优点;2)变速运行范围宽,即可超同步运行也可以亚同步运行;3)转子无励磁绕组,磁极结构简单、变频器容量小,可以做成多极电机;4)同步转速降低,使风轮机和永磁发电机可直接耦合,省去了风力发电系统中的齿轮增速箱,减小了发电机的维护工作并降低噪声,使直驱永磁风力发电机系统。 (3)适用场合 1)在电力供应匮乏、交通不便、燃料短缺,但是风力资源丰富的地区,可以解决部分用电问题,如为高速公路照明设备提供电源等;2)在单机容量比较小的风场,永磁同步发电系统能够并网发电;3)为农村、牧区、边防哨所、气象台站等偏远、负载较轻的用户,提供电力。
柴油发电机是如何运行的呢 1.柴油机启动后在低速下暖机(走热) 柴油机启动后应先在低速下进行暖机,一般为600r/min,然后才能逐渐提高转速,绝不允许猛加油门使转速突然升高,其原因是:(1)机器刚发动机温低,机油粘度大,机油不能迅速进人各轴承间隙内及活塞与汽缸套之间;(2)柴油机未运转时,各轴颈是全部压在轴承上,在常情况下,轴颈与轴承之间仅有极少量的油膜存在,刚启动时,各轴颈与轴承之间几乎处干磨擦状态有机器逐渐走热,机温逐渐上升时,机油变稀机油才逐渐被压人轴承内和各运动件间隙之间,形成油膜得到润滑;(3)柴油机刚启动,若猛加油门将会引起下列后果:①猛加油门,供油量突增,转速由低速猛增到高速,对曲轴连杆机构产生一个冲击力,有间隙的部位会产生敲击,影响其强度,加大磨损;②由于油量猛增,而吸气量短时间供应不足,就会产生冒黑烟,既浪费油料又会产生积炭增加磨损;③猛开油门,转速突增,调速器动作来不及起调速作用,往往会产生瞬间超速等后果。 柴油机启动后,在 转速范围内,空负荷运转时应注意下列问题: (1)检查机油压力表指示的压力,应在(200~500)kPa范围,但不同型号柴油机各有具体规定,康明斯各系列柴油机机油压力。 (2)检查外部各管系与零件连接处有无漏油、漏水现象。 (3)观察柴油机排烟是否正常,运转中有无异常杂音。 (4)空载低速运转时间不宜过长,以免燃烧室内引起结炭结焦现象,因此,应逐渐提高转速,从60r/min提高到1000r/min左右进行暖机。 2.试运转 当柴油机的温度、机油压力等均已正常时,应分别将转速控制在低、中、高三种情况下进行试运转,使柴油机在各种情况下能稳定运转,不致于出现转速忽高忽低现象。 3,负荷和转速逐渐均匀上调 柴油机经试运转之后,负荷和转速的增加应逐渐均匀地上升,无特殊情况,不允许突增或突减柴油机的负荷。 4.柴油机转入满负荷运行 当柴油机机油温度达到45℃,水温达到65℃,机油压力达到规定要求范围时,柴油机才允许转人满负荷运行。当水温不超过90℃时,进水与出水的温度差应不超过20℃。 康明斯柴油机运行时,机油温度应在(82~107)℃之间,在满负荷时,机油温度短时间达到108℃时不必惊慌,但是,机油温度的突然增高,如果不是因为负荷增加所引起的,那就预示很可能有机械故障,应立即进行检查。冷却水温度在(74~91)℃之间为理想,此时柴油机的工作零件得到均匀的膨胀,从而获得 油膜间隙。若采用柴油机冷却液,其 温度不得超过93℃。 康明斯柴油机的转速,由于所有康明斯柴油机均装有调速器以防止速度超过 额定转速或预定的额定低速。调速器有两方面的作用: ①当油门在怠速位置时,供给柴油机所需要的怠速油量; ②当柴油机转速超过 额定转速时,越过油门并切断燃油供应。各种型号柴油机 额定转速。通常柴油机的使用转速应低于 额定转速,详见铭牌所示。柴油发电机组的转速已经预先调整好,使之在规定的调节转速下工作。