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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、安全性要求越来越高。发电机的安全运行对保证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安全有着非常重要的意义。
介绍组成发电机的两大组件和五大系统 发电机是一种比较复杂的机器，它由许多组件和系统组成，这些组件和系统共同保证机进行工作循环，实现能量转换，并使其能连续正常运转。目前，机的结构形式很多，具体构造也有很多不同之处，但机无论怎样变化，其基本构造和组成形式是相同的。下面结合国内使用广泛的135系列机的结构，首先介绍组成发电机的两大组件和五大系统，以便于读者进一步认识和熟悉发电机。 四冲程机由下列组件和系统组成。 一、燃烧室组件 燃烧室组件主要由固定不动组件组成，包括机体、汽缸盖、汽缸套、活塞组件和汽缸垫。在组成燃烧室的各个部件中除活塞组件能运动外，其他部件均为固定不动组件。这些部件的主要作用是组成密封的燃烧室并完成机的能量转换。 二、动才传动组件 动力传动组件主要由运动部件组成，包括连杆组件、曲轴飞轮组件和活塞组件。动力传动组件的作用是将活塞的往复直线运动转变为曲轴的旋转运动，并将作用在活塞顶部的燃气压力转变为扭矩，通过曲轴向外输出动力，使热能转变为机械能。 三、燃科供系统 燃料供给系统的主要作用是保证活塞由下止点向上运动到压缩上止点一定上止点前一定度数时，定时、定量、定质地向燃烧室内喷入高压雾化。机燃料供给给系统主要包括油箱、低压油管、输油泵、滤清器、喷油泵、调速器、高压油管和喷油器等。 四、润滑系统 润滑系统的作用是将机油（润滑油）输送到机各运动部件的摩擦表面，以减轻零件表面摩擦，带走零件所吸收的部分热量，冲洗零件表面，提高燃烧室的密封效果，防止部件生锈。润滑系统主要由油底壳、吸油盘、机油泵、机油散热器、机油粗滤器、机油细滤器、缸盖内部油道和机体内部油道等组成。 五、冷却系统 冷却系统主要由水泵、风扇、水散热器、水温表、节温器、机体内部水道以及缸盖内部水道等组成。冷却系统的主要作用是将机运转时各零部件所吸收的多余热量迅速传导出去，以保证机在正常温度下运转，不致因各种零件过热而损坏：同时还要对机油（润滑油）进行强制冷却。 六、配气系统 配气系统主要包括进气管、排气管、空气滤清器、排气消声器、进气阀、排气阀、挺杆、配气凸轮和传动齿轮等机件。配气系统的主要作用是定时打开和关闭各汽缸的进、排气门，以使燃烧室内进气充足、排气干净，且达到密封良好的目的。 七、起动和充电系统 起动和充电系统的作用是保证机准时起动和按时给蓄电池充电。起动和充电系统主要包括蓄电池、起动机、磁力开关（电磁马达）、控制按钮、充电调节器、交（直）流发电机、充电线路、用电负载和控制开关等。 一台完整的机必须具备以上两大组件和五大系统才能正常工作。
发电机组在使用过程中常见错误操作 发电机组在使用过程中的错误操作，错误操作一： 机在机油不足时运转此时会因机油供给不足而造成各摩擦副表面供油不足，导致异常磨损或烧伤。为此，发电机起步前和机运转过程中要保证机油充足，防止由于缺油而引起拉缸、烧瓦故障。 错误操作二： 带负荷急停机或突然卸除负荷后立刻停机机发电机熄火后冷却系水的循环停止，散热能力急剧降低，受热件失去冷却，易造成气缸盖、气缸套、气缸体等机件过热，产生裂纹，或使活塞过度膨胀卡死在缸套内。另一方面，发电机停机时未经怠速降温，会使摩擦面含油不足，当机再次启动时会因润滑不良而加剧磨损。因此，发电机熄火前应卸除负荷，并逐渐降低转速、空载运转几分钟。 错误操作三 冷启动后未暖机就带负荷运转发电机冷机启动时，由于机油黏度大、流动性差，是机油泵供油不足，机器摩擦面因缺油润滑不良，造成急剧磨损，甚至发生拉缸、烧瓦等故障。因此，机冷却启动后应怠速运转升温，待机油温度达到40℃以上时再带负荷运转；机器起步应挂低速挡，并循序在每一挡位运转一段里程，直到油温正常、供油充分后，方可转为正常运转。 错误操作四 机冷启动后猛轰油门若猛轰油门，则发电机组转速急剧升高，会造成机上的有些摩擦面因产生干摩擦而剧烈磨损。另外，轰油门时活塞、连杆和曲轴受理力变化大，引起剧烈撞击，易损坏机件。
