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康明斯柴油發(fā)電機(jī)組的耗量特性
在滿足電力網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷平衡的前提下，柴油發(fā)電機(jī)組 負(fù)荷分配指的是通過有計劃的安排各個柴油發(fā)電機(jī)組的出力，使得整體的柴油的消耗油量變得小，讓成本達(dá)到少，進(jìn)而整個發(fā)電廠的效率與收益。柴油發(fā)電機(jī)組一般是通過在氣缸中燃燒柴油，然后借助轉(zhuǎn)化的爆炸動力來推動柴油機(jī)的運(yùn)作，柴油發(fā)電機(jī)再帶動與其相關(guān)聯(lián)的發(fā)電機(jī)發(fā)電，完成整個電力生產(chǎn)環(huán)節(jié)。因?yàn)椴裼桶l(fā)電機(jī)的做功的數(shù)量很大程度上取決于燃油消耗的數(shù)量，而柴油發(fā)電機(jī)的進(jìn)氣量又規(guī)定了柴油發(fā)電機(jī)組出力的大小，由于負(fù)荷時刻在波動，為了保證康明斯柴油發(fā)電機(jī)組在任何時刻達(dá)到經(jīng)濟(jì)工況，必須對康明斯柴油發(fā)電機(jī)組的動力特性進(jìn)行準(zhǔn)確的模擬。即確定康明斯柴油發(fā)電機(jī)組的耗油量特性。
柴油發(fā)電機(jī)組發(fā)出的功率，與柴油發(fā)電機(jī)組消耗的柴油等的關(guān)系形成柴油發(fā)電機(jī)組的耗油量特性曲線。而柴油發(fā)電機(jī)組的這一曲線是電力柴油發(fā)電機(jī)組 負(fù)荷分配問題的基本參數(shù)，終結(jié)果與耗油量特性曲線的正確率有密切的關(guān)系。因此在負(fù)荷優(yōu)化分配中，通過分析計算得到柴油發(fā)電機(jī)組的耗油量特性是必不可少的步驟。
研究柴油發(fā)電機(jī)組的耗油量特性的參數(shù)，必須先對火力電柴油發(fā)電機(jī)組的參數(shù)進(jìn)行了解，單元柴油發(fā)電機(jī)組的燃油的使用量B與發(fā)電機(jī)有功功率P之間的關(guān)系比較復(fù)雜，主要取決于柴油發(fā)電機(jī)組本身的特點(diǎn)，同時還受到所處環(huán)境溫度，水介質(zhì)溫度，大氣壓等因素影響?？得魉共裼桶l(fā)電機(jī)組由于其自身特點(diǎn)，其啟動過程耗時較長，由此有時連續(xù)優(yōu)化過程中需要考慮柴油發(fā)電機(jī)組的啟停成本；柴油發(fā)電機(jī)組在低負(fù)荷狀態(tài)下，為了保證鍋爐燃油的穩(wěn)定燃燒需要進(jìn)行投油穩(wěn)燃。如果綜合考慮這些成本，會使得柴油發(fā)電機(jī)組的燃油耗油量B與出力P之間的關(guān)系和規(guī)律變得難以分析。限于篇幅，本文只討論康明斯柴油發(fā)電機(jī)組在穩(wěn)定負(fù)荷下的耗油量特性關(guān)系，即不考慮柴油發(fā)電機(jī)組的啟停成本，但是對于柴油發(fā)電機(jī)組的出力范圍進(jìn)行考慮，可有效避免柴油發(fā)電機(jī)組在低出力工況下運(yùn)行。這些簡化并不影響結(jié)論的正確性。
此時，單元柴油發(fā)電機(jī)組的耗油量特性可以表示為：
B=F（P）
式中B為燃油消耗油量，即每小時燃油的標(biāo)準(zhǔn)柴油耗油量（單位：t/h）；P為發(fā)電機(jī)有功功率（單位：MW）。
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發(fā)電機(jī)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(jī)單機(jī)容量的不斷增加，大型發(fā)電機(jī)組在電力系統(tǒng)中越來越重要。人們對發(fā)電機(jī)的可靠性、河南濮陽性要求越來越高。發(fā)電機(jī)的運(yùn)行對保證柴油發(fā)電機(jī)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(yùn)行狀態(tài)發(fā)生的機(jī)率更大，比如定子繞組過負(fù)荷、河南濮陽發(fā)電機(jī)失磁、河南濮陽失步，發(fā)電機(jī)逆功率運(yùn)行，非全相運(yùn)行等。這些威脅同樣不容忽視，所以研究大型發(fā)電機(jī)的異常運(yùn)行及保護(hù)是很有必要的。由于大型發(fā)電機(jī)多采用三相分相操作主開關(guān)，非全相運(yùn)行已成為發(fā)電廠電氣運(yùn)行的重點(diǎn)防止對象。本文針對大型發(fā)電機(jī)非全相運(yùn)行進(jìn)行了分析研究，采用對稱分量法得出了各相電流、河南濮陽各序電流及相序電流間的關(guān)系，并用KATLAB軟件進(jìn)行了仿真，驗(yàn)證了理論分析的結(jié)果。同時，就發(fā)電機(jī)組非全相保護(hù)存在的問題提出了改進(jìn)方案，并給出了發(fā)電廠發(fā)生非全相運(yùn)行故障時的一些處理方法：
1、河南濮陽低勵磁或失磁對于容量在100KW以下不允許失磁運(yùn)行的發(fā)電機(jī)，當(dāng)采用直流勵磁機(jī)時，應(yīng)在滅磁開關(guān)斷開時同時斷開發(fā)電機(jī)斷路器。容量在100KW以上的發(fā)電機(jī)也應(yīng)裝設(shè)失磁保護(hù)。對于水輪發(fā)電機(jī)，保護(hù)動作于解列滅磁；對于柴油發(fā)電機(jī)，保護(hù)動作于減出力，以便縮短異步運(yùn)行時間盡快恢復(fù)同步運(yùn)行，在不允許繼續(xù)異步運(yùn)行或失磁后母線電壓低于允許值時，保護(hù)動作于解列滅磁。
2、河南濮陽定子過電流或過負(fù)荷保護(hù)
在定子繞組、河南濮陽勵磁繞組上應(yīng)裝設(shè)定時限和反時限過負(fù)荷保護(hù)。定時限過負(fù)荷保護(hù)動作于信號或自動減負(fù)荷、河南濮陽降低勵磁電流。反時限過負(fù)荷保護(hù)動作于解列或程序跳閘、河南濮陽解列滅磁。
3、河南濮陽逆功率保護(hù)
對于容量在200KW及以上的柴油發(fā)電機(jī)，宜裝設(shè)逆功率保護(hù)。保護(hù)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(jī)斷路器，汽輪機(jī)甩負(fù)荷。減出力，是指將原動機(jī)出力減到給定值。程序跳閘，對柴油發(fā)電機(jī)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(jī)斷路器并滅磁。對水輪發(fā)電機(jī)，是指首先將導(dǎo)水翼關(guān)到空載位置，再跳開發(fā)電機(jī)斷路器滅磁。
4、河南濮陽發(fā)電機(jī)失步保護(hù)對于容量在300KW及以上的發(fā)電機(jī)，需裝設(shè)失步保護(hù)，保護(hù)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(jī)的勵磁，或減少該失步電機(jī)的有功出力，進(jìn)而將其牽入同步。動減負(fù)荷、河南濮陽降低勵磁電流。反時限過負(fù)荷保護(hù)動作于解列或程序跳閘、河南濮陽解列滅磁。
5、河南濮陽非全相運(yùn)行保護(hù)
發(fā)電機(jī)變壓器組的非全相運(yùn)行故障，大多數(shù)發(fā)生在機(jī)組解列、河南濮陽并列的操作過程中，正確地進(jìn)行機(jī)組解列或并列的操作是大幅度地減少因負(fù)序電流燒損發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的簡單而有效的措施。因此只要遵循保持發(fā)電機(jī)勵磁、河南濮陽穩(wěn)定機(jī)組轉(zhuǎn)速、河南濮陽減少機(jī)組出力、河南濮陽控制定子電流的原則，嚴(yán)格按照合理順序進(jìn)行操作和調(diào)整，完全可以把負(fù)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(jī)多采用三相分相操作主開關(guān)，非全相運(yùn)行已成為發(fā)電廠電氣運(yùn)行的重點(diǎn)防止對象。所以在下面的章節(jié)中我將重點(diǎn)分析發(fā)電機(jī)非全相運(yùn)行及其相應(yīng)的保護(hù)措施。
非全相運(yùn)行時，由于發(fā)電機(jī)組接線方式、河南濮陽主變接地方式、河南濮陽斷相形式、河南濮陽導(dǎo)致原因不同，非全相運(yùn)行時的故障特征是不同的，所以對非全相運(yùn)行進(jìn)行合理有效的分類是分析研究的前提。非全相運(yùn)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、河南濮陽負(fù)序和零序三組三相對稱的電流(或電壓)，這三組各自獨(dú)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、河南濮陽彼此間相位差相等的關(guān)系。電流或電壓的相序、河南濮陽大小關(guān)系是機(jī)組非全相運(yùn)行時的重要故障信息，這些量的提取與判斷，對于保護(hù)機(jī)組與系統(tǒng)的運(yùn)行有著非常重要的意義。
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