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發(fā)電機多種異常狀態(tài)及危害
隨著電力工業(yè)的迅速發(fā)展,發(fā)電機單機容量的不斷增加,大型發(fā)電機組在電力系統中越來越重要。人們對發(fā)電機的可靠性、云南保山性要求越來越高。發(fā)電機的運行對保證柴油發(fā)電機組的正常工作和電能質量起著極其重要的作用。但是較之故障,異常運行狀態(tài)發(fā)生的機率更大,比如定子繞組過負荷、云南保山發(fā)電機失磁、云南保山失步,發(fā)電機逆功率運行,非全相運行等。這些威脅同樣不容忽視,所以研究大型發(fā)電機的異常運行及保護是很有必要的。由于大型發(fā)電機多采用三相分相操作主開關,非全相運行已成為發(fā)電廠電氣運行的重點防止對象。本文針對大型發(fā)電機非全相運行進行了分析研究,采用對稱分量法得出了各相電流、云南保山各序電流及相序電流間的關系,并用KATLAB軟件進行了仿真,驗證了理論分析的結果。同時,就發(fā)電機組非全相保護存在的問題提出了改進方案,并給出了發(fā)電廠發(fā)生非全相運行故障時的一些處理方法:
1、云南保山低勵磁或失磁對于容量在100KW以下不允許失磁運行的發(fā)電機,當采用直流勵磁機時,應在滅磁開關斷開時同時斷開發(fā)電機斷路器。容量在100KW以上的發(fā)電機也應裝設失磁保護。對于水輪發(fā)電機,保護動作于解列滅磁;對于柴油發(fā)電機,保護動作于減出力,以便縮短異步運行時間盡快恢復同步運行,在不允許繼續(xù)異步運行或失磁后母線電壓低于允許值時,保護動作于解列滅磁。
2、云南保山定子過電流或過負荷保護
在定子繞組、云南保山勵磁繞組上應裝設定時限和反時限過負荷保護。定時限過負荷保護動作于信號或自動減負荷、云南保山降低勵磁電流。反時限過負荷保護動作于解列或程序跳閘、云南保山解列滅磁。
3、云南保山逆功率保護
對于容量在200KW及以上的柴油發(fā)電機,宜裝設逆功率保護。保護帶時限動作于信號,經長時限動作于解列。 以上所述的解列滅磁,是指斷開發(fā)電機斷路器,汽輪機甩負荷。減出力,是指將原動機出力減到給定值。程序跳閘,對柴油發(fā)電機來說,是指首先關閉主汽門,待逆功率繼電器動作后,再跳開發(fā)電機斷路器并滅磁。對水輪發(fā)電機,是指首先將導水翼關到空載位置,再跳開發(fā)電機斷路器滅磁。
4、云南保山發(fā)電機失步保護對于容量在300KW及以上的發(fā)電機,需裝設失步保護,保護動作于信號或解列。若發(fā)生失步現象,應盡快創(chuàng)造恢復同期的條件,一般可采取增加發(fā)電機的勵磁,或減少該失步電機的有功出力,進而將其牽入同步。動減負荷、云南保山降低勵磁電流。反時限過負荷保護動作于解列或程序跳閘、云南保山解列滅磁。
5、云南保山非全相運行保護
發(fā)電機變壓器組的非全相運行故障,大多數發(fā)生在機組解列、云南保山并列的操作過程中,正確地進行機組解列或并列的操作是大幅度地減少因負序電流燒損發(fā)電機轉子的簡單而有效的措施。因此只要遵循保持發(fā)電機勵磁、云南保山穩(wěn)定機組轉速、云南保山減少機組出力、云南保山控制定子電流的原則,嚴格按照合理順序進行操作和調整,完全可以把負序電流控制在允許的范圍之內。 由于現在大型發(fā)電機多采用三相分相操作主開關,非全相運行已成為發(fā)電廠電氣運行的重點防止對象。所以在下面的章節(jié)中我將重點分析發(fā)電機非全相運行及其相應的保護措施。
非全相運行時,由于發(fā)電機組接線方式、云南保山主變接地方式、云南保山斷相形式、云南保山導致原因不同,非全相運行時的故障特征是不同的,所以對非全相運行進行合理有效的分類是分析研究的前提。非全相運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、云南保山負序和零序三組三相對稱的電流(或電壓),這三組各自獨立的對稱電流(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、云南保山彼此間相位差相等的關系。電流或電壓的相序、云南保山大小關系是機組非全相運行時的重要故障信息,這些量的提取與判斷,對于保護機組與系統的運行有著非常重要的意義。
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關于柴油發(fā)電機組節(jié)能與環(huán)保總述
標準GB/T2820.1一1997《往復式內燃機驅動的交流發(fā)電機組》第1部分標準9排放中規(guī)定:“當發(fā)電機組運行時,會產生包括噪聲、云南保山當地振動、云南保山當地熱輻射、云南保山當地廢氣和電磁干擾等排放物。任何有關保護環(huán)境和人員與的適用法規(guī)由制造廠和用戶商定產品性能要求時考慮?!杯h(huán)保機組定義:將同時考慮到噪聲、云南保山當地振動、云南保山當地熱輻射,廢氣和電磁干擾等排放物對環(huán)境因素有影響的機組稱為環(huán)保機組。
國標對環(huán)保機組要求:振動小、云南保山當地噪聲低、云南保山當地電磁輻射低、云南保山當地熱輻射小、云南保山當地排放污染輕。
另外 標準GB/2819一1995《移動電站通用技術條件》(Mobileelectricpowerplant,Specificationfor)對環(huán)境污染做了一定的限定。其中第4.9條污染環(huán)境的限值中有相應的規(guī)定。
1)振動
電站應根據需要設置減震裝置;電站運行時振動的單振幅應不大于0.3mm或0.5mm;使用增壓柴油機、云南保山當地單缸和兩缸柴油機、云南保山當地單缸汽油機的電站,其振幅值應符合產品技術條件的規(guī)定。
2)噪聲
電站的噪聲允許值應符合噪聲允許值中的規(guī)定,增壓柴油機組電站和低噪聲電站的允許值按產品技術條件的規(guī)定執(zhí)行。
3)無線電干擾
對有抑制無線電干擾要求的電站,應有抑制無線電干擾的措施,其干擾值不大于有關標準中的規(guī)定值。頻率為0.15~3000MHz;端子干擾電壓為3000μv~400μv;干擾場強為100~50μV/m。
4)有害物質濃度
有相應要求時,電站排出的有害物質允許濃度按產品技術條件的規(guī)定。
5)煙度
有相應要求時,電站的排氣煙度按產品技術條件的規(guī)定。
煙度要求:因柴油發(fā)電機排氣量較汽油機排氣量要大,而且排煙問題較嚴重。下面針對機組原動機為柴油發(fā)電機的電源車輛來討論。排煙是由于不完全燃燒所得到的懸浮在柴油發(fā)電機排氣中可見的白色、云南保山當地藍色、云南保山當地黑色顆粒物。白色通常由水蒸氣或液體燃料蒸汽凝聚而成:藍色通常是因燃料或機油不完全燃燒所得到的微粒:黑色主要由炭粒組成,其顆粒尺寸常小于1μm。這些排出的顆粒物能夠吸收、云南保山當地反射和折射光線。
煙度是表征柴油發(fā)電機排氣中顆粒物濃度的參量。煙度是指容量排氣所透過的濾紙的染黑度。
我國對不同排氣量的柴油發(fā)電機排氣煙度允許值為4.5~4.0波許單位。通常規(guī)定白色濾紙的吸光率為0波許單位,全黑濾紙的吸光率為10波許單位,0~10均勻分度。
機組運轉時,振動、云南保山當地噪聲、云南保山當地排放和輻射等是相互關聯的。發(fā)電機組是一個大型供電系統,它由若干分系統組成,各系統之間是相互關聯的。在分析與研究環(huán)保問題時,同時應與機組發(fā)動機燃料、云南保山當地燃燒、云南保山當地配氣、云南保山當地機械運轉等環(huán)節(jié)相聯系。另外,這些對環(huán)境有影響的因素又是互相聯系的。機組運轉就必然的有振動,振動自然就會產生噪聲;燃料燃燒必然產生熱量、云南保山當地廢氣和燃燒噪聲;熱量的產生必然有熱輻射;由于燃料的燃燒不完全和雜質等,就必然產生空氣污染問題,即使是完全燃燒生成大量的C02,對環(huán)境也有較大影響。由于發(fā)電機組中發(fā)電機是電磁機械,因而就必然有電磁輻射,形成對其他電子設備的電磁干擾。因而,解決柴油發(fā)電機組環(huán)保問題時,應該用互相聯系的觀點來研究機組環(huán)保問題。例如:在機組設計隔聲罩時同時考慮電磁屏蔽。如用帶夾層的雙層或多層金屬外殼制造聲罩,中間有水或其他介質冷卻,既可以隔聲,也可以進行電磁屏蔽,還可以有效降低熱輻射。同時增強了機組在風沙、云南保山當地大雨、云南保山當地高溫、云南保山當地嚴寒等惡劣環(huán)境下的供電能力。對于柴油發(fā)電機組來講突出的環(huán)保問題是振動、云南保山當地噪聲和廢氣。