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柴油發(fā)電機(jī)運(yùn)動部件故障的原因
柴油發(fā)電機(jī)曲柄連桿結(jié)構(gòu)常見故障有拉缸、連桿磨損、敲缸、連桿短脫、螺栓斷裂、曲軸斷裂等,這些故障主要發(fā)生與高速運(yùn)動部位,采集裝置難以安裝并進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,且發(fā)生故障后信號干擾信息較多,也難以準(zhǔn)確診斷和識別。目前許多學(xué)者都比較傾向于地域數(shù)據(jù)的處理和診斷,也有部分學(xué)者考慮依靠動力學(xué)對柴油發(fā)電機(jī)運(yùn)動部件進(jìn)行分析和診斷,更進(jìn)一步地找準(zhǔn)故障產(chǎn)生的機(jī)理及原因。后者這種方法主要依靠計算機(jī)仿真軟件實(shí)現(xiàn),通過對柴油發(fā)電機(jī)進(jìn)行建模,設(shè)定柴油發(fā)電機(jī)各部件工作參數(shù),設(shè)置各部件出現(xiàn)故障后的參數(shù),進(jìn)行通過仿真模擬,識別故障發(fā)生時各部件參數(shù)狀態(tài)。這一技術(shù)具有可操作性強(qiáng)、實(shí)驗周期短、省時、省資金等優(yōu)點(diǎn),該技術(shù)為未來發(fā)展的一個潛力方向。
運(yùn)動部件產(chǎn)生故障主要原因主要為兩方面,一方面相互連接的兩個部件由于長時間的接觸,造成了磨損,使得接觸表面變形,在運(yùn)動過程產(chǎn)生振動及噪聲,另一方面由于接觸部件之間發(fā)生嚴(yán)重的磨損后產(chǎn)生了相互運(yùn)動過程的碰撞及撞擊,直接產(chǎn)生了異響等現(xiàn)象。顯而易見,各部位產(chǎn)生故障涉及到諸多方面的內(nèi)容,包括機(jī)械動力、熱力、摩擦等,故障的分析不能僅僅依靠簡單的分析就可以進(jìn)行診斷和確定。
1.拉缸故障診斷拉缸故障會引起活塞機(jī)件損壞、柴油發(fā)電機(jī)油耗增加、轉(zhuǎn)速降低、連桿斷裂、曲軸箱爆炸,嚴(yán)重影響發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行。目前主要通過對發(fā)電機(jī)進(jìn)行故障信號檢測,判斷拉缸時振動信號頻域范圍,例如國外研究學(xué)者 Jacobo Porteiro 通過分析研究,利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)驗證了拉缸時發(fā)電機(jī)故障的特征,并分析預(yù)測了發(fā)電機(jī)內(nèi)潤滑油內(nèi)金屬顆粒的含量值。
2. 敲缸故障診斷敲缸指的是活塞撞擊氣缸內(nèi)壁產(chǎn)生明顯異響的現(xiàn)象,敲缸時巨大的撞擊力使得缸體外壁產(chǎn)生較為強(qiáng)大的振動,同時長期的敲缸對活塞及缸體造成嚴(yán)重的破壞。在敲缸故障診斷方面,利用計算機(jī)仿真軟件,分析了在不同轉(zhuǎn)速、不同負(fù)載和敲缸程度下的故障信號特征,實(shí)現(xiàn)了對敲缸狀態(tài)下發(fā)電機(jī)故障的分析和診斷。
3.連桿軸異常診斷柴油發(fā)電機(jī)長時間大功率工作,連桿軸會產(chǎn)生磨損,使得軸承之間間隙變大,在連桿軸帶動活塞及曲軸運(yùn)動過程,造成敲擊幅度變大,容易產(chǎn)生連桿的變形及斷裂。杜小元通過對兩岸頭與軸承之間的振動信號分析,實(shí)現(xiàn)了對往復(fù)式發(fā)電機(jī)連桿故障振動信號角域和值域的分析,實(shí)現(xiàn)驗證具有一定的可靠性。



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發(fā)電機(jī)逆功率保護(hù)學(xué)習(xí)
發(fā)電機(jī)逆功率保護(hù)
發(fā)電機(jī)逆功率保護(hù)又稱功率方向保護(hù)。一般而言,發(fā)電機(jī)的功率方向應(yīng)該為由發(fā)電機(jī)流向母線,但是當(dāng)發(fā)電機(jī)失磁或其他某種原因,發(fā)電機(jī)有可能變?yōu)殡妱訖C(jī)運(yùn)行,即從系統(tǒng)中吸取有功功率。這就是逆功率。當(dāng)逆功率達(dá)到一定值時,發(fā)電機(jī)的保護(hù)動作,或動作于發(fā)信號或動作于跳閘。
1、概述說明
并網(wǎng)運(yùn)行的汽輪發(fā)電機(jī),在汽輪機(jī)的主汽門關(guān)閉之后,便作為同步電動機(jī)運(yùn)行:吸收有功功率而拖著汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動,可向系統(tǒng)發(fā)出無功功率。由于汽輪機(jī)主汽門已關(guān)閉,汽機(jī)尾部葉片與殘留蒸汽產(chǎn)生摩擦而形成鼓風(fēng)損耗,長期運(yùn)行過熱而損壞。燃?xì)廨啓C(jī)和水輪機(jī)也主要是對原動機(jī)的損害。發(fā)電機(jī)逆功率保護(hù)主要保護(hù)汽輪機(jī)不受損害。
對汽輪機(jī)逆功率保護(hù)的整定計算,就是要確定該保護(hù)的動作功率Pdz及動作延時t。
1、動作功率Pdz的整定 汽輪發(fā)電機(jī)逆功率保護(hù)的動作功率可按下式計算:Pdz=(Krel*P1)/η Pdz-逆功率保護(hù)的動作功率 Krel-可靠系數(shù),取0.8 P1-主汽門關(guān)閉后,汽輪機(jī)維持同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)所消耗的功率,該功率的大小除與汽輪機(jī)的結(jié)構(gòu)及容量有關(guān)之外,還與汽輪發(fā)電機(jī)的主蒸汽系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)(管道結(jié)構(gòu)及有無旁路管道等)有關(guān),一般取額定功率的1.5~2% η-發(fā)電機(jī)拖動汽輪發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)時的效率,取0.98~0.99 所以:Pdz≈(1.2~1.6%)PN PN-發(fā)電機(jī)的額定功率。 實(shí)際中,Pdz=可取1~1.5%PN。
2、動作延時發(fā)電機(jī)逆功率保護(hù)的動作延時,應(yīng)按照汽輪發(fā)電機(jī)主汽門關(guān)閉后允許運(yùn)行的時間來整定,該允許時間一般為10~15min。計算及運(yùn)行實(shí)踐表明,當(dāng)汽輪機(jī)蒸汽系統(tǒng)有旁路管道時,允許運(yùn)行時間還要長一些。 因此,若按照汽輪機(jī)主汽門關(guān)閉之后允許運(yùn)行的時間來整定保護(hù)的動作延時,可取5~10min。動作后作用于解列滅磁。
另外,投運(yùn)的大型汽輪發(fā)電機(jī),多采用逆功率保護(hù)去啟動程序跳閘回路,此時,動作時間通常取1~2s。 對于程控逆功率保護(hù),由于動作時間短,在主汽門點(diǎn)閉后很短的時間內(nèi),由于汽輪機(jī)及發(fā)電機(jī)的慣性,實(shí)際逆功率可能很小,因此逆功率的定值不應(yīng)大于1%PN。
2、原理介紹
當(dāng)發(fā)電機(jī)出現(xiàn)逆功率(外部功率指向發(fā)電機(jī),也就是發(fā)電機(jī)變成電動機(jī)工況),逆功率保護(hù)動作斷路器跳閘。需要采集三相電壓和二相電流信號。
由于一次能源形態(tài)的不同,可以制成不同的發(fā)電機(jī)。利用水利資源和水輪機(jī)配合,可以制成水輪發(fā)電機(jī);由于水庫容量和水頭落差高低不同,可以制成容量和轉(zhuǎn)速各異的水輪發(fā)電機(jī)。利用煤、石油等資源,和鍋爐,渦輪蒸汽機(jī)配合,可以制成汽輪發(fā)電機(jī),這種發(fā)電機(jī)多為高速電機(jī)(3000rpm)。 此外還有利用太陽能、風(fēng)能、原子能、地?zé)?、潮汐、生物能等能量的各類發(fā)電機(jī)。 此外,由于發(fā)電機(jī)工作原理不同又分作直流發(fā)電機(jī),異步發(fā)電機(jī)和同步發(fā)電機(jī)。在廣泛使用的大型發(fā)電機(jī)都是同步發(fā)電機(jī)。
何為逆功率?
眾所周知,發(fā)電機(jī)的功率方向應(yīng)該由發(fā)電機(jī)方向流向系統(tǒng)方向。但由于某種原因,當(dāng)汽輪機(jī)失去原動力,而發(fā)電機(jī)出口開關(guān)又未能跳閘,則功率方向變?yōu)橛上到y(tǒng)流向發(fā)電機(jī),即發(fā)電機(jī)變?yōu)殡妱訖C(jī)在運(yùn)行。此時發(fā)電機(jī)從系統(tǒng)中吸取有功功率,此即為逆功率。
逆功率的危害
發(fā)電機(jī)逆功率保護(hù)是汽輪機(jī)由于某種原因?qū)е轮髌T關(guān)閉而失去原動力時,發(fā)電機(jī)變?yōu)殡妱訖C(jī)帶動汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn),汽輪機(jī)葉片在無蒸汽情況下高速旋轉(zhuǎn)會引起鼓風(fēng)摩擦,特別是在末級葉片可能會引起過熱,導(dǎo)致轉(zhuǎn)子葉片的損壞事故。
所以說逆功率保護(hù)實(shí)則是對汽輪機(jī)無蒸汽運(yùn)行的保護(hù)。
發(fā)電機(jī)的程序逆功率保護(hù)
發(fā)電機(jī)程序逆功率保護(hù)主要是防止發(fā)電機(jī)在帶有一定負(fù)荷的情況下,突然跳開發(fā)電機(jī)出口開關(guān)而汽輪機(jī)主汽門又未能全部關(guān)閉的情況。在此情況下,汽輪發(fā)電機(jī)組極易發(fā)生超速,甚至飛車。為避免此種情況,對于非短路故障的某些保護(hù),動作信號發(fā)出后,先作用于關(guān)閉汽輪機(jī)主汽門,待發(fā)電機(jī)逆功率繼電器動作后,與主汽門關(guān)閉的信號組成與門,經(jīng)一短時限組成程序逆功率保護(hù),動作作用于全停。
逆功率保護(hù)與程序逆功率保護(hù)的區(qū)別
逆功率保護(hù)是為了防止逆功率后,發(fā)電機(jī)變?yōu)殡妱訖C(jī),帶動汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn),造成汽輪機(jī)的損壞。歸根到底,是怕原動機(jī)動力不足,反被系統(tǒng)帶著跑!
程序逆功率保護(hù)是為了防止發(fā)電機(jī)組突然解列后,主汽門未完全關(guān)閉,導(dǎo)致汽輪機(jī)超速,從而利用逆功率來規(guī)避。歸根到底,是怕原動機(jī)動力太足導(dǎo)致機(jī)組超速!
所以說嚴(yán)格意義上來說,逆功率保護(hù)是發(fā)電機(jī)繼電保護(hù)的一種,但主要是保護(hù)汽輪機(jī)。而程序逆功率保護(hù)不是一種保護(hù)而是為了實(shí)現(xiàn)程序跳閘而設(shè)置的動作過程,也叫程序跳閘,一般應(yīng)用于停機(jī)方式。
關(guān)鍵的是逆功率只要定值達(dá)到就會跳閘,而程序逆功率除了定值達(dá)到,還要求汽機(jī)主汽門關(guān)閉,所以說在機(jī)組啟動過程中并網(wǎng)瞬間,一定要避免逆功率動作。



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如何看待柴油發(fā)電機(jī)組行業(yè)未來的發(fā)展形式
目前柴油發(fā)電機(jī)組的行業(yè)市場非常大,朔銳發(fā)電為您分析一下未來的趨勢。
自動化機(jī)組需求大許多現(xiàn)代技術(shù)裝備對其保障電源都有應(yīng)急和無人值守要求。這些自動化要求通常包括運(yùn)行自動化和操作自動化。運(yùn)行自動化是指發(fā)電機(jī)組能自動調(diào)速、調(diào)壓、調(diào)載等;操作自動化則指機(jī)組能自動起動與加載、自動停機(jī)、自動并聯(lián)與解列、自動補(bǔ)給與監(jiān)測等。所有這些對于基本電源用戶(微波站電源、船用機(jī)組等)和絕大多數(shù)備用(應(yīng)急)電源用戶都是必須的?!? 近年來,自動化柴油發(fā)電機(jī)組在國內(nèi)外市場獲得了較大的發(fā)展,自動化機(jī)組的使用范圍不斷擴(kuò)大。廣播、電信、計算機(jī)中心、醫(yī)院等要求高可靠性供電場所需要能自動供電的自動化發(fā)電機(jī)組。機(jī)場、礦山、石油鉆井平臺、隧道工地、島嶼、核電站、人造衛(wèi)星地面站、教育中心、銀行、保險公司等金融行業(yè)、水源地、辦公大樓等各行各業(yè)都在廣泛地使用自動化發(fā)電機(jī)組,以期保證正常的供電。由此可見自動化發(fā)電機(jī)組已是各類電源保障系統(tǒng)不可或缺的重要的電力裝備。
用戶對自動化機(jī)組的性能要求不斷提高。隨著自動化等級的提高,自動化性能特征已在逐步接近不間斷電源和長期無人值守的性能要求。有些邊遠(yuǎn)、高山和海島等電源站所用自動化機(jī)組正在實(shí)現(xiàn)遙控、遙測、搖訊等監(jiān)控功能。為了解決好完全不間斷供電的要求,自動化機(jī)組起動及加載性能在逐年提高。
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