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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(lái)越重要。人們對(duì)發(fā)電機(jī)的可靠性、性要求越來(lái)越高。發(fā)電機(jī)的運(yùn)行對(duì)保證安徽宣城柴油發(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(guò)負(fù)荷、發(fā)電機(jī)失磁、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(kāi)關(guān)，非全相運(yùn)行已成為發(fā)電廠(chǎng)電氣運(yùn)行的重點(diǎn)防止對(duì)象。本文針對(duì)大型發(fā)電機(jī)非全相運(yùn)行進(jìn)行了分析研究，采用對(duì)稱(chēng)分量法得出了各相電流、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(shí)，就發(fā)電機(jī)組非全相保護(hù)存在的問(wèn)題提出了改進(jìn)方案，并給出了發(fā)電廠(chǎng)發(fā)生非全相運(yùn)行故障時(shí)的一些處理方法：
1、低勵(lì)磁或失磁對(duì)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(lì)磁機(jī)時(shí)，應(yīng)在滅磁開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)同時(shí)斷開(kāi)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(duì)于水輪發(fā)電機(jī)，保護(hù)動(dòng)作于解列滅磁；對(duì)于安徽宣城柴油發(fā)電機(jī)，保護(hù)動(dòng)作于減出力，以便縮短異步運(yùn)行時(shí)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(xiàn)電壓低于允許值時(shí)，保護(hù)動(dòng)作于解列滅磁。
2、定子過(guò)電流或過(guò)負(fù)荷保護(hù)
在定子繞組、勵(lì)磁繞組上應(yīng)裝設(shè)定時(shí)限和反時(shí)限過(guò)負(fù)荷保護(hù)。定時(shí)限過(guò)負(fù)荷保護(hù)動(dòng)作于信號(hào)或自動(dòng)減負(fù)荷、降低勵(lì)磁電流。反時(shí)限過(guò)負(fù)荷保護(hù)動(dòng)作于解列或程序跳閘、解列滅磁。
3、逆功率保護(hù)
對(duì)于容量在200KW及以上的安徽宣城柴油發(fā)電機(jī)，宜裝設(shè)逆功率保護(hù)。保護(hù)帶時(shí)限動(dòng)作于信號(hào)，經(jīng)長(zhǎng)時(shí)限動(dòng)作于解列。 以上所述的解列滅磁，是指斷開(kāi)發(fā)電機(jī)斷路器，汽輪機(jī)甩負(fù)荷。減出力，是指將原動(dòng)機(jī)出力減到給定值。程序跳閘，對(duì)安徽宣城柴油發(fā)電機(jī)來(lái)說(shuō)，是指首先關(guān)閉主汽門(mén)，待逆功率繼電器動(dòng)作后，再跳開(kāi)發(fā)電機(jī)斷路器并滅磁。對(duì)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(kāi)發(fā)電機(jī)斷路器滅磁。
4、發(fā)電機(jī)失步保護(hù)對(duì)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(dòng)作于信號(hào)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(lì)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(dòng)減負(fù)荷、降低勵(lì)磁電流。反時(shí)限過(guò)負(fù)荷保護(hù)動(dòng)作于解列或程序跳閘、解列滅磁。
5、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、并列的操作過(guò)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(jiǎn)單而有效的措施。因此只要遵循保持發(fā)電機(jī)勵(lì)磁、穩(wěn)定機(jī)組轉(zhuǎn)速、減少機(jī)組出力、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(kāi)關(guān)，非全相運(yùn)行已成為發(fā)電廠(chǎng)電氣運(yùn)行的重點(diǎn)防止對(duì)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(shí)，由于發(fā)電機(jī)組接線(xiàn)方式、主變接地方式、斷相形式、導(dǎo)致原因不同，非全相運(yùn)行時(shí)的故障特征是不同的，所以對(duì)非全相運(yùn)行進(jìn)行合理有效的分類(lèi)是分析研究的前提。非全相運(yùn)行一般采用對(duì)稱(chēng)分量法來(lái)分析計(jì)算。對(duì)稱(chēng)分量法是一種線(xiàn)性變換，利用它可將任意一組不對(duì)稱(chēng)的三相電流(或電壓)分解成正序、負(fù)序和零序三組三相對(duì)稱(chēng)的電流(或電壓)，這三組各自獨(dú)立的對(duì)稱(chēng)電流(或電壓)就稱(chēng)為不對(duì)稱(chēng)電流(或電壓)的對(duì)稱(chēng)分量，每組對(duì)稱(chēng)分量的三相之間都有大小相等、彼此間相位差相等的關(guān)系。電流或電壓的相序、大小關(guān)系是機(jī)組非全相運(yùn)行時(shí)的重要故障信息，這些量的提取與判斷，對(duì)于保護(hù)機(jī)組與系統(tǒng)的運(yùn)行有著非常重要的意義。
安徽宣城柴油發(fā)電機(jī)組靜音箱有哪些設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)
靜音式安徽宣城柴油發(fā)電機(jī)的靜音箱的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，有哪些要求我們可以來(lái)看一下：
1、隔聲和吸聲設(shè)計(jì)
隔聲箱體是為有效降低機(jī)組噪聲對(duì)外界的影響，有效阻斷噪聲傳播途徑而設(shè)計(jì)的封閉空間。當(dāng)機(jī)組放置于箱體內(nèi)部時(shí)，由于隔聲技術(shù)、吸聲等技術(shù)有效地阻止噪聲向外傳播，將噪聲源的噪聲控制在箱體內(nèi)部，從而降低其對(duì)外界的影響。隔聲技術(shù)是用隔聲體使部分聲波的傳播方向改變（反射、折射），使穿透該物體的聲波能量減弱，從而降低隔聲體另一面的噪聲。在進(jìn)行隔聲處理的同時(shí)，大量的聲波被反射回箱體內(nèi)部，與原有聲波形成混響聲，將增加內(nèi)部的噪聲級(jí)和噪聲能量，從而降低壁板的隔聲效果。因此在進(jìn)行隔聲處理的同時(shí)要在壁板內(nèi)側(cè)貼附吸聲材料，對(duì)內(nèi)部噪聲進(jìn)行吸聲處理。在降低噪聲向外輻射的同時(shí)降低箱內(nèi)的噪聲能量，從而有效降低總體
噪聲級(jí)。吸聲是聲波在傳播過(guò)程中，遇到各類(lèi)材料時(shí)，一部分聲能向材料內(nèi)部傳播而產(chǎn)生能量轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)換、或干涉疊加，從而使聲波的能量減弱，其直觀(guān)表現(xiàn)為聲級(jí)的下降，使噪聲值下降。
箱體外殼采用2.0mm鋼板制成，內(nèi)附40mm吸聲材料（阻燃棉），然后用1.0mm穿孔板固定，這幾部分組裝在一起作為隔聲壁板，可有效阻隔噪聲25dB以上。
為方便維修和觀(guān)察數(shù)據(jù)而設(shè)置的門(mén)和觀(guān)察窗成為隔聲壁板的薄弱環(huán)節(jié)，所以對(duì)門(mén)進(jìn)行加厚和密封處理，對(duì)觀(guān)察窗采用雙層玻璃結(jié)構(gòu)，有效地解決了噪聲從門(mén)、窗和空隙中傳出的問(wèn)題。
2、進(jìn)、排氣噪聲處理
由于箱體采取自然進(jìn)風(fēng)、強(qiáng)制排風(fēng)，在進(jìn)、排風(fēng)口產(chǎn)生孔洞，導(dǎo)致漏聲，即形成進(jìn)氣噪聲區(qū)和排氣噪聲區(qū)。為防止噪聲從進(jìn)、排風(fēng)風(fēng)道向外傳播，進(jìn)、排風(fēng)風(fēng)口均須安裝消聲器。根據(jù)排風(fēng)量和燃?xì)饬?，設(shè)計(jì)進(jìn)風(fēng)排氣消聲通道，保證在進(jìn)、排風(fēng)順暢的前提下（風(fēng)速一般取5m/s左右為宜），達(dá)到所有需要的消聲效果。具體設(shè)計(jì)時(shí)，采用多通道折板式阻性消聲器，如圖2所示，其消聲片的厚度取80-100mm，通道寬取120-150，材料用容重80kg/m3。片式消聲器通道的通流截面積設(shè)計(jì)為排風(fēng)口截面積的1.5倍。
折板式阻性消聲器利用聲波在吸聲材料中傳播時(shí)因受摩擦將聲能轉(zhuǎn)化為熱能而散發(fā)掉，并且由于拐角的存在使噪聲不能直接通過(guò)消聲通道，從而有效提高消聲效果，達(dá)到消聲的目的。阻性消聲器其具有良好的中高頻性能。另外在消聲器出口處加裝百葉窗避免雨水進(jìn)入，對(duì)其實(shí)行有效保護(hù)。
3、柴油機(jī)排氣噪聲的處理
由于排氣管是安徽宣城柴油發(fā)電機(jī)組的 噪聲擴(kuò)散源，因此抑制排氣噪聲簡(jiǎn)單且有效的方法就是在排氣管上安裝消聲器。所采用的消聲器應(yīng)盡量減少通道各部件的壓力損失，故要堅(jiān)持以下原則：1）盡量降低排氣通道中各部件的氣流速度；2）盡量減小排氣通道中直角彎頭的次數(shù)，并擴(kuò)大排氣管截面。因此設(shè)計(jì)進(jìn)行消聲處理時(shí)遵循以上原則，在原有消聲器的基礎(chǔ)上再加一抗性消聲器形成兩級(jí)擴(kuò)張式（抗性）消聲器，膨脹系數(shù)m=9。經(jīng)實(shí)際測(cè)量可知，排氣噪聲（排氣管出口1m處）減少了30dB消聲器安裝為180dB，安裝后為70dB以上，達(dá)到了預(yù)期目的。但是，采用消聲器會(huì)使排氣管中氣流阻力增大，降低安徽宣城柴油發(fā)電機(jī)組的有效功率，因此要加以注意。
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