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维曼机电设备有限公司


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德阳柴油发电机组自动化系统的优势 1、市电自动检测功能：在自动状态，通过外开关信号，对市电状态自动长期检测、判别。一旦市电有故障、失电时，机组随即进入自动启动状态； 2、德阳柴油发电机组自动控制功能：当机组在自动状态下，市电故障失电经系统3S确认，自动启动机组并合闸投网、供电。 3、 自启动投网供电时间≤12S.当市电恢复正常后，经系统3S确认，机组自动跳闸退网，延时3分钟，自动卸载停机，并进入下一个自动启动的准备状态。 4、自动保护功能：具有过载、短路、高水温、低油压、欠电压、油高温、超速保护、自动跳闸、停机功能； 5、市电、机组自动切换系统功能：该系统具有市电、机组两路电源自动切换供电的功能，主要实现市电与发电机组电源的自动切换。市电正常状态下，系统具有市电优先供电的功能，当市电失电时，系统能自动倒换之机组侧，由机组向负载自动供电；当市电恢复正常时，系统能自动倒换至市电侧，由市电向负载自动供电，具有市电优先供电功能。

柴油发电机组的基本原理和结构 柴油机驱动发电机运转，将柴油的能量转化为电能，根据其用途的不同，可分为陆用柴油发电机组及船用柴油发电机组；如果按品牌的不同，可分为国产柴油发电机组和进口柴油发电机组； 按转速不同，可分为低速发电机组和高速发电机组。 基本原理 柴油机驱动发电机运转，将柴油的能量转化为电能。在柴油机汽缸内，经过空气弗列加滤清器过滤后的洁净空气与喷油嘴喷射出的高压雾化柴油充分混合，在活塞上行的挤压下，体积缩小，温度迅速升高，达到柴油的燃点。柴油被点燃，混合气体剧烈燃烧，体积迅速膨胀，推动活塞下行， 称为‘作功’。各汽缸按一定顺序依次作功，作用在活塞上的推力经过连杆变成了推动曲轴转动的力量，从而带动曲轴旋转。将无刷同步交流发电机与柴油机曲轴同轴安装，就可以利用柴油机的旋转带动发电机的转子，利用‘电磁感应’原理，发电机就会输出感应电动势，经闭合的负载回路就能产生电流。这里只描述发电机组基本的工作原理。要想得到可使用的、稳定的电力输出，还需要一系列的柴油机和发电机控制、保护器件和回路。


结构分析 一台普通型柴油发电机组主要由柴油机、发电机以及控制系统三部分组成，柴油机和发电机有两种连接方式，一为柔性连接，即用连轴器把两部分对接起来，二为刚性连接，用高强度螺栓 将发电机钢性连接片和柴油机飞 连接而成，目前市场上的柴油发电机组使用刚性连接的比较 多一些，柴油机和发电机连接好之后安装在公共底架上，然后配上各种起保护作用的传感器，如 水温传感器，通过这些传感器，直观地把柴油机的运行状态显示给操作员，而且有了这些传感器， 就可以设定一个上限，当达到或超过这个限定值的时候控制系统会预先报警，这个时候如果操作 员没有采取措施，控制系统会自动将机组停掉，柴油发电机组就是采取这种方式起自我保护作用 的。传感器起接收和反馈各种信息的作用，真正显示这些数据和执行保护功能的是柴油发电机组 的控制系统，控制屏一般安装在发电机上，称为背包式控制屏，也有部分是独立一个屏放置在操 作室内，称为分体式控制屏，控制屏通过电缆和发电机以及传感器连接，分别显示电参数和柴油 机运行参数。此外 发电机组还有底盘、联轴器、散热器、燃油箱 有的还装设有消声器和外罩。



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德阳柴油发电机讲解控制屏及进相运行的原理 控制屏面板上装有电压表、频率表、电流表、功率表、三相电流转换开关、三相电压转换开关、电压整定旋钮和各种指示灯等。 　　对于机油压力表、机油温度表、蓄电池充电电流表、水温表、起动按钮和起动电锁等部件，有的根据设计要求直接安装在控制屏面板上，有的安装在发电机或柴油机的仪表盘上。 　　1、用途 　　发电机控制屏是将发电机输出的电能分配给用户负载或用电设备，同时还用以指示发电机的运转情况和在负载变化的情况下保持发电机的电压稳定。 　　2、安装部件 　　控制屏内部安装的部件主要与发电机采用的励磁方式和柴油机的自动控制有关。 　　简单的控制屏内部一般都安装有电压调节器、硅整流二极管、变阻器、自动空气开关和电流互感器等部件；较复杂的控制屏内部还要安装过载及短路保护装置、电子调速器、可控硅、继电器以及各种保险装置和小型变压器等电气设 　　但是在高电压及超高压输电线路中，由于线路的电容效应大于负荷的感性效应，所以要求发电机发出容性无功功率来满足要求。此时发电机将降低励磁电压和电流，发电机功率因数超前运行，也叫进相运行。 　　发电机进相运行时，出口电压较低，厂用电电压也低。不是所有发电机都可以做到的，需要在订货时特殊要求。

从4个方面来分析并比较发电机的风冷和水冷系统 德阳柴油发电机过冷或者过热（即发电机冷却能力过强或者过弱）都会对其动力性，经济性，工作可靠性带来不利的影响。因此设计良好的冷却系统，能够保证发电机始终处于适宜的温度下工作，以获得较高的发电机经济性能，动力性能，工作可靠性指标等。冷却系统的功用就是使发电机在各种工况下都保持在适当的温度范围内，冷却系统既要防止发电机过热，又要防止冬季发电机过冷，在冷态下的发电机启动之后，冷却系统还要保证发电机迅速升温，尽快达到正常的工作温度。 冷却系统，顾名思义，其主要作用就是对德阳柴油发电机进行冷却，保证德阳柴油发电机在一定的温度范围内可靠的工作，根据冷却介质的不同，分为风冷系统和水冷系统两种。下面康明斯发电机公司结合风冷系统和水冷系统的系统构造、振动噪声、冷却效果、低温性能、使用寿命，进行分析比较。 1.系统构造：水冷德阳柴油发电机的气缸套分为干式气缸套（不直接与水接触）和湿式气缸套（直接与水接触），活塞在缸套内往复运动时，将热量传给缸套，缸套又将热量传递给冷却液来实施冷却，需要有水泵、水管、节温器等专用零部件，构造复杂；风冷德阳柴油发电机则省去许多部件和环节，结构相对简单，但风冷系统对材料的耐热，耐磨，膨胀系数要求更高，制造起来技术工艺要求也比水冷要高。 2.振动噪声：水冷系统由于在缸套外侧配备水套，噪音经过水后变小，从而大大降低了发电机内部噪音，相对来说水冷德阳柴油发电机的噪声更小、震动较小，拥有更高的压缩比，爆发力更强，功率更高，风冷系统需要风扇高速运转来进行抽风与排风，风燥比较大，震动较为明显。 3.冷却效果：水冷系统的缸体和缸盖刚度好，冷却强度高，发电机内部和外部冷却均匀，冷却水路设计自由度大，工作可靠，循环性好，降温迅速，不容易过热，不受环境影响；风冷系统的冷却介质为空气，空气的比热容大约为水的比热容的1/4左右，空气的传热系数大概为水的传热系数的1/20—1/30左右，空气的降温效果不如水明显，尤其在夏季使用中，水冷系统的优势更为明显。 4.低温性能：风冷系统启动方便、运行经济，启动后气缸的温度上升较快，在短时间内即可进入大负荷工作状态，没有冻裂和过热沸腾的危险，其低温性能优良；水冷系统启动后，温升比较缓慢，而且冷却液更换不及时容易冻坏发电机，需要定期检查冷却液的质量，低温环境下风冷系统的优势更大。使用寿命风冷系统中于气缸壁温度高，升温速度快，酸性腐蚀和磨损在很大程度上降低了，德阳柴油发电机在露点以下的工作时间也大大缩短了，因而风冷系统机件腐蚀、锈蚀程度小，而且缸体、缸盖、散热器、冷却部件上也不会像水冷系统一样存有水垢；水冷系统时间久了，冷却管道容易受到腐蚀和损坏，相关部件容易老化、开裂，水箱容易产生水垢反而影响冷却效果，风冷系统使用寿命更长。

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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、性要求越来越高。发电机的运行对保证德阳柴油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；对于德阳柴油发电机，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及以上的德阳柴油发电机，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，对德阳柴油发电机来说，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有着非常重要的意义。

发电机的润滑系统 润滑系的基本任务就是将机油不断地供给零件的摩擦表面，减小零件的摩擦和磨损。流动的机油可以摩擦表面上的磨等杂质，并冷却摩擦表面。气缸壁和活塞环上的油膜还能提高气缸的密封性。此外，机油还可以防止零件生锈。 所有康明斯柴油机均采用综合润滑系统，对工作负荷大。运动速度高、工作条件很差的摩擦表面，如主轴承、连杆轴承、凸轮轴承、摇臂轴承等均需要一定压力将机油输送到摩擦表面间隙中，方能形成油膜保证润滑，这就是压力润滑。其他如活塞与气缸壁、配气机构的凸轮等则利用运动零件激溅起来的油滴或油雾来进行润滑，这种润滑方式为飞溅润滑。其他辅助机构零件，如风扇、水泵轴和柴油机轴等则采用定期加注润滑剂的方式来进行润滑。 一、润滑系的组成及作用 1）机油泵、输油管。吸油管和机油盘。它们的作用是将机油吸取加压后送往各润滑部位进行润滑。康明斯柴油机的大部分润滑油道。油管设计在气缸体、气缸盖的内部。这种内部油道不易损坏和泄漏，可靠性好。 2）机油滤清装置，包括机油粗滤器（全流滤油器）、机油细滤器（旁流滤油器）。用来循环机油中所含的各种杂质，保证润滑系统正常工作。 3）机油冷却装置即具有冷却器，用来冷却机油，防止因机油温度过高和机油粘度降低而失去润滑作用，使柴油机不能正常工作。 4）油压表、油尺等，用来检查润滑系的工作状况。

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