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发电机组的使用与维修
扬州市圣丰发电设备厂-低噪音柴油发电机组 / 2018-09-13

1. 发电机组的安全使用

发电机组的普遍使用,改善了供电条件,给生产、生活带来了极大的便利。但如不能正 确使用,轻则损坏设备,重则造成火灾和人身伤亡事故。因此,使用发电机组时,应特别注意安全。

发电机组是一种发电设备,不可避免地有发生触电的可能。据有关资料,频率为50Hz 的交流电,在正常环境下,人体接触到36V以下的电压或通过20mA以下的电流没有生命 危险,这个电压和电流分别称为安全电压或安全电流。当人体接触的电压高于36V或通过 20mA以上的电流时,便会有生命危险。发电机组的输出电压为230V或400V,远比36V 高,电流也比20mA大得多,因此发电机组运行时不能轻视触电的危险。另外,发电机组 的燃油(特别是汽油) 属易燃易爆品,使用不当容易造成火灾或爆炸事故。所以使用发电机组时,应特别注意以下几点:

(1) 严格遵守操作规程,在检査或检修电器设备时,应先切断电源,不可带电作业。

(2) 操作人员应穿绝缘性能良好的胶鞋,不可赤脚或穿布底鞋,身上不可潮湿,也不准用湿手操作发电机组或摆弄电线。

(3) 发电机组应设有接地装置,保证接地良好,接地电阻应不大于500Ω。

(4) 负载输出线绝缘必须良好,并尽量架空,如实在不能架空,则应有防止被人踩踏的设施。

(5)供电线路及电气设备的安装及修理,应由合格的电工进行。

(6) 发电机组潮湿时,应采取措施使其干燥后,才能起动运行。

(7) 不得用水洗涤发电机及其他电气设备。

(8) 发电机组应远离易燃易爆的物品,且至少要离开其他设备或物品lm以上。

(9) 发电机组运行中,不得往燃油箱加注燃油。停机加注燃油时,燃油不得过满溢出。 在机组旁不得吸烟,不得有出现火星、火焰的操作。

(10) 使用场地应通风良好,环境干燥,并有防雨、防晒措施。地面应平坦,避免出现燃油箱内燃油外溢或机组倾翮情况。不得在洞窑或隧道内操作汽油发电机组。

(11) 未经供电部门同意,不得檀自把发电机组连接至市电网路上,否则将可能造成损坏发电机等事故。

2. 发电机组的单机运行操作

(1) 运行前检査

① 电气检査

a. 用500V兆欧表检査发电机定、转子各绕组对地及相间绝缘电阻,在常温下不得低于 2MΩ,热态下不得低于0.5MΩ,低于该值时应进行发电机绝缘干燥处理,直到绝缘电阻符合要求为止。

b. 按电气安装接线图检査负载接线是否正确无误,接线是否良好。

c. 有刷发电机应打开后盖板,检查电刷与集电环接触是否良好,电刷弹力是否正常, 刷握、刷架有无松动。

d. 各负载开关是否处于断开状态。

② 机械检查

a. 检查发电机总装配是否合格,发电机与内燃机连接螺栓有否松动。

b. 检査有无固体异物或油、水等进人发电机内部。

c.检查发电机周围环境,淸除影响发电机通风的障碍物。

d. 用手转动发电机转子,转动时应无卡滞及异常响声。

e. 检查内燃机旋转方向是否正确(可在内燃机起动时观察)。

(2) 开机和停机

① 开机程序

a. 扳动空气开关,使线路处于开路状态。

b. 起动内燃机,在升速过程检査发电机有否异常现象,发现异常现象应立即停机,査明原因并予以排除。若正常可逐步升速至空载转速,空载转速由内燃机的稳态调速率确定。 —般柴油机的稳态调速率规定为5%,则空载转速应调至1575r/min (相对应的频率为 52.5Hz),若调速率不是5%,则应根据实际调速率,在确保满载为额定转速的前提下确定


空载转速。

C.起励发电,同时注意观察:

•起励建立电压是否正常。注意:内燃机达到某一段转速时,频率表指针一下子摆向满格,其实转速还很低,尚未建压,应继续升速,直至表针从满格返回,自起始的45HZ渐渐上升,才是真正转速。频率达47Hz以上时,发电机应有正常电压,若无电压应停机检查。

•内燃机达空载转速时,发电机机端电压应达额定值。若此时机端电压与额定值偏差较大,则应微调整定电压用的电位器(或变阻器、电抗器气隙)至电压达到额定值(或要求值),此时三相电压应平衡。

•旋动自动电压调节器(AVR)上的调压电位器(或调压变阻器),观察空载电压整定范围是否大于发电机额定电压的95%〜105%„

•三相电压相序应为顺相序。

d.空载电压处于额定值(或规定值)时,合上各负载开关,向负载供电。带额定负载运行时,应调节发电机转速至额定转速,并调节三相负载达到基本平衡。同时观察负载端电压是否接近额定值(或规定值),若超出规定的稳态调压率指标,则应调节电压调节器,调节无效的可与生产厂家联系更换电压调节器。

② 停机程序

a. 卸负载至空载。

b. 拉下各负载开关。

c. 发电机降速至频率为47Hz以下,随着继续降速.端电压随之下降,使励磁电流不升高。若电压不下降,会出现低速大励磁电流,导致转子绕组、励磁机电枢绕组、励磁机定子 绕组过热,甚至烧毁,这时应停机,换上设有低频保护环节的AVR。

d. 发动机停机

3)单机带负载运行操作

① 运行定额

a. 各台发电机负载应限定在铭牌规定值范围内。持续超定额运行,将使发电机因经常过热而缩短使用寿命。

b. 负载功率因数

•三相发电机一般规定为0.8 (滞后),这意味着在阻性和阻抗性负载(如白炽灯、电阻炉、交流电动机)下,发电机可保持正常电压。当负载(如节能灯等)为阻容性时,其负载功率因数为超前性质,这种情况下发电机电压一般偏高,甚至超高,将损坏负载设备。为此,用户应与生产厂家联系,改变发电机电压特性.以适应于容性负载。

•单相发电机大都规定功率因素为1.0,这意味着在阻性负载下,发电机可保持正常电压。当用于感性负载时,发电机电压将大幅度下降。但相复励及可控励磁的单相发电机均可适用于功率因数为0.9 (滞后)的负载。

② 三相负载分配。三相发电机的三相负载应平衡分配,三相电流不平衡度允许值为:最大一相负载电流不超过铭牌规定值,同时任意二相负载电流之差应不大于额定电流的25%。 若三相电流偏差很大,将使三相电压与额定电压偏差很大,不能满足使用要求,因此,运行人员应合理平衡分配三相负载。

③ 起动电动机能力。同一台发电机起动电动机能力,依起动方式不同而不同。一般有下列几种情况:

a. 起动单台电动机能力。已知发电机额定电流IN,按下式可以求得被起动电动机额定电流IS:6~6.5)IS≦2In,从异步电动机手册或铭牌上可査得电动机功率。

b. 同时起动多台电动机能力。已知发电机额定电流IN,按下式可求得被起动电动机总额定电流IS6〜6.5)(IS1,+IS2 + ... +ISn)≦ 2In,从异步电动机手册可查得各台电动机功率。

c. 逐台起动多台电动机能力

•已知被起动的第1台电动机功率为PN1其额定电流为IS1若2IN>(5.5〜6. 5)ISI, 则可起动下一台电动机。

起动第2台电动机。起动第1台电动机后发电机电流余量为IN—IS1,已知第2台电 动机额定电流为IS2,若2(IN —IS1 > 5.5〜6.5)IS2,说明起动第2台电动机后发电机电 流仍有余量。

再逐台对比发电机电流余量的2倍是否还大于被起动的下一台电动机电流的5. 5〜 6.5)倍,直至发电机电流余量用尽。

由此确定被起动电动机台数及各台功率。

3. 发电机组并列(网)运行操作

多台发电机并列运行时,作并列运行的各台发电机,其最大功率与最小功率的比值应不超过3。作并列运行的各台发电机,必须符合以下4个条件:三相相序相同、频率相等、电压相等、电压相位角相同。为使并列运行各台发电机的功率分配差度符合要求,以下2项是 必须的:一是有功功率由内燃机提供,因此各内燃机的调速特性必须相同或相近;二是无功功率由发电机提供,其AVR (自动电压调节器)中的调差环节的调差曲线应具有下垂特性, 且各台特性应相同或相近。

并列运行的基本操作方法(见图1-13):

① 断开隔离开关QS,合上空气开关QF (对于无QS直接用QF的,则应断开QF, 后起动待并机组,调节其转速和电压,通过频率表、电压表、同步指示仪检测,确认上述4 个条件与主机相同时,迅速合闸,交流接触器KM接通,然后合上QS, KM断开,完成并 列投人操作。合上该机负荷开关,投人并列带载运行。

② 功率分配。投人并列运行的机组,通过发动机调速机构,调节其应带的有功功率,通 AVR调压电位器,调节其应带的无功功率。为了将负载按比例转移给新并机组,主机须相应调小其有功和无功功率,之后靠各台调速特性和调差特性,自动调节有功功率和无功功率分配,确保分配差度符合要求。

③ 退出并列运行。由于总负载减小,正在并列运行的某台机组需要退出,其方法是:通 过该机组的内燃机和发电机的AVR,逐渐减小其有功功率和无功功率直至空载,再断开空气开关QF,脱离并列,内燃机减速至停机。

多台发电机组并列运行,可采用手动、自动准同期装置投入,下面分别予以介绍。

1)手动准同期装置并列。手动准同期装置用于检定发电机的并列条件,以实现并列操作。它一般由2只电压表、2只频率表、1只同期表和1个同期开关组成,这些仪表、开关组装在小屏上。也有用1只电压表、1只频率表和1只组合式同期表直接装在控制屏上。图 1-6为手动同期装置接线,其中U、V、W接至待并发电机的三相电压输出端,L1和L2接系统电压输出端,同期开关分Ι(粗同期)、断、Ⅱ(精同期)3挡。当开关拨至断位置时, 同期装置不工作,当开关拨至I位置时,将待并发电机和系统电压送到电压表和频率表(其 V1和Hz1用来测量待并发电机电压和频率,V2和Hz2用来测量系统电压和频率)。此时可根据V2和Hz2的指示调节待并发电机的电压和频率,使之与系统的电压和频率相等。然后将开关 拨至位置,此时,同期装置的电压表、频率表、同期表均投人工作。同期表的作用是监视发电机和系统的相位关系。当发电机与系统同频率、同相位时,同期表的指针停留在表面红线位置:当频率相等、相位不一致时,指针停留在红线左边或右边的某一角度上,这时相当于相位表。如果频率不同,同期表指针向左或向右转动,频率相差越大,指针转动就越快。 指针顺时针转动表明发电机频率大于系统频率,指针反时针转动表明发电机频率小于系统频率。发电机并列操作时,断路器合闸的指令在同期表的指针慢慢地转向红线且稍提前一定角度发出。


由于发电机的并列条件能否满足是靠同期装置来检定的,若同期装置不能正确地检定并 列条件,而进行并列操作,就会使发电机产生过大的冲击电流和对转轴产生过大的扭转力矩,会损坏发电机。因此使用手动准同期装置并列时必须注意:

① 要认真检査同期装置各仪表工作是否正常,两只电压表和两只频率表的准确度应基本 一致,无卡壳现象,以免发生仪表指示误差。

② 同期表是按短时工作设计的,通电时间长了,仪表发热易产生误差,同时会损坏,因 此不宜长时间通电。所以操作时,必须将同期转换开关先转至“粗同期”位置,将电压表、 频率表投人工作,并对待并发电机进行频率和电压调整。当发电机与系统的频率、电压基本 相等时,再将同期转换开关转至“精同期”位置,使同期表投入工作。发电机并列完成后, 应尽快将同期装置退出工作。

③ 当同期装置在“粗同期”位置工作时,要认真调节待并发电机的电压和频率,使其基 本相等,要求两者电压差不超过±5%,频率差不超过±0. 1Hz。

④ 当同期表投人工作时,要注意微调待并发电机的频率,同期表指针顺时针转动时应减 小发电机频率,反时针转动时应增加发电机频率,使同期表指针缓慢转动。断路器合闸指 令,不允许在指针很快地转向红线时发出。为防止同期装置故障造成误并列,不允许同期表 指针没有转动便稳定在红线上时合闸。

(2)灯光法准同期并列。灯光法又分灯光熄灭法和灯光旋转法两种,前者又可分为三相、单相灯光熄灭法。

①三相灯光熄灾法。图1-7是相灯光熄灭法并机接线及矢量图。对于400V系统,每相用两个220V灯泡串联后,跨接在对应相开关两端(对于220V系统.只要用一只220V灯泡即可)。当相序一致时,待并发电机和系统电压矢量间的关系如图1-7所示。图中U1.1、U1.2和U1.3为系统三相电压矢量,UU、UV、Uw为待并发电机三相电压矢量。若系统电压向量是静止的,则发电机电压向量以两者的角速度差绕其旋转。由于三相的角速度差是相等的,加在2只串联灯泡的电压都在0至2倍相电压之间变化,因此,三相灯光呈同明同暗变化。当开关两侧对应相相间电压接近零时,说明发电机已满足同期条件,此时合闸即可将发 电机并入系统。若发电机相序接错,其矢量图如图1-8所示,则三相灯光不是呈同明同暗变化,而是旋转发光,此时不能将发电机并入系统。


② 灯光旋转法。图1-9是灯光旋转法并列接线。当相序一致时,待并发电机和系统电压向量间的关系如图所示。从图中可看出,在任何时间3组灯的亮度不一样,呈旋转变化。当发电机满足同期条件时,加在L1、U间的电压为零,加在L2、W和L3、V间的电压均为 线电压,因此,接在L1、U间的灯泡熄灭,此时可将发电机并人系统。若待并发电机相序 接错,如图1-10所示,则3组灯光不是旋转发光,而是同明同暗,此时不能将发电机并人 系统。

③ 单相灯光熄灭法。单相灯光熄灭法接线如图1-11所示。当灯光熄灭时•即可将发电 机并人系统。但用此法时,必须测量发电机与系统的相序,以确保两者一致。由于灯泡有一 定的起始发光电压,当灯光熄灭时,电压差不一定为零。因此,为了便于操作,常用一只电压表与灯泡串联,当电压表指示为零时,将发电机并人系统。

      (3) 自动准同期装置并列。为了提高并列动作的准确性,减少合闸冲击电流.以有效保 护发电机,可采用自动准同期装S并列。ZZ型自动准同期装置外形见图1-12。

在结构上设计了频差检测、电压差检测、相位检测、同步闭锁、调频、调压和稳压电源 等环节,但不同型号具有不同的环节组合.以满足不同的需要。



使用自动准同期装置并列前应认真阅读产品说明书,弄慷工作原理和操作方法,并切实 注意下列事项:

① 接线要正确,要严格按接线图接线。当本机零线和电网零线接在一起时,则本机N 线和电网O线并接到零线上。当操作开关为电动空气开关,则不需并列交流接触器,而直 接使用电动开关并列。并列交流接触器额定电流可按发电机额定电流的1/4〜1/3选用。调 频、调压环节分别控制机组的调速和调压。

② 第一次并列时,必须检査相序,确保待并列与电网相序一致。

③ 在并列操作前,必须先检査同步闭锁环节和相位环节有无故障。检査时,把自动准同 期装置面板上的“输出”、“检测”开关拨至“检测’’端,把电源开关合上,此时脉振灯应闪 亮。然后把“相位”、“闭锁”开关.分别拨至“相位”、“闭锁”端,若脉振灯灭,合闸灯 亮,合闸继电器动作(或脉振灯亮,合闸灯暗,合闸继电器不动作),则说明该环节正常, 否则要查明原因并排除故障。

④ “相位”、“闭锁”开关拨至“相位”端,合上配电盘上的空气开关,断开隔离开关 (对于直接用电动空气开关并列的,则应合上隔离开关,断开电动空气开关),再把“输出”、 “检测”拨至“输出”端,待本机并列条件符合时,接通合闸机构合闸。

⑤ 确认执行机构动作后(此时三相电流表有指示,脉振灯灭,合闸灯亮),再合上隔离 开关,关掉本装置的电源开关,断开交流接触器,发电机并列完成。

4. 发电机组常见故陣及排除

发电机组常见故障现象、原因及排除方法见表1-4。



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