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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。

柴油机故障如何分类？ 柴油机故障可从以下不同方面进行分类： （1）按故障的性质分类 柴油机故障按其性质，可分为本质故障、误用故障和从属故障三类。 1）本质故障。在规定使用条件下，由于柴油机及其零部件本身固有的因素或缺陷而引起的故障称为本质故障，如柴油机连杆断裂等。 2）误用故障。不按规定条件使用或由于外界因素而引起的故障称为误用故障，如因机油油量不足引起烧瓦等。 3）从属故障。某一故障所引起的派生故障称为从属故障，也成为相关故障，如连杆螺钉断裂引起的机体裂纹等。 （2）按故障的严重程度 柴油机故障按其严重程度和造成的危害，可分为致命故障、严重故障、一般故障和轻度故障四类。 1）致命故障。凡造成重要零件报废、导致人身伤亡或造成重大经济损失的故障称为致命故障，也称为危险性故障，如连杆螺栓断裂、机体破裂等。这类故障属一类故障。 2）严重故障。凡柴油机主要性能指标超过限值，主要零件损坏需解体才能排除的故障称为严重故障，如柴油机油耗过高、活塞环断裂等。这类故障数二类故障。 3）一般故障。凡柴油机需停机检修，需要更换非主要部件，用随机工具即可排除的故障称为一般故障，如三漏（漏气、漏油、漏水）、盖板损坏等。这类故障属三类故障。 4）轻度故障。凡一般不导致柴油机停机，不需要更换零件，用随机工具在短时间内即可排除的故障称为轻度故障。如柴油机密封部位渗漏、盖板螺钉松动等。这类故障属四类故障。 （3）按故障出现时间的快慢分类 柴油机故障按其出现时间的快慢，可分为突发性故障和渐发性故障两类。 1）突发性故障。这种故障在短时间内突然发生，不能靠早期诊断来预测，如连杆螺栓断、气门弹簧断裂等。 2）渐发性故障。这种故障的发生有一个渐变的过程，可以通过早期诊断进行预测，如缸套磨损、气门漏气等。 （4）按故障发生的部位分类 柴油机故障按其发生部位，可分为整体性故障和零部件故障两类。 1）整体性故障。也称为综合性故障，影响整机性能，如起动困难、功率不足、飞车、转速不稳、压力异常、温度异常、声音异常、振动异常、突然停车等，其原因是综合性的。 2）零部件故障。是指某一零件所发生的故障，如齿轮断裂、水泵泵量过小等。 （5）按故障的原因和现象分类 柴油机故障按其原因和现象，可分为磨损性故障、错用性故障和薄弱性故障三类。 1）磨损性故障。由于摩擦副磨损过大而造成的故障称为磨损性故障。这种故障是正常使用条件下，正常磨损过程中可以预料的故障，如活塞环过度磨损，造成严重漏气、功率不足等。这类故障一般不会造成严重后果。 2）错用性故障。在实际使用条件下，产生的载荷超过了原设计能力所造成的故障称为错用性故障，如超负荷使用致使柴油机冒黑烟、轴系断裂等。 3）薄弱性故障。在实际使用条件下，产生的载荷未超过设计能力，只是设计失误造成薄弱环节，导致零部件丧失工作能力的故障称为薄弱性故障。这类故障多发生在新开发机型上。一般表现为零件破损、轴系及支架断裂等。 （6）按故障后果的性质分类，以可靠性为中心的维修指导思想认为，故障后果比故障频率更为重要，故障后果可以影响重要机件发挥正常的功能，可以造成更换故障件的费用支出，可以损坏整个系统设备，甚至造成人员伤亡。因此，故障后果决定了维修工作的先后次序和及时提出修改机件设计的建议。故障后果按性质可分为四类： 1）性故障后果。这类故障能造成机毁人亡，需采用维修方式，使故障风险率减少到可以接受的水平；否则，有关机件项目就要重新设计。 2）使用性故障后果。这类故障能干扰使用计划，会因该机件工作能力的下降，造成其他间接的经济损失（例如使用中经济性下降等）。在费用效果分析的基础上，可采取维修的方式来解决这些问题。 3）非使用性故障后果。这类故障的后果对使用没有直接的不利影响。例如采用冗余度设计的装置，其中一个装置出现故障后，只需在方便时更换或修理。因此，非使用性后果可采用事后维修方式。 4）隐蔽性故障后果。这类故障后果一般不会产生直接的不利影响。但是，当具有隐蔽性故障后果的计件与另一个或几个计件的故障相关时，如果 个机件的功能故障由于隐蔽原因未被发现，以致第二个机件又发生故障，从而造成多重故障，则将导致危险性故障，必须采取维护的方式减少这种风险的因素。