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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、本地安全性要求越来越高。发电机的安全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、本地发电机失磁、本地失步，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、本地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、本地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、本地定子过电流或过负荷保护
在定子绕组、本地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、本地降低励磁电流。反时限过负荷保护动作于解列或程序跳闸、本地解列灭磁。
3、本地逆功率保护
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、本地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、本地降低励磁电流。反时限过负荷保护动作于解列或程序跳闸、本地解列灭磁。
5、本地非全相运行保护
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、本地并列的操作过程中，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、本地稳定机组转速、本地减少机组出力、本地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。
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发电机的电气原理及机械特性
发电机发展至今，各种类功能层出不穷。是在发电机行业较为有代表性的。下面就说说发电机的电气原理及机械特性。
电机绕组和电气性能：所有的发电机绕组都是2/3节距绕制，能有效地消除电压的三次和3的倍数次谐波，(第3，第9，第15……)，是不间断供电设备等非线性负载的 设计。与电网并联时，2/3节距结构抑制了有时较大的线圈节距会产生的过大的中线电流。一个完全连续的阻尼绕组减少了发电机并联运行时的振荡。这种2/3节距、附近且极和齿都经过了仔细精选的绕组匹配抑制了输出电压的波形畸变。
电机绝缘和浸漆：绝缘等级是“H”级。所有绕制的零部件都是用专门研制的材料并采用特殊的工艺浸漆的，为发电机在恶劣环境中运行提供保障。专门开发的树脂基材料为线圈和各旋转部件提供了高加工强度和高机械强度。
干扰：THF（如BS EN60034—1所定义）小于2%。TIF（如NEMA Mgl - 22）所定义）小于50。
过载能力：陆用发电机可以每12小时过载110%运行1小时。
无线电干扰：无刷装置和高质量的AVR确保无线电传送时干扰很小，满足BSEN61000-6标准要求。如果需要的话，可另外提供抗无线电干扰抑制器( RFI)。接线端子和接线盒：标准的发电机是三相，并可对引至接线端子的12个接线头重接，接线端子安装在发电机非驱动端的出线板上。茌钢板制成的出线盒内有AVR，并具有足够空间让用户布线。为易于操作，面板为拆卸式面板。
机械特性
轴和键：所有发电机转子都经动平衡校验，校验振动比BS6861第1部分第2 5级中规定的小值还要低。双支点发电机带半键校动平衡。
空气过滤器：作为任选件，可在发电机上装备空气过滤器，但额定值下降5%。 我们建议所有安装空气过滤器的电机加装定子绕组高温报警装置。
防护等级：所有发电机都满足IP23标准防护等级作为可选项可以向客户提供IP44空冷防护的发电机，但建议所有IP44发电机加装定子绕组高温报警装置。
过滤接套和联轴器：发电机都具有单支点和双支点两种结构。接套和盘片联轴器符合SAE标准，可以和所有带SAE标准接口的柴油机配套。
海拔和环境温度：所有陆用发电机的额定功率均指海拔不超过1000米，环境温度小于40℃时的功率。若海拔超过1000米，每升高500米，功率下降3%; 海拔超过4000米时，请咨询工厂。环境温度超过40℃时，每上升5℃，电机功率下降3%;当环境温度超过60℃时，请和工厂联系并咨询
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