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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、安全性要求越来越高。发电机的安全运行对保证鄂尔多斯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；对于鄂尔多斯柴油发电机，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及以上的鄂尔多斯柴油发电机，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，对鄂尔多斯柴油发电机来说，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安全有着非常重要的意义。
鄂尔多斯柴油发电机组的活塞环作用与使用条件
由于鄂尔多斯柴油发电机组某些活塞裙部膨胀槽的位置和顶部形状不对称或偏置销座等原因，使鄂尔多斯柴油发电机的活塞安装时有一定的方向。为了防止错装，这种活塞顶面上一般都有方向标记。
1、活塞环的分类与功用：按照公用活塞环可分为气环和油环两类
（1）气环也叫压缩环，用来密封活塞与气缸壁的间隙，防止气缸内的气体窜入曲轴箱，以及将活塞头部的热量传给气缸壁为活塞散热。另外还可起到刮油、布油等辅助作用，一般发电机组每个活塞装有2-3道气环。
（2）油环，用来将气缸壁上过量的润滑油刮回油底壳去，防止进入燃烧室，以及为气缸壁均匀布油。另为也起密封作用，一般发电机组有1-2道油环。
近年来随着发电机组转速的提高，活塞环的数目日趋减少，新发电机组多为两道气环一道油环。这样不仅减小了摩擦损失，还降低了活塞的高度，从而降低了发电机组的高度。
2、工作条件
活塞环是在高温、高压、高速和润滑困难的条件下工作的。鄂尔多斯柴油发电机的活塞环的运动情况很复杂，不仅和缸壁间有相对高速的滑动摩擦，还有与环槽侧面的上下撞击，以及由于环的径向张缩而产生的与环槽侧面相对的摩擦。因此，活塞环的磨损是鄂尔多斯柴油发电机组中磨损快的零件之一。另外，高温热负荷不仅使环的耐磨性下降，而且往往是弹性力下降的主要原因。上述恶劣条件对 道气环来说严重，因而其弹力下降和磨损的速度快。
3、材料与表明处理
根据活塞环的功用与工作条件，要求环的材料应具有好的耐热性、导热性、耐磨性、磨合性、任性和足够的弹性等。一般活塞环多用优质灰铸铁、球墨铸铁或合金铸铁制造。
因为活塞环槽侧面的磨损往往是活塞早期磨损的主要原因，其外表面多进行镀铬处理。这样使气缸、活塞特别是活塞环的寿命大大提高。
4、间隙
发电机组工作时，活塞和活塞环都会发生膨胀。因此，活塞在气缸内应有开口间隙，与环槽间应有侧隙和背隙。
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鄂尔多斯柴油发电机组排烟烟色与故障
鄂尔多斯柴油发电机组的烟色指运转时,从排气管排出的废气烟色。正常燃烧时,它应该是一种无色的透明气体。但由于机器的磨损、调整不当、工作环境的影响、喷油量和供油时间不合适等诸多因素的影响,鄂尔多斯柴油发电机组常常会出现排气冒白烟、蓝烟和黑烟的现象。柴油机排气烟色直接反映出了柴油机的故障及燃烧的质量。弄清柴油机冒烟的机理和烟色与故障的关系。可以提高柴油机的经济性、减少故障、降低污染,使鄂尔多斯柴油发电机组处于良好的状态。
一、排气烟色的形成机理
柴油机在运行过程中,排出废气的烟色,可以分为三类:白烟、蓝烟和黑烟。不同的烟色其形成原因不同。
①白烟:
柴油机排白烟是由于柴油机过冷或在寒冷天气、冷机启动及空车惰转时发生。此时,气缸中温度较低,着火不好,燃料未完全燃烧,由这些未完全燃烧或部分氧化的燃料液滴与水蒸气构成的微粒(μ)直径在0.6～1以上的微粒随废气排出时,就形成了白色烟雾。柴油发动机组经过暖机,温度正常后,白烟就会消失。
②蓝烟:
柴油机低负荷运行时,燃烧室温度较低,燃料着火性能不好,燃料或窜入燃烧室的润滑油未(μ)完全燃烧,即呈微粒状态直径在0.4以下排出,从而形成蓝烟。在排出蓝烟的同时由于燃烧的中间()生成物质甲醛也排出,因而有刺激性臭味。蓝、白烟之间并没有严格的成份差异,只是由于微粒直径不同对光线的反射不同,产生不同颜色而已。
③黑烟:
易在高负荷时发生。例如鄂尔多斯柴油发电机组超负荷工作、汽车加速、爬坡时,排气就易冒黑烟。黑烟柴油机在运行中冒黑烟,会使经济性下降,废气温度高,产生积炭,积炭会引起活塞环卡死和气门咬死现象。此外,柴油机冒烟还会妨碍视线,污染环境。因此,不允许柴油机长期在黑烟下工作。出现黑烟后,柴油机负荷不能再提高。因此,它也是限制负荷提高的一个标志。
发电机组的四冲程柴油机的工作原理有哪些
在热力过程中，只有在“工质”膨胀过程才具有做功能力，而我们要求发动机能连续不断地产生机械功，就必须使工质反复进行膨胀。因此，必须设法使工质重新恢复到初始状态，然后，再进行膨胀。因此，柴油机必须经过进气、压缩、膨胀、排气四个热力过程之后，才能恢复到起始状态，使柴油机连续不断地产生机械功，故上述四个热力过程称为一个工作循环。
若柴油机活塞走完四个冲程完成一个工作循环，称该机为四冲程柴油机。如果活塞走完二个冲程完成一个工作循环的柴油机称为二冲程柴油机。目前，鄂尔多斯柴油发电机组配置的柴油机都是四冲程机。
1.进气冲程
进气冲程的目的是吸入新鲜空气，为燃料燃烧作好准备。要实现进气，缸内与缸外要形成压差。因此，此冲程排气门关闭，进气门打开，活塞由上止点向下止点移动，活塞上方的汽缸内的容积逐渐扩大，压力降低，缸内气体压力低于大气压力约68～93kPa。在大气压力的作用下，新鲜空气经进气门被吸入汽缸，活塞到达下止点时，进气门关闭，进气冲程结束。
2.压缩冲程
压缩冲程的目的是提高汽缸内空气的压力和温度，为燃料燃烧创造条件。由于进、排气门都已关闭，汽缸内的空气被压缩，压力和温度亦随之升高，其升高的程度，取决于被压缩的程度，不同的柴油机略有不同。当活塞接近上止点时，缸内空气压力达(3000～5000)kPa，温度达500～700℃，远超过柴油的自燃温度。
3.膨胀(作功)冲程
当活塞上行将终了时，喷油器开始将柴油喷入汽缸，与空气混合成可燃混合气，并立即自燃，此时，汽缸内的压力迅速上升到约6000～9000kPa，温度高达(1800～2200)℃。在高温、高压气体的推力作用下，活塞向下止点运动并带动曲轴旋转而作功。随着气体膨胀活塞下行其压力逐渐降低，直到排气门被打开为止。
4.排气冲程
排气冲程的目的是清除缸内的废气。做功冲程结束后，缸内的燃气已成为废气，其温度下降到(800～900)℃，压力下降到(294～392)kPa。此时，排气门打开，进气门仍关闭，活塞从下止点向上止点移动，在缸内残存压力和活塞推力的作用下，废气被排出缸外。当活塞又到上止点时，排气过程结束。
排气过程结束后，排气门关闭，进气门又打开，重复进行下一个循环，周而复始不断对外作功。
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