發(fā)電機應裝設哪些保護裝置
摘要：柴油發(fā)電機組在運行中可能會出現各種不正常運行狀態(tài)和故障，不正常運行狀態(tài)主要有過載、欠壓、過壓、欠頻、過頻以及中性點絕緣系統(tǒng)發(fā)生的單相接地等。這些不正常狀態(tài)發(fā)展到一定程度就演變成故障，最常見且最嚴重的故障就是各種形式的短路，有三相短路、兩相短路、兩相接地短路、三相四線制系統(tǒng)單相接地短路。另外，還可能發(fā)生發(fā)電機繞組匝間短路和線路的斷線等故障。
柴油發(fā)電機保護系統(tǒng)信號采集框圖
根據電力系統(tǒng)規(guī)定，對同步發(fā)電機其不正常運行情況和可能出現的故障，主要設置的安全保護和要求如下：
1、發(fā)電機的過載和短路保護
發(fā)電機的保護應采用能同時分斷所有絕緣極的斷路器作發(fā)電機的過載和短路保護，其過載保護應與發(fā)電機的熱容量相適應。并應滿足下列要求:
（1）過載10%~50%之間，經少于2mn的延時斷路器應分斷，建議整定在發(fā)電機額定電流的125%~135%，延時15~30s斷路器分斷。
（2）過載（電流）大于50%，但小于發(fā)電機的穩(wěn)態(tài)短路電流，經與系統(tǒng)選擇性保護所要求的短暫延時后斷路器應分斷。斷路器的短延時脫扣器建議按下列規(guī)定進行整定：始動值為發(fā)電機額定電流的200%~250%，延時時間：直流最長為0.2s，交流最長為0.6s。
（3）在可能有3臺及以上發(fā)電機并聯連接的情況下，還應設有瞬時脫扣器，并應整定在稍大于其所保護發(fā)電機的最大短路電流下斷路器瞬時分斷。
（4）單機容量小于50kW（或kVA）且不并聯運行的發(fā)電機，可以設一多極聯動開關，并在每一絕緣極上設一熔斷器作保護。
（5）容量為1500kVA或以上的發(fā)電機應配備一合適的保護裝置或系統(tǒng)，以能在發(fā)電機內部或發(fā)電機至其斷路器之間的供電電纜發(fā)生短路的情況下，使發(fā)電機滅磁并使其斷路器分斷。
柴油發(fā)電機組的過載保護主要是由自動分級卸載裝置和自動空氣斷路器中的過電流脫扣器實現的，柴油發(fā)電機組的外部短路保護主要是由自動空氣斷路器中的過電流脫扣器實現。
2、發(fā)電機的欠電壓保護
并聯運行的發(fā)電機應設有欠電壓保護并能滿足下列要求：
（1）當電機不發(fā)電情況下閉合斷路器時應瞬時動作。
（2）當電壓降低至額定電壓的70%~5%時，應經系統(tǒng)選擇性保護要求的延時后動作。柴油發(fā)電機組的欠電壓保護主要是由自動空氣斷路器中的失壓脫扣器實現。
3、發(fā)電機的逆功率保護
并聯運行的交流發(fā)電機應設有延時3~10s動作的逆功率保護，并聯運行的發(fā)電機的逆功率（或逆電流）值按原動機的類型不同可整定為:
① 原動機為柴油機：發(fā)電機額定功率（電流）的8%~15%;
② 原動機為渦輪機：發(fā)電機額定功率（電流）的2%~6%。
當供電電壓下降至額定電壓的50%時，逆功率或逆電流保護不應失效，但其動作值可以有所改變。柴油發(fā)電機組的逆功率保護由逆功率繼電器實現。
4、自動卸載
應設有適當的卸載裝置或其他等效措施，自動將非重要負載及保障居住條件的設備予以卸載，必要時，次重要設備也可予以卸載，以確保被連接的發(fā)電機不發(fā)生持續(xù)過載。根據發(fā)電機的過載能力，此種卸載可分一級或多級進行。在這種情況下，應先行卸掉非重要負載。
總結：
柴油發(fā)電機組的任何故障，均可能帶來不良的后果，特別是短路故障造成的后果是嚴重的。三相短路時，發(fā)電機的短路電流可達額定電流的10倍以上， 此電流產生的熱量和機械力可以比正常值大100倍以上，對發(fā)電機產生巨大的破壞作用。若不及時切除，將有可能導致并聯運行的發(fā)電機解列，使整個電力系統(tǒng)失電，甚至會發(fā)生火災，危及廠房和人命安全。因此，在柴油發(fā)電機組的設計和運行中，都要采取切實有效的措施，盡量避免不正常運行狀態(tài)和短路故障的發(fā)生。最有效的辦法之一，就是在柴油發(fā)電機組中裝設保護裝置，以自動迅速地切除故障。
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