发电机组的使用与维修

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h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500。

(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 2MH.热态下不得低于0.5Mn,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苻否异常现象，发现异常现象应立即停机，査 明原因并予以排除。若iK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〗575r/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口了 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-: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：（6〜6.5）（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）Is1, 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）Is1,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）,然 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 过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，之后辟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S投人，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m输出端，同期开关分I （粗同期）、断、n （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 中©和®用来测量待并发电机电压和频率，©和®用来测量系统电压和频率〉。此时可根据 ⑫和®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n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K 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

灯泡即坷)。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UL1、UL2和UL3为系统三相电压矢量，UU、UV、Uw为待并发电机三相电压矢童。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 电机并人系统。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人系统。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（）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 将“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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