柴油發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)漂移原因分析及處理

王志敏

(江蘇道康發(fā)電機(jī)組有限公司，江蘇 泰州 225300)

1柴油發(fā)電機(jī)基本結(jié)構(gòu)及工作原理

柴油發(fā)電機(jī)是一種機(jī)電一體化設(shè)備，由柴油發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)和控制器3大部件組成，又叫發(fā)電機(jī)組。柴油發(fā)動(dòng)機(jī)將柴油燃燒產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，從而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)電磁感應(yīng)轉(zhuǎn)換為電能輸出。柴油發(fā)動(dòng)機(jī)主要由機(jī)體組件加曲柄連桿機(jī)構(gòu)、配氣系統(tǒng)與進(jìn)排氣系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、啟動(dòng)與電氣系統(tǒng)、柴油機(jī)增壓系統(tǒng)等組成。發(fā)電機(jī)主要由定子、轉(zhuǎn)子、鐵芯、線包繞組、端蓋、軸承、機(jī)座和輸出保護(hù)開(kāi)關(guān)等部件組成。由軸承及端蓋將發(fā)電機(jī)的定子、轉(zhuǎn)子連接起來(lái)，轉(zhuǎn)子在定子中旋轉(zhuǎn)，做切割磁力線運(yùn)動(dòng)，從而產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，通過(guò)接線引出接在回路中，便產(chǎn)生了電流。控制器對(duì)發(fā)電機(jī)輸出的電能進(jìn)行監(jiān)測(cè)、控制、分配，通過(guò)參數(shù)設(shè)置完成對(duì)機(jī)組啟動(dòng)、控制調(diào)節(jié)、自動(dòng)保護(hù)，從而保證柴油機(jī)、發(fā)電機(jī)各部分正常運(yùn)行。

2柴油發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)漂移原因分析及處理

2.1原理介紹

在380V三相四線供電系統(tǒng)中，ABC三相對(duì)于中心點(diǎn)O，電壓均為220 V，在空間的排列上相差120度，A相和B相，A相和C相，B相和C相之間電壓均為380V。如果負(fù)載平衡，各相對(duì)負(fù)荷的中性點(diǎn)電壓是固定的相電壓，即所謂對(duì)稱三相系統(tǒng)，如只包括電動(dòng)機(jī)的系統(tǒng)，此時(shí)零線中無(wú)電流，也不需要接入零線。但是，如果負(fù)載不平衡，即所謂不對(duì)稱三相系統(tǒng)，那么各相對(duì)零線電壓也就不固定，而要隨著負(fù)荷不同重新進(jìn)行分配，為了保證電壓恒定，必須接入零線。當(dāng)由于某種原因造成中性線斷開(kāi)或電阻很大，中性點(diǎn)就產(chǎn)生電壓，稱之為中性點(diǎn)漂移。中性點(diǎn)漂移的程度與負(fù)荷不對(duì)稱度有關(guān)，因此必須保證中性線完好并有效接地。

2.2系統(tǒng)簡(jiǎn)介

380V保安系統(tǒng)包括保安PC段、鍋爐保安MCC段、汽機(jī)保安MCC段。正常運(yùn)行時(shí)，保安PC段由鍋爐PC段供電，柴油發(fā)電機(jī)作為備用電源。當(dāng)保安PC段工作電源(鍋爐PC段)失電時(shí)，自動(dòng)切至柴油發(fā)電機(jī)供電，向保安段負(fù)荷供電。

2.3事件經(jīng)過(guò)

發(fā)電部運(yùn)行人員對(duì)#2機(jī)保安PC22段進(jìn)行了ASCO開(kāi)關(guān)切換試驗(yàn)，在將#2機(jī)保安PC22段電源由#2機(jī)鍋爐PC22段切至#2機(jī)柴油發(fā)電機(jī)時(shí)，保安PC22段小電流接線選線裝置報(bào)接地故障。設(shè)備部電氣檢修人員就地對(duì)#2機(jī)保安PC22段母線電壓進(jìn)行了測(cè)量，發(fā)現(xiàn)保安PC22段母線A、B相對(duì)地電壓均為240 V，C相對(duì)地電壓為196 V，母線相電壓均為400 V，母線電壓異常(正常運(yùn)行時(shí)，三相母線對(duì)地電壓應(yīng)為240 V左右)。電氣專業(yè)人員立即辦理工作票進(jìn)行檢查。首先，電氣檢修人員懷疑母線絕緣故障導(dǎo)致單相電壓降低，隨即對(duì)#2機(jī)保安PC22段及#2機(jī)鍋爐保安MCC21段母線、負(fù)荷開(kāi)關(guān)絕緣情況進(jìn)行了檢查，確認(rèn)保安PC22段、鍋爐保安MCC21段各處絕緣良好，無(wú)非金屬性接地故障。隨后，電氣檢修人員對(duì)ASCO開(kāi)關(guān)進(jìn)行解體檢查，未發(fā)現(xiàn)ASCO開(kāi)關(guān)有接地或其他故障。為了進(jìn)一步的找出故障點(diǎn)，運(yùn)行人員將保安PC22段電源重新回切至鍋爐PC22段供電，此時(shí)測(cè)量保安PC22段母線三相對(duì)地電壓均為240 V，無(wú)接地報(bào)警。初步判斷#2機(jī)柴油發(fā)電機(jī)出口中性點(diǎn)電壓發(fā)生偏移，對(duì)發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)接地電阻檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)，接地電阻阻值良好，但與接地系統(tǒng)之間無(wú)有效接地。由此可以確認(rèn)，由于#2機(jī)柴油發(fā)電機(jī)出口中性點(diǎn)接地電阻沒(méi)有有效接地，中性點(diǎn)發(fā)生偏移，導(dǎo)致輸出的三相電壓偏差較大，保安PC22段小電流接線選線裝置報(bào)接地故障。

2.4原因分析

在#2機(jī)檢修期間，電氣專業(yè)人員對(duì)#2機(jī)柴油發(fā)電機(jī)進(jìn)行了檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)，#2機(jī)柴油發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)接地電阻有輕微破損現(xiàn)象，檢修人員隨即對(duì)接地電阻進(jìn)行了更換。更換后的接地電阻與柜內(nèi)的接地扁鐵連接，由于接地扁鐵長(zhǎng)期埋于地下，發(fā)生銹蝕，其接地電阻也逐漸增大，無(wú)法使中性點(diǎn)與接地系統(tǒng)有效導(dǎo)通，最終導(dǎo)致#2機(jī)柴油發(fā)電機(jī)出口中性點(diǎn)發(fā)生偏移，三相電壓不平衡。

2.5故障處理

(1)重新選取#2機(jī)柴油發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)接地電阻接地點(diǎn)，并測(cè)量接地點(diǎn)導(dǎo)通情況，確認(rèn)接地導(dǎo)通測(cè)試合格后，將接地電阻進(jìn)行接地連接。

(2)重啟柴油發(fā)電后對(duì)出口三相電壓進(jìn)行測(cè)量，確認(rèn)三相電壓無(wú)偏差。

2.6預(yù)防措施

(1)定期對(duì)全廠電氣設(shè)備接地點(diǎn)進(jìn)行導(dǎo)通測(cè)試，確保接地點(diǎn)接地可靠。

(2)檢修時(shí)對(duì)柴油發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)接地電阻阻值進(jìn)行測(cè)量，防止在檢修過(guò)程中損壞接地電阻，導(dǎo)致接地電阻阻值偏大。

(3)在定期啟動(dòng)柴油發(fā)電機(jī)時(shí)，監(jiān)視柴油發(fā)電機(jī)出口電壓有無(wú)三相不平衡現(xiàn)象。

(4)每臺(tái)發(fā)電機(jī)的中性點(diǎn)連接到一個(gè)中性點(diǎn)母線，中性點(diǎn)母線經(jīng)唯一電阻接地。

(5)僅1臺(tái)發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地，其余發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)不接地。

以上方案均應(yīng)在每個(gè)發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)設(shè)置電動(dòng)操作的隔離開(kāi)關(guān)、斷路器、真空接觸器等切換隔離裝置，防止中性點(diǎn)漂移，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)柴油發(fā)電機(jī)組的靈活控制，提高運(yùn)行的安全性和檢修的便利性。

3結(jié)語(yǔ)

通過(guò)分析柴油發(fā)電機(jī)發(fā)生中心點(diǎn)漂移的故障處理過(guò)程，為同類型供電系統(tǒng)中心點(diǎn)漂移故障處理提供了有效的參考。