[科普中国]-发电机逆功率

发电机逆功率保护又称功率方向保护，当发电机出现逆功率（外部功率指向发电机，也就是发电机变成电动机工况），逆功率保护动作断路器跳闸。需要采集三相电压和二相电流信号。

功率简介发电机逆功率保护又称功率方向保护。一般而言，发电机的功率方向应该为由发电机流向母线，但是当发电机失磁或其他某种原因，发电机有可能变为电动机运行，即从系统中吸取有功功率。这就是逆功率。当逆功率达到一定值时，发电机的保护动作，或动作于发信号或动作于跳闸1。

特征1）定子电流超出正常值，电流表指针将激烈地撞挡1。

2）定子电压表的指针将快速摆动。

3）有功功率表指针在表盘整个刻度盘上摆动1。

4）转子电流表指针在正常值附近快速摆动。

5）发电机发出鸣叫声，且叫声的变化与仪表指针的摆动频率相对应。

6）其他并列运行的发电机的仪表也有相应的摆动1

功率的影响不利影响很多用户都不知道气候环境对柴油发电机组功率有影响，将针对主题给大家作详细的介绍1。

湿度，高度以及温度等环境因素都会对柴油发电机组的运行产生影响，在实际运用时情况会要复杂得多，并且另外一些因素也会影响柴油发电机组的正常工作1。

下列情况会对柴油发电机组产生不利影响：

1.空气中含有其他气体为化学性质的腐蚀气体 ，如二氧化硫、二氧化碳等1；

2.(在海边)有盐水(雾) ，容易使柴油发电机组表层氧化；

3.灰尘或风沙 ；

4.雨水 1；

发电机组适应气候条件我们必须全面考虑各种复杂的气候对柴油发电机组的影响，保证发电机的正常工作。对于一般的柴油发电机组，推荐以下三种选项以适应不同的气候1：

1.防冷凝加热器：用于空气中湿度较大且易发生冷凝的环境中，当发电机不运行时接通加热器，使发电机的机身温度高于环境温度约5°C，运行时切断加热器电源。

2.IP23防护等级：标准IP22为防垂直下滴的雨水进入电机内部，IP23防护等级可以防止与垂直方向成60度的雨水进入电机内部1。

3.高质量的空气过滤器：用于风沙比较大或空气中灰尘较多的地方，以保障过滤效果和延长发动机的使用寿命1。

环境温度要求按照国际通用的技术要求，一般定义发电机的使用环境温度为40℃，所有的设计及功率都按照这一环境温度而言1。

事实上，对发电机而言，环境温度应该为发电机的进风温度。由于发电机是与柴油机一起工作，柴油机发热会使整个空间内温度超过40℃。

实际运行时发电机的环境温度不应该超过40℃，这一点非常重要。若实际使用环境温度超过40℃，那么发电机应该降功率运行1。

对环境温度而言，若其低于40℃，则发电机的功率可以比额定功率大。

当环境温度超过40℃时发电机的功率修正系数如下1：

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环境决定功率 我们很多用户在购买柴油发电机组时，并没有向厂商了解柴油发电机组在什么环境下才能够很好的被运用，并且不同系列的柴油发电机组使用环境也不相同，还有同一柴油发电机组在不同的环境下使用，输出功率也不相同。如果要使得柴油发电机组稳定，必须要了解这些适用的环境1。

135系列、190系列柴油发电机组在下列条件下能输出额定功率，并能在额定功率工况下连续工作12小时(其中包括在过载10%工况下工作1小时)。若使用环境条件与下述规定不符合时，机组输出额定功率按柴油机修正方法进行修正1。

(1)环境大气压力100kPa；

(2)环境温度25℃；

(3)空气相对湿度30%1。

柴油发电机组在下列环境条件下能可靠地工作：

(1)海拔高度不超过1000m；

(2)环境温度5—40℃，不带油、水预热装置的自动化机组要求环境温度为25—40℃；

(3)空气相对湿度不大于90%(平均最低温度为25℃)1。

沙漠地区用柴油发电机组在下列条件下能输出额定功率，并能以额定方式连续工作12小时(其中包括过载10%工况下工作1小时)。

(1)海拔高度1000m；

(2)环境温度55℃；

(3)空气相对湿度30%1。

舰船用柴油发电机组在下列环境下能可靠工作：

(1)环境空气温度50℃；

(2)海水温度-2—32℃；

(3)环境大气压力100kPa1；

(4)相对湿度95%。环境允许存在盐雾、油雾、霉菌，并受冲击和振动作用。

(5)排气背压5kPa(波动峰值10kPa)；

(6)横摇±45°(周期3—4秒)；

(7)横倾±15°1；

(8)纵倾±10°(周期4—10秒)；

(9)纵倾±5°1。

柴油发电机组的最大输出功率不得超过铭牌功率的10%。当柴油发电机组超过12小时连续运行时，其输出功率应为额定功率的90%1。

注意事项：

1、额定功率（即机组容量）是在环境温度20℃，相对湿度60%，大气压力为760毫米汞柱高的条件下，连续进行12小时所允许的输出功率（其中包括超负载10%运行1小时）。超出上述环境条件下工作时，发电机的输出功率须修整1。

2、机组在超过12小时以上连续运行时，按其输出功率90%折算（即持久功率）。若超出上述环境条件，持久功率也按修正后功率的90%算1。

逆功现象1．对频率造成逆功现象的调整：

如果两台机组的频率不等，相差较大时，在仪表上（电流表、功率表）显示出，转速高的机组电流显示正值，功率表指示为正功率，反之，电流指示负值，功率指示负值。这时发电机会调整其中一台机组的转速（频率），视功率表的指示进行调整，把功率表的指示调整为零即可。使两台机组的功率指示均为零，这样两台机的转速（频率）基本上一致。但是，这时电流表仍有指示时，这就是电压差造成的逆功现象了2。

2．对电压差造成逆功现象的调整：

当两台机组的功率表指示均为零时，而电流表仍然有电流指示（即一反一正指示）时，可调整其中一台发电机组的电压调整旋钮，调整时，视电流表与功率因数的指示进行。将电流表的指示消除（即调整为零），电流表无指示后，这时视功率因数表的指示，把功率因数调至滞后0.5以上即可。一般可调整至0.8左右，为最佳状态2。

功率最佳计算P最佳=3/4*P额定（即0.75倍额定功率）2。

功率亏损情况1、气缸组件磨损过大3；

2、喷油器或高压油泵精密偶件工作失效；

3、PT油泵工作失效；

4、正时机构工作不良3；

5、增压器工作失效；

6、中冷器过脏；

7、气门组件密封不良3；

8、柴油格、空气格过脏3。

功率不足原因1、空气滤清器不清洁

空气滤清器不清洁会造成阻力增加，空气流量减少，充气效率下降，致使发动机动力不足。应根据要求清洗柴油空气滤清器芯子或清除纸质滤芯上的灰尘，必要时更换滤芯3。

2、排气管阻塞

排气管阻塞会造成排气不畅通，燃油效率下降。动力下降。应检查是否由于排气管内积炭太多而造成排气导阻力增加。一般排气背压不宜超过3．3kPa，平时应经常清降排气管内的积炭3。

3、供油提前角过大或过小

供油提前角过大或过小会造成油泵喷油时间过早或过晚（喷油时间过早则燃油燃烧不充分，过晚则会冒白烟，燃油也会燃烧不充分），使燃烧过程不是处于最佳状态。此时应检查喷油传动轴接合器螺钉是否松动，如果松动，则应重新按照要求调整供油提前角，并拧紧螺钉3。

4、活塞与缸套拉伤

由于活塞与缸套拉伤严重或磨损过，以及活塞环结胶造成摩擦损失增大，造成发动机自身的机械损失增大，压缩比减小，着火困难或燃烧不充分，下充气增大，漏气严重。此时，应更换缸套、活塞和活塞环3。

5、燃油系统有故障

（1）燃油滤清器或管路内进入空气或阻塞，造成油路不畅通，动力不足，甚至着火困难。应清除进入管路的空气，清洗柴油滤芯，必要时更换3。

（2）喷油偶件损坏造成漏油、咬死或雾化不良，此时容易导致缺缸，发动机动力不足。应及时清洗、研磨或换新。

（3）喷油泵供油不足也会造成动力不足，应及时检查、修理或更换偶件，并重新调整喷油泵供油量3。

6、冷却和润滑系统有故障

柴油机过热，是由于冷却或润滑系统有故障所致，此种情况下会导致水温和油温过高，易出现拉缸或活塞环卡死现象。 当柴油机排气温度增加时，应检查冷却器和散热器，清除水垢3。

7、缸盖组有故障

（1）由于排气漏气引起进气量不足或进气中混有废气，继而导致燃油燃烧不充分，功率下降。应修磨气门与气门座的配合面，以提高其密封性，必要时换新3。

（2）气缸盖与机体的接合面漏气会使缸体内的气进入水道或油道，造成冷却液进入发动机体内，若发现不及时会导致“滑瓦”或冒黑烟，从而使发动机动力不足。由于气缸垫损坏，变速时会有一股气流从缸垫冲出，发动机运转时垫片处会有水泡出现，此时应按规定扭矩拧紧气缸盖螺母或更换气缸盖垫片。

（3）气门间隙不正确会造成漏气，致使发动机动力下降，甚至着火困难。应重新调正气门间隙3。

（4）气门弹簧损坏会造成气门回位困难，气门漏气，燃气压缩比减少，从而造成发动机动力不足。应及时更换已损坏的气门弹簧。

（5）喷油器安装孔漏气或铜垫损坏会造成缺缸，使发动机动力不足。应拆下检修，并更换已损坏的零件。若进水温度太低，会导致散热损失增大，此时应调整进入温度，使之符合规定的数值3。

8、连杆轴瓦与曲轴连杆轴颈表面划伤此种情况的出现会伴有不正常声音及机油压力下降等现象，这是由于机油油道堵死、机油泵损坏、机油滤芯堵死，或机油液压过低甚至没有机油等原因造成的。此时，可拆卸柴油机侧盖，检查连杆大头的侧而间隙，看连杆大头是否能前后移动，如不能移动，则表示已咬毛，应检修或更换连杆轴瓦3。

此时，对于增压柴油机，除以上原因会使功率下降外，如果增压器轴承磨损、压力机及涡轮的进气管路被污物阻塞或漏气，也都可使柴油机的功率下降。当增压器出现上述情况时，应分别检修或更换轴承，清洗进气管路、外壳，揩净叶轮，拧紧接合面螺母和卡箍等3。

注意事项发电机振荡失去同步时应注意以下几条：

1）要通过增加励磁电流来产生恢复同步的条件3；

2）要适当地调整该机的负荷，以帮助恢复同步；

3）当整个电厂与系统失去同步时，该电厂的所有发电机都将发生振荡，除设法增加每台发电机的励磁电流外，在无法恢复同步的情况下，为使发电机免遭持续电流的损害，应按规程规定，在2分钟后将电厂与系统解列3。

本词条内容贡献者为:

王伟 - 副教授 - 上海交通大学