柴油發(fā)電機中性點漂移原因分析及處理

王志敏

(江蘇道康發(fā)電機組有限公司，江蘇 泰州 225300)

1柴油發(fā)電機基本結構及工作原理

柴油發(fā)電機是一種機電一體化設備，由柴油發(fā)動機、發(fā)電機和控制器3大部件組成，又叫發(fā)電機組。柴油發(fā)動機將柴油燃燒產(chǎn)生的熱能轉換為機械能，從而帶動發(fā)電機轉子轉動，通過電磁感應轉換為電能輸出。柴油發(fā)動機主要由機體組件加曲柄連桿機構、配氣系統(tǒng)與進排氣系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、啟動與電氣系統(tǒng)、柴油機增壓系統(tǒng)等組成。發(fā)電機主要由定子、轉子、鐵芯、線包繞組、端蓋、軸承、機座和輸出保護開關等部件組成。由軸承及端蓋將發(fā)電機的定子、轉子連接起來，轉子在定子中旋轉，做切割磁力線運動，從而產(chǎn)生感應電勢，通過接線引出接在回路中，便產(chǎn)生了電流。控制器對發(fā)電機輸出的電能進行監(jiān)測、控制、分配，通過參數(shù)設置完成對機組啟動、控制調節(jié)、自動保護，從而保證柴油機、發(fā)電機各部分正常運行。

2柴油發(fā)電機中性點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三相對于中心點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。如果負載平衡，各相對負荷的中性點電壓是固定的相電壓，即所謂對稱三相系統(tǒng)，如只包括電動機的系統(tǒng)，此時零線中無電流，也不需要接入零線。但是，如果負載不平衡，即所謂不對稱三相系統(tǒng)，那么各相對零線電壓也就不固定，而要隨著負荷不同重新進行分配，為了保證電壓恒定，必須接入零線。當由于某種原因造成中性線斷開或電阻很大，中性點就產(chǎn)生電壓，稱之為中性點漂移。中性點漂移的程度與負荷不對稱度有關，因此必須保證中性線完好并有效接地。

2.2系統(tǒng)簡介

380V保安系統(tǒng)包括保安PC段、鍋爐保安MCC段、汽機保安MCC段。正常運行時，保安PC段由鍋爐PC段供電，柴油發(fā)電機作為備用電源。當保安PC段工作電源(鍋爐PC段)失電時，自動切至柴油發(fā)電機供電，向保安段負荷供電。

2.3事件經(jīng)過

發(fā)電部運行人員對#2機保安PC22段進行了ASCO開關切換試驗，在將#2機保安PC22段電源由#2機鍋爐PC22段切至#2機柴油發(fā)電機時，保安PC22段小電流接線選線裝置報接地故障。設備部電氣檢修人員就地對#2機保安PC22段母線電壓進行了測量，發(fā)現(xiàn)保安PC22段母線A、B相對地電壓均為240 V，C相對地電壓為196 V，母線相電壓均為400 V，母線電壓異常(正常運行時，三相母線對地電壓應為240 V左右)。電氣專業(yè)人員立即辦理工作票進行檢查。首先，電氣檢修人員懷疑母線絕緣故障導致單相電壓降低，隨即對#2機保安PC22段及#2機鍋爐保安MCC21段母線、負荷開關絕緣情況進行了檢查，確認保安PC22段、鍋爐保安MCC21段各處絕緣良好，無非金屬性接地故障。隨后，電氣檢修人員對ASCO開關進行解體檢查，未發(fā)現(xiàn)ASCO開關有接地或其他故障。為了進一步的找出故障點，運行人員將保安PC22段電源重新回切至鍋爐PC22段供電，此時測量保安PC22段母線三相對地電壓均為240 V，無接地報警。初步判斷#2機柴油發(fā)電機出口中性點電壓發(fā)生偏移，對發(fā)電機中性點接地電阻檢查時發(fā)現(xiàn)，接地電阻阻值良好，但與接地系統(tǒng)之間無有效接地。由此可以確認，由于#2機柴油發(fā)電機出口中性點接地電阻沒有有效接地，中性點發(fā)生偏移，導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接地故障。

2.4原因分析

在#2機檢修期間，電氣專業(yè)人員對#2機柴油發(fā)電機進行了檢查時發(fā)現(xiàn)，#2機柴油發(fā)電機中性點接地電阻有輕微破損現(xiàn)象，檢修人員隨即對接地電阻進行了更換。更換后的接地電阻與柜內的接地扁鐵連接，由于接地扁鐵長期埋于地下，發(fā)生銹蝕，其接地電阻也逐漸增大，無法使中性點與接地系統(tǒng)有效導通，最終導致#2機柴油發(fā)電機出口中性點發(fā)生偏移，三相電壓不平衡。

2.5故障處理

(1)重新選取#2機柴油發(fā)電機中性點接地電阻接地點，并測量接地點導通情況，確認接地導通測試合格后，將接地電阻進行接地連接。

(2)重啟柴油發(fā)電后對出口三相電壓進行測量，確認三相電壓無偏差。

2.6預防措施

(1)定期對全廠電氣設備接地點進行導通測試，確保接地點接地可靠。

(2)檢修時對柴油發(fā)電機中性點接地電阻阻值進行測量，防止在檢修過程中損壞接地電阻，導致接地電阻阻值偏大。

(3)在定期啟動柴油發(fā)電機時，監(jiān)視柴油發(fā)電機出口電壓有無三相不平衡現(xiàn)象。

(4)每臺發(fā)電機的中性點連接到一個中性點母線，中性點母線經(jīng)唯一電阻接地。

(5)僅1臺發(fā)電機中性點經(jīng)電阻接地，其余發(fā)電機中性點不接地。

以上方案均應在每個發(fā)電機中性點設置電動操作的隔離開關、斷路器、真空接觸器等切換隔離裝置，防止中性點漂移，同時實現(xiàn)對柴油發(fā)電機組的靈活控制，提高運行的安全性和檢修的便利性。

3結語

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