柴油发电机组保护功能的主要范围
发布时间：2023-12-23 点击：218
柴油发电机组保护功能的主要范围
柴油发电机组保护装置对保证供电设备的正常工作和电能质量以及安全运行起着决定性的作用，同时发电机组也是企业购买成本较高的电气设备之一，因此，应该针对柴油发电机组组各种不同的故障和异常工作状态，装设性能完善的自动报警以及停机的保护装置。
一、电气保护
1、交流系统保护
1）过电压保护
当任意一相电压数值超过如图1所示的最大电压保护值时，保护系统应能切断柴油发电机组对用电负载的供电。
2）欠电压保护
当任意一相电压超过如图1所示最小电压保护值时，保护系统应能切断柴油发电机组对用电负载的供电。
图1 柴油发电机电压保护值
3）过频率和欠频率保护
当柴油发电机组的输出频率超出380～420hz范围时，保护系统应延时2～3s动作，切断柴油发电机组，停止向用电负载供电，当频率低于350hz时，延时应小于0.2s，切断柴油发电机组对用电负载的供电。
4）过电流和短路保护
当负载特性超过表1中要求时，过电流保护系统应动作，切断柴油发电机组对用电负载的供电。过电流保护特性根据柴油发电机组产品技术文件的规定来确定。如果柴油发电机组内部及其配电系统发生短路，过电流保护应按照反时限特性动作，以保护柴油发电机组。
柴油发电机组的所有输出支路，都应具有单独的过电流保护功能。柴油发电机组只能将出现过电流的支路断开。
表1 交流负载能力
功率因数（滞后）范围
持续，相对于额定功率（额定值百分比）
过载，相对于额定容量（额定容量百分比）
5min
10s
2s
0.8~1
80%
100%
-
-
0.7~0.8
100%
-
120%
150%
5）相序保护
三相之间的相序关系应符合如图2所示的规定，当不符合要求时，保护系统应能切断柴油发电机组对用电负载的供电。
图2 柴油发电机相序关系矢量图
6）中线开路保护
当检测到中性线开路时，保护系统应能切断柴油发电机组对用电负载的供电。
7）接地故障保护
交流柴油发电机组输出中线不接地时，应当持续监测中线与机壳（大地）间的电压差，在电压差的峰值超过50v前，保护系统应能切断柴油发电机组对用电负载的供电。
2、直流系统保护
1）过电压保护
当电压超过如图3所示的最大电压保护限值时，保护系统应能切断柴油发电机组对用电负载的供电。
2）欠电压保护
当电压低于如图3所示的最低电压保护限值时，保护系统应能切断柴油发电机组对用电负载的供电。如果柴油发电机组具备启动发动机的能力，最小的电压时间限值应与发动机启动期间最恶劣的特性一致。
图3 柴油发电机直流电压保护限值
3）反极性保护
当输出电压极性不正确时，保护系统应能切断柴油发电机组对用电负载的供电。
4）反流保护
当反向电流大于柴油发电机组额定输出电流的5％时，反流保护应切断柴油发电机组对用电负载的供电，不应该使用用电负载供电系统启动柴油发电机组的原动机。
5）过电流和短路保护
直流电源应设有过电流和短路保护装置，过电流保护值和延时时间由产品技术文件规定。短路保护应能在短路故障发生时立即切断柴油发电机组与用电负载电气系统连接。对具备发动机启动的电源，输出电流限值的最大允差为±10％。
二、机械保护
柴油发电机组应设有下列机械保护装置，各项保护值应符合配套的原动机产品技术条件规定。
1）机油压力过低保护；
润滑油油压过低，将导致润滑油膜破坏，不但要损坏柴油发电机的轴瓦，而且能造成动静之间摩擦等恶性事故。装设低油压保护装置一般具备以下任务：润滑油压低于正常要求数值时，首先发出信号，提醒运行人员注意并及时采取措施。油压继续下降至某数值时，自动投入辅助油泵（交流油泵、直流油泵），以提高油压。辅助油泵启动后，油压仍继续下跌到某一数值时应跳闸停机，再低时应停止盘车。
2）冷却介质温度过高保护；
当散热器水温超过柴油发电机组控制系统预设的上限时，会发出警告，能够自动对水温进行调节，同时该装置能够对水温进行实时显示，该能够快速将水箱内部的水排出，防止换水的时候使用者进行等待。
3）发动机超速保护。
超速保护装置要求反应灵敏，可靠性高，具有超速自动停机和手动紧急停机的双重保护功能，能有效的避免发动机因超速而造成发动机损坏。
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一、电气保护
1、交流系统保护
1）过电压保护
当任意一相电压数值超过如图1所示的最大电压保护值时，保护系统应能切断柴油发电机组对用电负载的供电。
2）欠电压保护
当任意一相电压超过如图1所示最小电压保护值时，保护系统应能切断柴油发电机组对用电负载的供电。
图1 柴油发电机电压保护值
3）过频率和欠频率保护
当柴油发电机组的输出频率超出380～420hz范围时，保护系统应延时2～3s动作，切断柴油发电机组，停止向用电负载供电，当频率低于350hz时，延时应小于0.2s，切断柴油发电机组对用电负载的供电。
4）过电流和短路保护
当负载特性超过表1中要求时，过电流保护系统应动作，切断柴油发电机组对用电负载的供电。过电流保护特性根据柴油发电机组产品技术文件的规定来确定。如果柴油发电机组内部及其配电系统发生短路，过电流保护应按照反时限特性动作，以保护柴油发电机组。
柴油发电机组的所有输出支路，都应具有单独的过电流保护功能。柴油发电机组只能将出现过电流的支路断开。
表1 交流负载能力
功率因数（滞后）范围
持续，相对于额定功率（额定值百分比）
过载，相对于额定容量（额定容量百分比）
5min
10s
2s
0.8~1
80%
100%
-
-
0.7~0.8
100%
-
120%
150%
5）相序保护
三相之间的相序关系应符合如图2所示的规定，当不符合要求时，保护系统应能切断柴油发电机组对用电负载的供电。
图2 柴油发电机相序关系矢量图
6）中线开路保护
当检测到中性线开路时，保护系统应能切断柴油发电机组对用电负载的供电。
7）接地故障保护
交流柴油发电机组输出中线不接地时，应当持续监测中线与机壳（大地）间的电压差，在电压差的峰值超过50v前，保护系统应能切断柴油发电机组对用电负载的供电。
2、直流系统保护
1）过电压保护
当电压超过如图3所示的最大电压保护限值时，保护系统应能切断柴油发电机组对用电负载的供电。
2）欠电压保护
当电压低于如图3所示的最低电压保护限值时，保护系统应能切断柴油发电机组对用电负载的供电。如果柴油发电机组具备启动发动机的能力，最小的电压时间限值应与发动机启动期间最恶劣的特性一致。
图3 柴油发电机直流电压保护限值
3）反极性保护
当输出电压极性不正确时，保护系统应能切断柴油发电机组对用电负载的供电。
4）反流保护
当反向电流大于柴油发电机组额定输出电流的5％时，反流保护应切断柴油发电机组对用电负载的供电，不应该使用用电负载供电系统启动柴油发电机组的原动机。
5）过电流和短路保护
直流电源应设有过电流和短路保护装置，过电流保护值和延时时间由产品技术文件规定。短路保护应能在短路故障发生时立即切断柴油发电机组与用电负载电气系统连接。对具备发动机启动的电源，输出电流限值的最大允差为±10％。
二、机械保护
柴油发电机组应设有下列机械保护装置，各项保护值应符合配套的原动机产品技术条件规定。
1）机油压力过低保护；
润滑油油压过低，将导致润滑油膜破坏，不但要损坏柴油发电机的轴瓦，而且能造成动静之间摩擦等恶性事故。装设低油压保护装置一般具备以下任务：润滑油压低于正常要求数值时，首先发出信号，提醒运行人员注意并及时采取措施。油压继续下降至某数值时，自动投入辅助油泵（交流油泵、直流油泵），以提高油压。辅助油泵启动后，油压仍继续下跌到某一数值时应跳闸停机，再低时应停止盘车。
2）冷却介质温度过高保护；
当散热器水温超过柴油发电机组控制系统预设的上限时，会发出警告，能够自动对水温进行调节，同时该装置能够对水温进行实时显示，该能够快速将水箱内部的水排出，防止换水的时候使用者进行等待。
3）发动机超速保护。
超速保护装置要求反应灵敏，可靠性高，具有超速自动停机和手动紧急停机的双重保护功能，能有效的避免发动机因超速而造成发动机损坏。
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