Неисправности генератора автомобиля и способы их устранения| OILER
12.06.2019
Каждый автомобиль имеет бортовую электрическую цепь для питания силовых узлов и вспомогательных устройств. В частности, постоянного питания требует система зажигания, без которой двигатель не будет работать, и такие потребители, как бортовые приборы, устройства освещения и вспомогательные приборы в салоне для повышения комфортабельности. Чтобы обеспечить машину электричеством, она оснащается аккумулятором и генератором. Аккумуляторная батарея имеет запас электричества и применяется для запуска двигателя. Но она не может питать автомобиль постоянно, так как заряд быстро израсходуется. Поэтому параллельно с запуском двигателя начинает работать генератор, вырабатывающий достаточно электричества для потребления и компенсации потраченного батареей заряда.
Следовательно, неисправный генератор влияет на состояние заряда в батарее, так как отсутствие питания с его стороны вынуждает автомобиль разряжать аккумулятор.
Признаки поломки генератора переменного тока, его преимущества и конструкция
Прежде чем рассматривать симптомы неисправного генератора, следует понять его преимущества над устройствами постоянного тока и принцип работы. Основное его достоинство заключается в самоограничении силы тока, чтобы она не выходила за максимальный предел. Поэтому не требуется ограничитель тока, а в конструкции предусмотрено только устройство ограничения напряжения. Если бы его не было, то по мере увеличения количества оборотов ротора возрастало бы и напряжение на выходе. А это приводит к поломке устройств потребителей. Следовательно, если напряжение в сети автомобиля резко увеличивается, это не значит, что генератор в машине сломался, так как проблема скорее всего касается регулятора напряжения. Чтобы понять, в чем может заключаться поломка генератора (симптомы неисправностей и как их устранить), рассмотрим конструкцию данного устройства, в которую входят следующие узлы:
- корпус;
- передний и задний подшипник;
- статор;
- диодный мост;
- ротор;
- шкив генератора;
- реле-регулятор;
- обмотка возбуждения;
- крыльчатка ротора;
- статорная обмотка.
К вспомогательным узлам относится ремень генератора, который приводит его в движение, передавая крутящий момент от коленчатого вала посредством газораспределительной системы. Следовательно, неисправности ремня генератора полностью блокируют работу данного устройства, если ремень оборван. Если он растянут и ролик газораспределительной системы прокручивается плохо, передавая крутящий момент, то эта неисправность ремня генератора признаки подает в виде пониженного напряжения в бортовой сети. Иногда причина заключается не в ремне, а в плохой его натяжке. Следует отрегулировать натяжение и проблема с прокручиванием исчезнет. Рассмотрим другие возможные неисправности генератора.
Проблемы с обмотками
Обрыв любой обмотки – это самый часто встречающийся вариант неисправности генератора автомобиля. Как правило, витки обрываются или замыкаются между собой, что приводит к нарушению цепи или ее замыканию. В обоих случаях работа генератора становится невозможной. Это серьезные неисправности генератора, и способы их устранения весьма дорогостоящие. Необходима либо пайка в месте разрыва, либо полная замена обмотки, что делается с помощью специального оборудования, имеющегося только в мастерских. Поэтому чаще всего выгоднее купить новое устройство, чем устранять такие причины поломки генератора автомобиля.
Окисление элементов контактной группы и обрыв проводов: характерные неисправности генератора
Любые провода можно припаять даже самостоятельно. Если клеммы загрязнились, то достаточно протереть их бензином. Если они окислились или на поверхности образовался нагар, такие причины неисправности генератора устраняются зачисткой наждачной бумагой с последующей промывкой бензином. Иногда может потребоваться обработка контактных колец на токарном станке.
Поломка генератора: изношенность или загрязнение щеток
Щетки считаются требующими замены, если их высота менее 8 миллиметров. В этом случае признаки неисправности генератора автомобиля характеризуются снижением выходного напряжения. Чтобы устранить неисправность, следует установить новые щетки. А если они не изношены, но изрядно загрязнены, то следует промыть их в бензине и протереть тканью. Чтобы такие поломки генератора не повторялись, рекомендуется почистить и щеткодержатели. Во многих моделях генераторов щетки с держателями идут нераздельным узлом, а потому меняются вместе.
Неисправность диодного моста генератора
В основном выпрямительный блок не подлежит ремонту, а потому он просто заменяется на новый. При этом следует правильно подбирать параметры выпрямителя, чтобы они соответствовали техническим характеристикам генератора. Иначе возможно несоответствие параметров напряжения и может возникнуть неисправность генератора управления.
Неисправность генератора: проблемы с подшипниками
Оба подшипника обеспечивают плавное и беспрепятственное вращение ротора. Если начал слегка стучать генератор, симптомы неисправности заключаются в выработке составляющих подшипников. Это говорит о вероятности их заклинивания в ближайшем будущем, а потому следует заменить данные комплектующие, так как ремонту они не подлежат.
Признаки неисправности реле генератора
Выше были перечислены основные поломки генератора и способы их устранения. Не все из них можно устранить самостоятельно, а иногда выгоднее приобрести новый генератор. Теперь рассмотрим основные неисправности генератора при поломке реле напряжения. Этот узел играет важную роль в электрической сети автомобиля, потому что от него зависит стабильность зарядки аккумуляторной батареи. Следовательно, признаки поломки генератора в автомобиле, а если точнее его реле, будут видны по уровню заряда батареи. Если она не до конца заряжается или напротив, берет заряд выше максимально допустимого, то из строя вышло реле генератора. Также по этой причине неисправный генератор признаки поломки может выражать следующим образом:
- не горит контрольная лампочка на панели управления при включении зажигания;
- двигатель не запускается с первого раза – это значит неисправный генератор автомобиля или его реле;
- индикатор заряда аккумулятора все время горит;
- яркость осветительных приборов зависит от количества оборотов двигателя.
Чтобы избавить генератор автомобильный от неисправности такого характера, следует установить новое реле.
Как определить неисправность генератора приборами
Выше мы рассмотрели возможные поломки генератора и признаки, по которым их можно определить. Теперь рассмотрим, как выполнить диагностику данного узла с помощью мультиметра. Если устройство полностью не функционирует, следует проверить обмотки на предмет разрыва цепи. Также есть способ, как проверить неисправность генератора посредством мегомметра, замерив сопротивление обмоток. Данный прибор покажет наличие пробоя обмотки на корпус генератора. Чтобы сделать замеры, сам генератор не обязательно демонтировать, но необходимо отключить его от бортовой сети автомобиля.
Теперь, зная какие неисправности генератора могут повлиять на работу бортовой сети автомобиля, можно легко найти причину и устранить ее.
Была ли полезна эта статья: КомментарииВлияние на характеристики автомобиля более компактным генератором DENSO
Author: Pедакція, https://ua.motofocus.eu/ 25 Квітня 2018, 10:08
Компания DENSO представила свои первые автомобильные генераторы еще в 60-х годах прошлого века. С тех пор она неоднократно выступала в роли главного инноватора в этой области, предложив множество конструктивных решений, благодаря которым генераторы становились все более эффективными, при этом их габариты и масса уменьшались.
Генератор всегда был важнейшим элементом системы энергоснабжения автомобиля. Тем не менее по мере изменения требований и увеличения потребности автомобилей в электрической мощности соответствующим образом менялись и генераторы.
Преобразуя механическую энергию двигателя в электрическую, генератор снабжает ею компоненты автомобиля, адаптируя нагрузку под изменяющиеся условия.
В современных автомобилях становится все больше электрического оборудования, которое необходимо запитывать от генератора. Это очевидным образом увеличивает требования к выходной мощности. При этом необходимо учитывать ограничения, связанные с уменьшением удельного веса данного компонента и соответствием постоянно ужесточающимся экологическим нормам.
Конструкция генераторов DENSO обеспечивает повышенную выходную мощность при компактных размерах
Благодаря увеличенной мощности и компактным размерам своих генераторов компания DENSO помогает автопроизводителям с легкостью соответствовать требованиям, предъявляемым к современным автомобилям. При проектировании трех типов генераторов DENSO (обычный, тип III и SC) приоритетной задачей было создание мощных устройств в легком и компактном исполнении. Каждый компонент изделия, вплоть до мельчайших деталей, проектировался с прицелом на достижение максимальной эффективности.
В генераторе обычного типа увеличение выходной мощности обеспечивается холодноштампованным сердечником ротора, который оптимизирует магнитную цепь. Кроме того, чтобы уменьшить размеры и вес генератора, используется встроенный регулятор на базе интегральной схемы, контролирующий выходное напряжение.
Объединив две крыльчатки вентилятора и ротор в один узел, компания DENSO значительно сократила размеры и вес генератора типа III. Улучшение магнитной цепи, оптимальные размеры статора и ротора и уменьшение диаметра шкива позволили добиться максимальной эффективности в пространстве ограниченного объема.
Аналогичный подход реализован и в генераторе типа SC. Компания DENSO создала конструкцию, которая на 20 % легче обычной модели. Миниатюрный одночипный регулятор поддерживает высокую эффективность генератора даже при высокой электрической нагрузке. Кроме того, уникальный провод прямоугольного сечения для обмотки статора и низкое сопротивление обмотки вдвое уменьшают тепловые потери, а плотность самой обмотки увеличена с 45 до 70 %. Все это позволяет увеличить не только эффективность, но и выходную мощность генератора.
Эффективные генераторы обеспечивают эффективную работу электрооборудования
Благодаря инновационной конструкции и оптимальной электрической мощности, генераторы DENSO могут эффективно обеспечивать энергией все большее число потребителей в автомобилях с двигателями самых малых рабочих объемов. Это обуславливает эффективную эксплуатацию автомобиля при его соответствии жестким конструктивным и экологическим требованиям.
По словам Руслана Леонтьева, менеджера по продукту в компании DENSO, прогресс в технологии генераторов и внедрение интеллектуальных систем в автомобиль позволяют добиться высокой мощности генератора при максимально компактной конструкции.
В частности, он сказал: «Возникающая на наших глазах интеллектуальная система зарядки отличается надежностью и обеспечивает высокоточный контроль выходной мощности генератора и ее распределения. Занимая лидирующие позиции в области создания передовых генераторов для современных автомобилей, мотоциклов и коммерческого транспорта, мы используем эту технологию, чтобы предоставить нашим клиентам оптимальную эффективность и надежность.
Таким образом, мы не просто позволяем автомобилям достичь максимальной электрической мощности. Мы делаем это без ущерба для конструктивных, весовых и экологических характеристик транспортного средства. В том числе именно поэтому мы стали одним из крупнейших производителей оригинальных стартеров и генераторов, удерживая 24,8 % мирового рынка».
Теги: denso, влияние на автомобиль, иновационные технологии, компактный генератор
Движение генератора/реверсивной мощности, его влияние на генератор и турбину, методы защиты.
Выдержка из рутинного исследования(«Я начинаю во имя Аллаха, Милостивого, Милосердного») те ненормальные рабочие условия, которым может подвергаться генератор, которые не обязательно связаны с неисправностью генератора.Во время движения Реальная мощность поступает в генератор, что произойдет, если генератор потеряет входную мощность от первичного двигателя. Поскольку генератор исправен, трансформаторы тока с обеих сторон генератора будут давать одинаковый измеренный ток.
В этой статье обсуждаются ситуации, которые могут привести к пуску двигателя (реверсивной мощности) генератора, его влияние на генератор и турбину, типичные средства обнаружения этого ненормального рабочего состояния и методы отключения/защиты от этого состояния. Ниже приводится содержание статьи:
1. Всесторонний обзор потери первичного двигателя: привод генератора
1.1 Краткое введение в привод электрического генератора и его влияние на турбину и/или генератор
1. 2 Назначение реле обратной мощности
1.3 Типовые значения обратной мощности, необходимые для раскрутки генератора
1.4 Рекомендуемые действия оператора/инженера-электрика после инцидента обратной мощности
2. Влияние двигателя генератора на турбину( s)
3. Общие предостережения
4. Реле обратной мощности Чувствительность/настройка Рассмотрение для различных турбин
5. Дополнительные рекомендации по контролю для защиты от запуска генератора
5.1 Контроль температуры вытяжного колпака
5.2 Контроль расхода пара турбины
6. Схемы отключения
7. Обзор защиты
1. Com Подробный обзор потерь первичного двигателя: Генераторные автомобили
1.1. Краткое введение в приведение в действие электрического генератора и его влияние на турбину и/или генератор
Приведение в действие электрического генератора — это ситуация, при которой мощность передается от системы к генератору. Такая ситуация может возникнуть, если питание первичного двигателя отключается, когда генератор подключен к энергосистеме. В этой ситуации, в зависимости от состояния поля генератора, генератор переменного тока приводится в действие следующим образом:
· синхронный двигатель (если поле остается возбужденным)
Это особенно важно для паровых и гидроагрегатов. Для паровых турбин это вызывает перегрев и потенциальное повреждение турбины и лопаток турбины. Низкий расход воды на гидроагрегаты может вызвать кавитацию лопаток турбины.
Это может произойти при очень быстром закрытии клапанов подачи пара или воды во время фазы снижения нагрузки или при отключении турбины без соответствующего отключения выключателя генератора.
· асинхронный двигатель (если возбуждение выключено)
Если он приводится в действие как асинхронный двигатель, то в роторе возникнут токи обратной последовательности, что может привести к повреждению демпферных обмоток, клиньев, стопорных колец и поковок .
Двигатель не повреждает генераторы, пока поддерживается надлежащее возбуждение. В паровых турбинах лопатки турбины низкого давления перегреваются из-за ветра. Обычно лопатки паровой турбины могут выдерживать автомобильные условия в течение 10 минут до повреждения.Однако в любом случае реверсивное питание может неблагоприятно повлиять на целостность первичного двигателя. Из всех первичных двигателей паровые турбины наиболее чувствительны к движению. Они также работают с меньшей потребляемой мощностью (всего несколько процентов от номинальной нагрузки по сравнению с турбинами внутреннего сгорания, требующими до 50% номинальной мощности). По этим причинам паровые генераторы требуют точной настройки реле обратной мощности (32).
1.2. Назначение реле обратной мощности
Реле обратной мощности или антимоторные реле часто применяются как для целей управления, так и для релейной защиты.
В режиме управления они обычно используются для автоматического вывода агрегатов из эксплуатации во время плановых остановов и для обеспечения того, чтобы первичные двигатели не работали перед электрическим отключением агрегатов для предотвращения условий превышения скорости.
В режиме защиты они используются для защиты лопаток турбины от перегрева по ветру и иногда для защиты узлов турбины внутреннего сгорания от условий срыва пламени. Реле обратной мощности или антимоторные защитные реле должны иметь достаточную выдержку времени перед срабатыванием, чтобы обеспечить синхронизацию отклонений (обычно около 6 секунд).
1.3. Типовые значения обратной мощности, необходимые для вращения генератора
Типичные значения обратной мощности, необходимые для вращения генератора на синхронной скорости без подводимой мощности в процентах от паспортной киловатт:
· Паровые турбины, конденсационные типы от 1% до 3%
· Паровые турбины, неконденсационные типы 3+%
· Гидротурбины от 0,2% до 2+%
· Дизельные двигатели +/- 25%
· Газовая турбина 50+%
1.4. Рекомендуемые действия для оператора/инженера-электрика после инцидента обратной мощности
После отключения обратной мощности или защиты двигателя операторы должны определить, было ли отключение вызвано нестабильностью управления, проверив регистратор или тенденции РСУ выходной мощности блока в мегаваттах. Если очевидна нестабильность управления, инженеры-электрики или техники должны изучить и устранить проблему перед повторной синхронизацией устройства. Если нестабильность управления не очевидна, инженеры/техники должны проверить калибровку защитных реле, прежде чем возвращать устройство в эксплуатацию.
2. Влияние работы генератора на турбину(-и)
Работа двигателя вызывает множество нежелательных явлений.
Например, в паровой турбине вращение ротора и лопастей турбины в паровой среде вызывает потери на холостом ходу или на аэродинамические характеристики. Поскольку потери на ветер зависят от диаметра диска ротора и длины лопастей, эти потери обычно будут наибольшими на выпускном конце турбины. Потери на парусность также прямо пропорциональны плотности окружающего пара. Таким образом, любая ситуация, в которой плотность пара высока, вызовет опасные потери на ветер. Например, если в агрегате отсутствует вакуум, плотность отработанного пара увеличится, что приведет к тому, что потери на аэродинамическое сопротивление во много раз превысят нормальные. Кроме того, когда пар высокой плотности попадает между дроссельным клапаном и отсечным клапаном в установках промежуточного нагрева, потери на сопротивление воздуха в турбине высокого давления очень велики.
Энергия потерь от ветра рассеивается в виде тепла. Поток пара через турбину имеет двоякое назначение: отдавать энергию для вращения ротора и отводить тепло от частей турбины. Так как при движении через турбину пар не проходит, то теплота аэрационных потерь не уносится и турбина нагревается. Даже в ситуации, когда установка синхронизирована, но нагрузка не приложена и через установку проходит достаточно пара для восполнения потерь, расход вентиляционного пара может оказаться недостаточным для отвода всего тепла, выделяемого потерями. Хотя в этом случае генератор не работает, проблемы, вызываемые турбиной, будут такими же, и необходимо обеспечить защиту.
Поскольку температура деталей турбины контролируется потоком пара, во время движения различные детали будут охлаждаться или нагреваться с ненормальной, неконтролируемой скоростью. Это может вызвать серьезные термические напряжения в деталях турбины. Другой проблемой, возникающей в результате этого изменения температуры, может быть неравномерное сжатие или расширение частей турбины. Это может вызвать трение между вращающимися и неподвижными частями. Поскольку трение будет выделять тепло, проблема усугубляется (как и в случае потерь на ветер) из-за отсутствия потока вентиляционного пара для отвода тепла.
Существует максимально допустимое время работы паровой турбины в двигательном режиме, и это время обычно зависит от номинальной скорости агрегата. Эти данные можно легко получить у производителя конкретной паротурбинной установки.
Потеря ветра не является особой проблемой для других типов первичных двигателей, но они создают дополнительные трудности при движении.
Например, газовые турбины могут иметь проблемы с зубчатой передачей, когда они приводятся в действие со стороны генератора.
С гидротурбинами движение двигателя может вызвать кавитацию лопастей при низком расходе воды. Если гидроблоки должны работать как синхронные конденсаторы, блок будет моторным. Это должно быть признано в любой автомобильной защите.
С дизельным двигателем генераторных установок существует дополнительная опасность взрыва и возгорания от несгоревшего топлива.
Поэтому защита двигателя должна быть обеспечена для всех генераторных установок, за исключением установок, предназначенных для работы в качестве синхронных конденсаторов, таких как гидроагрегаты, и может быть обнаружена различными способами.
3. Общие предостережения
Поскольку потери при вращении относительно невелики, могут возникнуть разрушительные превышения скорости, если агрегат отключен от энергосистемы, если не отключено питание первичного двигателя. Паровые турбины особенно уязвимы, учитывая сложность путей потока пара турбины. Неполное закрытие паровых клапанов из-за коробления, механического заедания или противотока из линий отбора пара может обеспечить достаточный поток пара в турбину для превышения скорости агрегата. По этой причине защита от двигателя путем обнаружения электрического обратного потока мощности обеспечивает максимальную защиту от чрезмерного превышения скорости. Если для защиты используются другие устройства, необходимо учитывать возможное превышение скорости агрегата.
Агрегаты с гидротурбинным приводом, напротив, часто проектируются так, чтобы выдерживать даже самые тяжелые условия превышения скорости.
4. Реле обратной мощности Чувствительность/настройка Рассмотрение для различных турбин
С системной точки зрения двигатель определяется как поток реальной мощности в генератор, действующий как двигатель.
При наличии тока в обмотке возбуждения генератор останется синхронизированным с системой и будет работать как синхронный двигатель. Если выключатель разомкнут, генератор будет работать как асинхронный двигатель. Поэтому силовое реле, предназначенное для наблюдения за машиной, используется на большинстве устройств. Чувствительность и настройка реле зависят от типа задействованного первичного двигателя, поскольку мощность, необходимая двигателю, зависит от нагрузки и потерь холостого хода первичного двигателя.
В газовых турбинах , например, большая нагрузка компрессора требует значительной мощности от системы, до 50 % паспортной мощности агрегата, поэтому чувствительность реле обратной мощности не критична. .
Дизельный двигатель без работы цилиндров представляет собой нагрузку до 25% от номинальной, так что опять же особых проблем с чувствительностью нет.
С гидротурбинами , когда лопасти находятся ниже уровня воды в нижнем бьефе, процентная мощность двигателя высока. Однако, когда лопасти находятся выше уровня хвостовой части, обратная мощность низкая, от 0,2 до 2,0% от номинальной, и может потребоваться чувствительное реле обратной мощности.
Паровые турбины , работающие в условиях полного вакуума и нулевого ввода пара, требуют около 0,5–3% номинальной мощности двигателя. Это может быть обнаружено чувствительным реле обратной мощности.
Могут быть рабочие условия, при которых реле обратной мощности не сможет обнаружить условия, наносящие ущерб первичному двигателю. В частности, для некоторых реле обратной мощности может быть невозможно точное измерение очень низких уровней мощности при низких коэффициентах мощности.
Уменьшение реактивной мощности генератора снизит требования к такой высокой точности. Это действие может быть выполнено посредством управляющих действий в системе возбуждения или посредством вмешательства оператора. Также могут использоваться дополнительные средства защиты или оповещения операторов.
Реле обратной мощности всегда применяются с выдержкой времени. Временная задержка до 60 с (обычно 30 с) может использоваться для предотвращения работы во время скачков мощности, вызванных сбоями в системе, или при синхронизации машины с системой. Выбранная временная задержка должна согласовываться с допустимым временем работы турбины.
Реле направления мощности подключено для срабатывания, когда реальная мощность поступает в генератор. Типичная чувствительность реле с микропроцессорными реле составляет всего 1 мА, что может потребоваться, когда генератор может работать с частичным вводом первичного двигателя. Время работы может составлять приблизительно 2 секунды.
Например, чувствительный элемент направленной мощности реле GE UR G60 реагирует на трехфазную направленную мощность и предназначен для приложений обратной мощности и малой прямой мощности для синхронных машин или соединений с когенерацией. Реле измеряет трехфазную мощность либо от полного набора ТН, соединенных звездой, либо от полного набора ТН, соединенных треугольником. В последнем случае используется метод двух ваттметров. Обратитесь к приведенным ниже соглашениям для получения подробной информации об активной и реактивной мощности, используемой чувствительным элементом направленной мощности.
Элемент имеет регулируемый угол характеристики и минимальную рабочую мощность, как показано на диаграмме характеристик направленной мощности. Элемент отвечает следующему условию:
P cosθ + Q sinθ > SMIN
где: P и Q — активная и реактивная мощности, измеренные согласно соглашению об измерении серии UR, θ — сумма характеристика элемента (DIR POWER 1 RCA) и углы калибровки (DIR POWER 1 CALIBRATION), а SMIN – минимальная рабочая мощность
DIR POWER 1 RCA: Определяет характеристический угол реле (RCA) для чувствительной функции направленной мощности. Эта настройка имеет три варианта применения:
1. Она позволяет элементу реагировать на активную или реактивную мощность в любом направлении (активная избыточная/пониженная мощность и т. д.).
2. Вместе с точным углом калибровки он позволяет компенсировать любые угловые ошибки ТТ и ТН, обеспечивая более точные настройки.
3. Обеспечивает требуемое направление в ситуациях, когда сигнал напряжения берется из-за силового трансформатора, подключенного по схеме «звезда», и требуется компенсация фазового угла.
Например, характеристика активной максимальной мощности достигается путем установки DIR POWER 1 RCA на «0°», реактивной максимальной мощности — установкой DIR POWER 1 RCA на «90°», активной характеристики пониженной мощности — установкой DIR POWER 1 RCA на «180°». «, и реактивный под напряжением, установив DIR POWER 1 RCA на «270°».
КАЛИБРОВКА DIR POWER 1 : Эта настройка позволяет изменять характеристический угол реле с шагом 0,05°. Это может быть полезно, когда необходимо компенсировать небольшую разницу в угловых ошибках VT и CT, чтобы обеспечить более чувствительные настройки. Эта настройка фактически позволяет выполнить калибровку функции направленной мощности с точки зрения угловой ошибки применяемых ТН и ТТ. Элемент реагирует на сумму настроек DIR POWER 1 RCA и DIR POWER 1 CALIBRATION.
Путем регулировки характеристического угла и обеспечения как отрицательных, так и положительных значений минимальной рабочей мощности можно достичь различных рабочих характеристик, как показано на рисунке ниже. Например, в разделе (a) на рисунке ниже показаны настройки для обратной мощности, а в разделе (b) показаны настройки для приложений с низкой прямой мощностью.
5. Рекомендации по дополнительному контролю для защиты от запуска генератора
5.1. Мониторинг температуры вытяжного колпака
Поскольку основной причиной поломки моторной паровой турбины является повышение температуры из-за потерь на ветер, для защиты можно использовать датчики температуры. Так как потеря ветра, как правило, наиболее серьезна на выпускном конце турбины, датчик температуры, расположенный в выхлопном колпаке, часто используется в качестве дополнительной защиты. Это устройство используется для оповещения оператора об этом состоянии двигателя.
Это устройство не следует использовать в качестве первичной защиты, поскольку измеренные температуры будут различаться в зависимости от расположения на выпускном конце турбины. Важное значение имеет размещение детектора. Также сомнительна надежность существующих детекторов. Поэтому в качестве первичной защиты следует использовать какую-либо другую форму защиты.
5.2. Расход пара турбины Мониторинг
Расход пара, равный или превышающий расход пара на холостом ходу при синхронной скорости, указывает на то, что установка не приводится в действие двигателем. Расход пара, даже при этом очень низком проценте от номинального расхода пара, можно определить путем измерения перепада давления на элементе турбины высокого давления. Использование дифференциального реле давления на этом элементе высокого давления является методом определения состояния двигателя. Он функционирует независимо от типа системы управления, будь то гидравлическая или электрогидравлическая. Это устройство не подвержено потенциальным проблемам, связанным с работой с более низким коэффициентом мощности, в отличие от реле обратной мощности. Хотя эти реле давления, как правило, надежны, могут возникнуть механические неисправности переключателя.
6. Схемы отключения
Приведение в действие генератора происходит, когда прекращается подача энергии к первичному двигателю, когда генератор все еще работает. Когда это произойдет, генератор будет действовать как синхронный двигатель и приводит в движение первичный двигатель.
Хотя это состояние определяется как работа генератора, основной задачей является защита первичного двигателя, который может быть поврежден во время работы двигателя.
В схемах последовательного отключения паротурбинных генераторов в логику управления включен преднамеренный период работы двигателя для предотвращения потенциального превышения скорости агрегата. Хотя некоторые из устройств, используемых в логике управления для схем последовательного отключения, аналогичны устройствам, используемым в антимоторной защите, эти две функции не следует путать.
Защита от двигателя должна обеспечивать резервную защиту для этой логики управления, а также для других возможных состояний двигателя, которые не могут быть обнаружены логикой последовательного отключения (например, непреднамеренное закрытие регулирующих клапанов или условия высокой частоты в системе).
7. Обзор защиты
Первичная защита двигателя обеспечивается реле обратной мощности для всех типов устройств. Реле обычно подключается для отключения главного выключателя(ов) генератора, выключателя(ей) возбуждения и подает сигнал отключения на первичный двигатель.
На паротурбинных генераторах дифференциальное давление пара на элементе турбины высокого давления также может использоваться в качестве первичной защиты. Температура вытяжного колпака паровой турбины может использоваться в качестве аварийного сигнала.
Ручной байпас может потребоваться для обеспечения возможности вмешательства оператора в случае несрабатывания первичной защиты электродвигателя.
В состав генератора и его управления входят различные средства обнаружения, но рекомендуется дополнительное реле обратной мощности (32), как показано на рисунках ниже с номером устройства 32.
Факторы, влияющие на выходную мощность генератора
Все электроприборы имеют заданные условия, при которых они функционируют на оптимальном уровне. Любые колебания этих условий могут привести к тому, что приборы будут работать с меньшей эффективностью. Электрогенераторы не являются исключением. Генераторы обычно рассчитаны на наиболее эффективную работу на уровне моря или вблизи него при стандартных условиях температуры и давления (STP).
Любое отклонение от условий STP может повредить генераторы и вызвать снижение выходной мощности. В экстремальных условиях генераторы могут полностью перестать работать. Для большинства применений многие из этих факторов относительно минимальны, если только генераторная установка не работает на высоте более 5000 футов над уровнем моря или если температура окружающей среды не превышает 100 градусов по Фаренгейту в течение значительного периода времени. Следует проявлять особую осторожность, чтобы компенсировать эти типы экстремальных значений, и это обсуждается чуть ниже.
Факторы окружающей среды, влияющие на работу генератораТемпературные условия окружающей среды чрезвычайно важны для правильного зажигания и работы генератора. Все генераторы, независимо от топлива, которое их питает, требуют достаточного количества воздуха для горения. Пониженный уровень воздуха может привести к сбою при запуске. В дизельных двигателях воздух и топливо впрыскиваются вместе. Сжатый воздух становится горячим, и при достижении пиковой температуры и давления впрыскивается дизельное топливо, которое затем воспламеняется при заданных условиях. В генераторах, работающих на бензине, смесь воздуха и топлива вводится сразу с помощью карбюратора и индуцируется искра для воспламенения двигателя. Однако в обоих случаях для правильного запуска и работы требуется достаточный уровень воздуха.
Высота над уровнем моря В высокогорных районах атмосферное давление падает, уменьшая плотность воздуха. Это может создать проблемы с запуском генератора, если его не учитывать, поскольку воздух имеет решающее значение для воспламенения в любом типе генератора. Другим фактором, на который оказывается влияние, является доступность окружающего воздуха для облегчения отвода тепла от генератора. В процессе сгорания выделяется много тепла, которое необходимо отводить в окружающую среду для снижения температуры двигателя. На больших высотах из-за низкой плотности воздуха рассеивание тепла происходит гораздо медленнее, чем на уровне моря, что приводит к высокой температуре двигателя в течение длительного периода времени. Двигатель остается горячим, и в таких случаях перегрев является распространенной проблемой.
ТемператураВысокие температуры также связаны с более низкой плотностью воздуха и могут вызвать аналогичные проблемы с воспламенением из-за недостаточной подачи воздуха. Это может обременять двигатель, который заставляет себя выдавать мощность, для которой он предназначен. Однако из-за недостаточного уровня кислорода, доступного для горения, этого не происходит. Во многих таких случаях двигатель перегревается, а иногда и вовсе выходит из строя.
ВлажностьВлажность – это мера содержания воды в данном объеме воздуха. В условиях экстремальной влажности водяной пар в воздухе вытесняет кислород. Низкий уровень кислорода ухудшает воспламенение, поскольку кислород является элементом воздуха, который воспламеняется в двигателе для сжигания топлива.
Генераторы рейтинга Генераторы бывают разных размеров. Каждый из них предустановлен для определенных выходных уровней. Генераторы подбираются и устанавливаются исходя из требований к мощности любого объекта. Типичный генератор идеально настроен на работу на 80% своей мощности для непрерывного использования. В экстренных случаях его можно использовать со 100% эффективностью. Различные компании, производящие генераторы, теперь разработали стандартные рейтинги для этих генераторов, которые дают покупателю представление о фактической мощности генератора. В соответствии с требованием потребителя, он может затем сделать выбор между доступными брендами, поскольку мощность каждого бренда стандартизирована в соответствии с международными стандартами. Также см. «Размер генератора» для получения дополнительной информации о том, какая мощность генератора подходит для различных потребностей и ситуаций, когда необходимо использовать резервное питание.
Снижение мощности генераторовВыше мы видели, как нестандартные условия окружающей среды могут снизить выходную мощность генератора. Как в таких случаях можно угадать новые уровни выпуска? Для определения производительности генератора в новых условиях окружающей среды используется метод, называемый «снижение номинальных характеристик». Снижение номинальных характеристик определяется в Википедии как «метод, используемый в силовых электрических и электронных устройствах, при котором устройства работают с меньшей рассеиваемой мощностью, чем их номинальная максимальная мощность».
Снижение номинальных характеристик генератора зависит от производителя агрегата. Разные производители проектируют генераторы с использованием материалов из разных источников. Кроме того, дизайнерские разработки неодинаковы, как и техника во многих случаях. Все это может способствовать повышению общей эффективности генератора. Таким образом, снижение мощности генератора зависит от производственного процесса. Различные марки имеют разные коэффициенты снижения мощности для оценки выходной мощности генератора в нестандартных условиях окружающей среды.
Однако можно использовать общую формулу для расчета близких оценок уровней выпуска. Стандартная формула снижения номинальных характеристик гласит, что на каждые 1000 футов над уровнем моря мощность бензинового, дизельного или пропанового генератора обычно должна снижаться на 2–3% от его стандартной мощности. В случае генераторов, работающих на природном газе, коэффициент снижения номинальных характеристик обычно ближе к 5%.
Проблемы с топливомПри низких температурах, наряду с недостаточным уровнем кислорода, вызывающим проблемы при запуске, возникает еще одна распространенная проблема — гелеобразование дизельного топлива. Низкие температуры вызывают гелеобразование дизельного топлива, изменяя характеристики текучести топлива. Это гелеобразование связано с содержанием парафина в дизельном топливе. Некоторые типы дизельного топлива, такие как дизельное топливо с низким содержанием серы, имеют более высокое содержание парафинов, чем другие.
При низких температурах парафин кристаллизуется и забивает топливные фильтры. Когда топливные фильтры забиваются, дополнительное топливо не может беспрепятственно поступать в камеру сгорания, а соотношение воздуха и топлива изменяется, что приводит к неадекватному сгоранию. В таких условиях двигатель генератора может не запуститься. Также посетите раздел «Топливные баки генератора», чтобы узнать больше об уходе за дизельным топливом и его хранении.
Во избежание гелеобразования обычно используются два метода: а) подготовка топлива к зиме и б) добавление в топливо присадок, препятствующих гелеобразованию.
Подготовка к зимеПроцесс, при котором коммерческое топливо смешивается с более очищенным топливом в заранее определенных соотношениях для снижения общего содержания парафинов в топливе. Обычно это делается в распределительных агентствах до того, как топливо будет доставлено на заправочные станции. Различные географические регионы имеют разные соотношения смешивания в зависимости от температурных условий. В области очень низкой температуры или в случае, когда дизельное топливо имеет большее содержание парафинов, в смеси присутствуют более высокие уровни очищенного дизельного топлива.
Антижелирование A мужскиеЭти вещества предотвращают гелеобразование дизельного топлива. Они изменяют химические свойства топлива, предотвращая кристаллизацию парафина и препятствуя гелеобразованию дизельного топлива. Перед заправкой топливного бака рекомендуется добавлять антижелирующие агенты в топливный бак. Эти добавки также должны быть правильно смешаны в указанных соотношениях. Если ваши топливные фильтры уже забиты, доступны варианты антижелирующих присадок, которые очищают фильтры и предотвращают дальнейшее засорение.
Вопросы нагрузкиКак обсуждалось в предыдущих разделах, подразумевается, что условия STP повышают выходную мощность генератора за счет максимальной доступности воздуха и желаемого качества потока топлива. Хотя генераторы рассчитаны на 100% нагрузку в стандартных условиях, обычно рекомендуется, чтобы генераторы работали примерно на 80% от их общей мощности для максимального и непрерывного использования. Однако во время чрезвычайных ситуаций генератор может быть переведен на 100% выходную мощность для критических цепей. С точки зрения технического обслуживания это не приводит к перегрузке генератора и не оказывает негативного влияния на срок службы генераторной установки.
СводкаВ целом, лучше всего использовать генераторы с техническими характеристиками, которые они поставляются производителем на условиях STP. В нестандартных условиях рекомендуется снижать номинальные параметры генератора в соответствии с формулой снижения номинальных параметров производителя и соответствующим образом эксплуатировать агрегат, чтобы избежать перегрузки генератора.