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柴油发电机的温度传感器有几种分类
(1)温度传感器的分类 温度传感器有线绕电阻式、热敏电阻式、扩散电阻式和热电耦式等,以热电偶、热电阻所用多。
1)热电偶。热电偶将两种不同性质的金属贴合在一起,当环境温度变化时,在其结合面上将产生电位差,这一原理可以用来测量温度。
2)热敏电阻。热敏电阻利用导体的电阻随温度变化而变化的特性来测量温度。热敏电阻是属于在温度变化时电阻值变化较大(温度系数大)的一种硅半导体,由镍、铜、锌、镁、锰等金属与一些金属氧化物以适当比例混合并在高温下烧结而成。所掺金属氧化物的比例和烧结温度的不同,可制成用于不同温度范围的热敏电阻。
在一般情况下,将工作温度范围在-20~130℃的半导体用作水温传感器;将工作温度范围在600~1000℃的半导体用作检测触媒温度的传感器(如排气温度传感器)。
按电阻值随温度变化的特性,可将热敏电阻分为NTC型、PTC型和CRT型三类。
①NTC(负温度系数)型随着温度上升电阻值减小的热敏电阻。
②PTC(正温度系数)型随着温度上升电阻值增大的热敏电阻。
③CRT(临界温度系数)型随着温度上升电阻值按指数函数减小的热敏电阻。
在上述三种热敏电阻中,NTC型热敏电阻较多地应用于柴油机传感器。在工程上,热敏电阻可根据需要制成各种不同形状,其可测阻值范围在几欧姆至几兆欧姆。NTC热敏电阻温度传感器线性较差,利用铂丝电阻随温度线性变化的特性可制成铂热敏电阻传感器。
(2)水温和润滑油温度传感器 水温传感器一般安装在缸体水套、缸体出水口上,与冷却水接触,以尽量准确地检测到缸体水温的状况,机油温度传感器则可安装于机油冷却器等处。温度传感器总成一般是由垫圈、水温传感器、导线接头三部分组成。
1)NTC型传感器。NTC热敏电阻式温度传感器内部是一个半导体热敏电阻,具有负的温度电阻系数,可用于测量水温和油温。水温、油温愈低,电阻愈高;反之,温度愈高,电阻愈低,温度传感器可以与水温表、油温表连接,也可与柴油机ECU连接。
以水温传感器为例,当与水温表连接时,若外壳搭铁,则可只用一根连线。水温传感器与水温表的组合可分为热敏电阻式传感器与双金属片式水温表、热敏电阻式传感器与电磁式水温表、热敏电阻式传感器与动磁式水温表等数种。其中热敏电阻式传感器与双金属片式水温表的线路连接:当水温低时,热敏电阻值高,回路中电流较小,电阻丝的发热量小,双金属片稍有弯曲,指示针在低温区(C区)。当水温高时,热敏电阻值小,通过回路的电流较大,电阻丝的发热量较大,双金属片弯曲变形较大,指示针指向高温区(H区)。公明发电机
水温传感器和柴油机ECU的连接:传感器的热敏电阻与ECU内部上拉电阻分压后,产生一个随热敏电阻阻值的变化而变化的电压、柴油机ECU根据这一电压的变化测得柴油机冷却水温度。
有些水温传感器包括2个热敏电阻,有4个接线柱(四线型),2个接柱与柴油机ECU连接,另外2个接柱与水温表连接。接线柱与柴油机ECU连接,向ECU提供水温信号。接线柱与水温表连接,显示水温读数。
2)开关型水温传感器。双金属片式水温传感器可构成开关型传感器,可与水温过高报警灯连接。当冷却水温正常时双金属片变形小,触点分开,报警灯不亮。如果冷却水温升高到95~105℃以上,双金属片由于温度升高而弯曲变形较大,使触点闭合,报警灯电路接通发亮。
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引起柴油发电机组电刷和集电环发热的原因
柴油发电机组运行中发热是电刷和集电环的常见故障之一,会影响到发电机组的正常启动及运转。引起电刷和集电环发热故障的原因有三类,下面小编来做一个详细的分析。
一、通风不良
通风不良主要是因为冷却风道堵塞,集电环表面通风沟、通风孔堵塞、循环风扇风量下降等原因,尤其是当运行中集电环表面温度过高时,电刷磨损加剧,碳粉积聚增加,有可能堵塞集电环表面的散热通道。
二、接触电阻过大或分布不均匀
集电环和电刷是通过相互滑动接触导通励磁电流的,每个集电环上大约分布着数十只电刷,由于接触电阻的不同,电流分配的差异,会导致发热不均匀。原因包括:(1)电刷与滑环表面接触电阻、电刷与刷辫接触电阻、刷辫与刷架引线接触电阻过大;电刷压力不均匀或不符合要求;集电环与转子引线接触电阻过大;电刷材质不良、导电性能差、使用的型号不符合要求。
三、机械及摩擦
集电环与电刷过热故障中,很大一部分是由于机械及摩擦等原因导致的过热,如果在发电机开机时还未加励磁,就已经发现集电环与电刷发热,或者在运行中温度过高,拔出几只电刷后,温度反而降低,就基本可以肯定是由于机械及摩擦原因导致的。原因包括:电刷接触面研磨不良或运行中一次更换过多的电刷;电刷与集电环接触面过小;电刷在刷盒中摇摆或动作卡涩;刷握与集电环表面间隙过大。
提醒大家,为了减少发电机租赁过程中柴油发电机组电刷及集电环的故障发生率,大家在更换电刷及刷架时应选择原装配件,在生产过程中要加强对柴油发电机组电刷及集电环的维护管理工作,控制好一次更换电刷的数量。
发电机多种异常状态及危害
随着电力工业的迅速发展,发电机单机容量的不断增加,大型发电机组在电力系统中越来越重要。人们对发电机的可靠性、性要求越来越高。发电机的运行对保证柴油发电机组的正常工作和电能质量起着极其重要的作用。但是较之故障,异常运行状态发生的机率更大,比如定子绕组过负荷、发电机失磁、失步,发电机逆功率运行,非全相运行等。这些威胁同样不容忽视,所以研究大型发电机的异常运行及保护是很有必要的。由于大型发电机多采用三相分相操作主开关,非全相运行已成为发电厂电气运行的重点防止对象。本文针对大型发电机非全相运行进行了分析研究,采用对称分量法得出了各相电流、各序电流及相序电流间的关系,并用KATLAB软件进行了仿真,验证了理论分析的结果。同时,就发电机组非全相保护存在的问题提出了改进方案,并给出了发电厂发生非全相运行故障时的一些处理方法:
1、低励磁或失磁对于容量在100KW以下不允许失磁运行的发电机,当采用直流励磁机时,应在灭磁开关断开时同时断开发电机断路器。容量在100KW以上的发电机也应装设失磁保护。对于水轮发电机,保护动作于解列灭磁;对于柴油发电机,保护动作于减出力,以便缩短异步运行时间尽快恢复同步运行,在不允许继续异步运行或失磁后母线电压低于允许值时,保护动作于解列灭磁。
2、定子过电流或过负荷保护
在定子绕组、励磁绕组上应装设定时限和反时限过负荷保护。定时限过负荷保护动作于信号或自动减负荷、降低励磁电流。反时限过负荷保护动作于解列或程序跳闸、解列灭磁。
3、逆功率保护
对于容量在200KW及以上的柴油发电机,宜装设逆功率保护。保护带时限动作于信号,经长时限动作于解列。 以上所述的解列灭磁,是指断开发电机断路器,汽轮机甩负荷。减出力,是指将原动机出力减到给定值。程序跳闸,对柴油发电机来说,是指首先关闭主汽门,待逆功率继电器动作后,再跳开发电机断路器并灭磁。对水轮发电机,是指首先将导水翼关到空载位置,再跳开发电机断路器灭磁。
4、发电机失步保护对于容量在300KW及以上的发电机,需装设失步保护,保护动作于信号或解列。若发生失步现象,应尽快创造恢复同期的条件,一般可采取增加发电机的励磁,或减少该失步电机的有功出力,进而将其牵入同步。动减负荷、降低励磁电流。反时限过负荷保护动作于解列或程序跳闸、解列灭磁。
5、非全相运行保护
发电机变压器组的非全相运行故障,大多数发生在机组解列、并列的操作过程中,正确地进行机组解列或并列的操作是大幅度地减少因负序电流烧损发电机转子的简单而有效的措施。因此只要遵循保持发电机励磁、稳定机组转速、减少机组出力、控制定子电流的原则,严格按照合理顺序进行操作和调整,完全可以把负序电流控制在允许的范围之内。 由于现在大型发电机多采用三相分相操作主开关,非全相运行已成为发电厂电气运行的重点防止对象。所以在下面的章节中我将重点分析发电机非全相运行及其相应的保护措施。
非全相运行时,由于发电机组接线方式、主变接地方式、断相形式、导致原因不同,非全相运行时的故障特征是不同的,所以对非全相运行进行合理有效的分类是分析研究的前提。非全相运行一般采用对称分量法来分析计算。对称分量法是一种线性变换,利用它可将任意一组不对称的三相电流(或电压)分解成正序、负序和零序三组三相对称的电流(或电压),这三组各自独立的对称电流(或电压)就称为不对称电流(或电压)的对称分量,每组对称分量的三相之间都有大小相等、彼此间相位差相等的关系。电流或电压的相序、大小关系是机组非全相运行时的重要故障信息,这些量的提取与判断,对于保护机组与系统的运行有着非常重要的意义。
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