一起回望柴油发电机组的发展史 现代柴油机是在德国机械工程师狄塞尔发明的柴油机的基础上发展起来的，1892年，德国机械工程师狄塞尔取得了柴油发电机压缩点火的 。他的做法是以提高发动机的压缩比来提高热效率，利用压缩气体的高温来点燃进入汽缸的燃料，这样做的好处是不但省去了点火装置和汽化器，而且可以使用比柴油价格更低的柴油做燃料。 狄塞尔经过了5年的实验，在1897年制成了 台具有实用价值的压縮点火柴油发电机，即压燃式柴油机。与以前的柴油发电机相比，它延长了汽缸内气体的压缩过程，大大提高了压缩终了时气体的压力和温度，实现了不用点火系统而使柴油自动点火燃烧的功能。狄塞尔发明的柴油发动机能将35％的燃料潜能转变成动力而当时有效的柴油发动机也只能将28％的燃料潜能转变成动力，这是柴油发电机技术第二次革命性的突破。但是，当时狄塞尔发明的柴油发动机存在着很多的缺点，比如重量重、噪声大、冒黑烟，排出的大量废气会对环境影响很大，而且喷油泵还不完善，从而严重限制和影响了柴油机的衄。可以说，狄塞尔先生生前只看到发动机的成功的开端，却没有看到柴油机技术的飞跃发展，没有看到柴油机的广泛应用。 据资料记载，柴油机技术在1914年以前发展比缓慢，在 次世界期间，由于战争的需要柴油发动机开始大量生产，用于军事目的。柴油发动机柴油发电的发展史真正得到广泛应用是在1950年左右。早期的柴油机都是四冲程的，1899年德国工程师雨果．古尔德纳制造出了二冲程柴油发动机，他把当时采用相同缸径的四冲程柴油机的功率提高了60％~80％。二冲程柴油机的结构简单，造价低廉，但其燃油和润滑油的消耗量较高、冷却比较困难、耐用性较差，而且很难制造出功率较大的发动机，所以至今实际使用的功率比较大的柴油机都是四冲程的。 世界上 台发电机是1831年由英国的物理学家迈克尔·法拉第发明的。当时法拉第在试验中发现，当磁铁在线圈中移动时，线圈会产生电流，即今天我们大家所熟知的电磁感应现象。法拉第发现了电磁感应现象之后不久，便利用电磁感应原理发明了世界上 台发电机，即法拉第圆盘发电机。这台发电机的构造与现代的发电机不同，在磁场中转动的不是线圈，而是一个用紫铜做的圆盘。圆心处固定一个摇柄，圆盘的边缘和圆心处各与一个黄铜电刷紧贴，用导线把电刷与电流表连接起来；紫铜圆盘放置在马蹄形磁铁的磁场中。当法拉第转动摇柄使紫铜圆盘旋转起来的时候，电流表的指针偏向一边，这说明电路中产生了持续的电流。这就是法拉第试制出的世界上 台发电机。当年法拉第曾在英国皇家学会上表演他的发电机。当时，有一位贵夫人问法拉第：“这玩艺儿有什么用呢？”法拉第非常有礼貌地回答道：“夫人，新生的婴儿又有什么用处呢？”这一绝妙的回答受到大家的交口称赞。 当拉第发明的圆盘发电机虽然非常简单，它产生的电流甚至不能让一只小灯泡发光，但是，这是世界上 台发电机，是它首先向人类揭开了机械能转化为电能的序幕。后来，人们在此基础上将马蹄形 磁铁改为能产生强大磁场的电磁铁，用多股导线绕制的线框代替紫铜圆盘，对电刷也进行了改进，终于制成了功率的可供实用的发电机。目前，即使功率为IGW、10GW的特大型发电机，也是根据法拉第圆盘发电机的基本原理一电磁感应原理制成的。 1866年，德国的电工学家、实业家恩斯脱．韦尔纳·冯·西门子在法拉第圆盘发电机的基础上研制出自激励式发电机，1870年，比利时的Z·T·克拉姆又研制出了自激励式直流发电机。在经过不断改进之后，电机技术已经走向成熟，1877年真正实用的发电机开始进入商业化生产阶段。 100多年过去了，正是这简陋、不成熟、像初生婴儿一样的圆盘发电机人类带入了电气时代，为人类利用电能做出了重大贡献。 21世纪是科学技术飞跃发展的时代，特别是电脑技术等高科技成果在柴发电机组上的应用，使柴油发电机组有了更广阔的发展前景。以柴油机为动力用的柴油发电机组己经是通信等企业必不可少的重要设备。

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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、安全性要求越来越高。发电机的安全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安全有着非常重要的意义。

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