柴油发电机欠电压报警停机原理和整定
摘要：欠压保护是指在柴油发电机组中，当电压降低到一定程度时自动切断电源，以保护柴油发电机组的安全和稳定运行。欠压保护是柴油发电机组中的一种重要保护措施，能够避免柴油发电机组因电压过低而损坏的情况发生。本文将对康明斯发电机组欠压保护的原理与应用内容进行详细解释，同时文章分析了柴油发电机组欠压保护的意义，并通过柴油发电机组在瞬变状态的各种情况的分析，得出了欠压保护整定值并不是在额定电压的80%-35%范围内可以任意选择的，大多数柴油发电机应选择在额定电压的80%-70%的结论。
一、欠电压保护工作原理
1、欠压保护原理
欠压保护的原理是利用柴油发电机组中的电压传感器，监测电压的大小，当电压降低到一定程度时，触发保护装置，切断电源。欠压保护装置通常采用电磁继电器、断路器等电气元件，实现电路的自动切断。欠压保护的触发值一般设置在0.8-0.9倍额定电压之间，以确保柴油发电机组在电压降低到一定程度后能够及时切断电源，避免设备损坏。
2、欠压保护分类
欠压保护可以根据其保护对象、保护方式等分类。根据保护对象的不同，欠压保护可以分为发电机欠压保护、变压器欠压保护、线路欠压保护等。根据保护方式的不同，欠压保护可以分为过欠压保护、欠压保护、欠频保护等。过欠压保护是指在电压超过或低于一定范围时，自动切断电源，以保护柴油发电机组的安全。欠压保护是指在电压降低到一定程度时，自动切断电源，以保护柴油发电机组的安全。欠频保护是指在电压频率降低到一定程度时，自动切断电源，以保护柴油发电机组的安全。
3、欠压保护应用
欠压保护广泛应用于柴油发电机组中，可以保护各种柴油发电机组的安全和稳定运行。在发电机组中，欠压保护可以保护发电机转子的绝缘，避免因电压过低而导致绝缘破坏。
柴油发电机欠压保护原理电路图
二、整定值的范围
关于柴油发电机组欠压保护整定值，在实际执行中，各开关厂、配电柜厂、发电机厂的整定值相距甚大。有的整定在160-190V，有的整定在190-210V，有的整定在240-260V，有的整定在280-300V。
根据相关规定，欠压保护，具有延时动作特性的欠压保护装置，其动作值应整定在额定电压的70%-80%范围内动作，延时1-3秒。低于70%额定电压时，其延时特性应与短路保护的延时特性相协调。不具有延时特性的欠电压保护装置，应调整在额定电压的40-75%范围内动作。另规定，并联运行的发电机应设有欠压保护并能满足如下要求：用于避免发电机不发电时闭合断路器时应瞬时动作；当电压降低至额定电压的70%-35%时，应经系统选择性保护要求的延时后动作。
同步发电机电压保护系统组成
三、对调压系统的研究
柴油发电机组欠压保护的意义有两重，即发电机保护和系统保护。就发电机保护而言，各种各类电站的要求是基本一致的，主要作用在于并联运行的电站避免发电机不发电时闭合断路器时应瞬时动作。但就系统保护而言，柴油发电机组欠压保护整定值就要视具体情况进行分析了。电站的运行存在着两种状态，持续稳态运行状态和瞬变状态。一般来讲，目前绝大部分柴油发电机组在设计时，系统在考虑系统的负荷系数和同时系数后发电机容量是留有相当余量的。在持续稳态运行状态下，电压调整率不大于2.5%，若低于70%额定电压，在65%左右额定电压下，由于负载和因频率下降电抗减小的共同作用，电动机出现电枢反应畸变，会出现1.5倍以上的持续大电流，长时间工作可能对电动机极为不利，而发电机由于功率大，此时很可能尚未过流，若欠压保护尚未动作，将导致部分电气设备烧毁，因此，对于这种状态，发电机欠压保护整定值小于70%额定电压，没有意义。
值得讨论的是柴油发电机组在瞬变状态的各种情况。柴油发电机组瞬变过程极其复杂，但主要是电磁瞬变和电机转速、频率瞬变，相对于后者，电磁瞬变过渡过程持续时间要小得多，只有0.1秒至零点几秒，完全在具有延时动作特性的欠压保护装置的延时动作范围之内，因此，电磁瞬变引起的电压降落在具有延时动作特性的欠压保护装置上不会引起动作；而转速、频率等机械瞬变，启动除个别特殊单台最大功率电动机，在极端情况下，引起的电压降落不会超过额定电压的10%-15%，因此，当电压降低至额定电压的80%-35%时，应经系统选择性保护要求的延时后动作是合适的，除个别特殊产品，将柴油发电机组欠压保护动作值整定在额定电压的70%-80%范围内动作，延时1-3秒是有利的。
在具体实践中，对400KW以下的中小型发电机组，电压表上显示，突加100%额定负荷时，电压瞬时降落一般不超过额定电压的10%，启动单台最大功率电动机电压瞬时降落一般不超过额定电压的5%，过渡过程约零点几秒。对400KW以上的中大型发电机组，单台最大功率电动机的功率与电站正常运行时额定功率的之比相对于中小型电站更小，因此，起动单台最大功率电动机对电网电压波动的影响相对较小。因此，大多数电站将柴油发电机组欠压保护动作值整定在额定电压的70%-80%范围内动作，延时1-3秒是可行的，它不会影响电力系统工作的稳定性，有利于发电机和电器设备的保护。
总结：
柴油发电机组欠压保护整定值选择在当电压降低至额定电压的80%-35%时，应经系统选择性保护要求的延时后动作比较合理。35%额定电压应作为失压保护。欠压保护整定值并不是在80%-35%范围内可以任意选择的，大多数柴油发电机组应选择在额定电压的80%-70%。
综上所述，欠压保护是柴油发电机组中的一种重要保护措施，能够保护柴油发电机组的安全和稳定运行。欠压保护根据其保护对象、保护方式等不同进行分类，应用场合广泛。在柴油发电机组中，欠压保护的作用不可忽视，是保障柴油发电机组安全运行的重要手段之一。
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