Продажа квадроциклов, снегоходов и мототехники
second logo
Пн-Чт: 10:00-20:00
Пт-Сб: 10:00-19:00 Вс: выходной

+7 (812) 924 3 942

+7 (911) 924 3 942

Содержание

Генератор — основные неисправности | Часто задаваемые технические вопросы

ВНИМАНИЕ! в Санкт-Петербурге новый адрес! Дальневосточный проспект 73В (коричневое здание с 5ю воротами напротив).

Генератор — самый активно нагруженный компонент электрики

Во время движения автомобиля частота оборотов вала генератора достигает 10-14 тысяч оборотов в минуту. Это самая большая скорость вращения среди всех узлов автомобиля, в 2-3 раза превышающая частоту оборотов двигателя.

Срок службы у генератора примерно в два раза меньше, чем у двигателя: примерно 160 тыс.километров пробега.

Генераторы бывают двух видов:

  • генератор переменного тока (используется на большинстве легковых автомобилей)
  • генератор постоянного тока (используется на большинстве автомобилей, работающих в автохозяйствах)

Генератор переменного тока

Генератор переменного тока состоит из двух основных частей: статора с неподвижной обмоткой, в которой индуцируется переменный ток, и

ротора, создающего подвижное магнитное поле, а также крышек, приводного шкива с вентилятором и встроенного выпрямительного блока.

Переменный ток генератора выпрямляется двухполупериодным трехфазным выпрямителем с полупроводниковыми диодами.

Генераторы переменного тока имеют ряд преимуществ по сравнению с генераторами постоянного тока. Ротор генератора переменного тока может вращаться с большей частотой, чем якорь генератора постоянного тока.

При большой частоте вращения якоря генератора постоянного тока ухудшается контакт между щетками и ламелями коллектора вследствие колебаний щеток при скольжении их по коллектору. Кроме того, под действием центробежных сил возможен выход обмоток из пазов якоря.

Для того чтобы напряжение при увеличении частоты вращения якоря не изменялось, необходимо пропорционально уменьшать магнитный поток возбуждения. При применении в генераторе электромагнитов это можно обеспечить, уменьшая силу тока в обмотках возбуждения. На этом принципе основано регулирование напряжения автомобильных генераторов. Оно осуществляется с помощью электромагнитных вибрационных реле, называемых реле-регулятором.

Диагностика реле-регулятора генератора осуществляется с помощью диагностических стендов, где определяют напряжение включения генератора и зарядный ток. Напряжение, регулируемое реле-регулятором должно быть в пределах 13,9 — 14,5 В.

Следует проверять натяжение ремня привода генератора. При проскальзывании ремня генератор не развивает полной мощности, что приводит к разряду аккумуляторной батареи.

В генераторах также проверяют износ щеток, усилие пружин щеткодержателей и состояние контактных колец и подшипников ротора.

Высоту щеток измеряют при снятом щеткодержателе. Если щетки износились до высоты 8 — 10мм, их заменяют.

Усилие пружин щеткодержателей должно соответствовать нормам марки Вашего автомобиля, например, для ВАЗ — 4,2± 0,2 Н (420±20гс).

Контактные кольца должны быть чистыми, без следов масла.

Состояние подшипников можно проверить, вращая вал ротора от руки при снятых щетках. Вал должен вращаться легко, без заеданий, шумов и стуков.

Основные неисправности генератора и способы их устранения

Генератор не дает зарядного тока (амперметр показывает разрядный ток при номинальной частоте вращения коленчатого вала двигателя)
Пробуксовка приводного ремня Натянуть ремень, убедившись в исправности подшипников
Зависание щеток
Очистить щеткодержатель, щетки от грязи, проверить усилие щеточных пружин
Подгорание контактных колец Зачистить и при необходимости проточить контактные кольца
Обрыв цепи возбуждения Устранить обрыв цепи
Задевание ротора за полюса статора Проверить подшипники, места посадки. Поврежденные детали заменить
Неисправность регулятора напряжения Заменить регулятор напряжения
Обрыв в цепи \»генератор-аккумулятор\» Устранить обрыв
Генератор дает зарядный ток, но не обеспечивает хорошего заряда аккумуляторной батареи
Плохой контакт \»массы\» генератора с \»массой\» регулятора напряжения Проверить целостность провода, идущего на \»массу\», и надежность контакта
Срабатывание реле защиты регулятора напряжения из-за замыкания в цепи возбуждения генератора на \»массу\» Найти место замыкания и устранить неисправность
Износ щеток Заменить щетки новыми
Зависание щеток Очистить щеткодержатель, щетки от грязи
Загрязнение и замасливание контактных колец Протереть кольца тканью, смоченной бензином
Неисправность регулятора напряжения Проверить и при необходимости заменить регулятор напряжения
Витковое замыкание или обрыв цепи одной из фаз статорной обмоткиНеисправность (пробой) диодов выпрямительного блока Разобрать генератор, проверить состояние статорной обмотки (отсутствие обрыва и замыкания). Статор с неисправной обмоткой заменить
Слабое натяжение ремня Отрегулировать натяжение ремня
Повышенная шумность генератора
Износ или разрушение подшипников Заменить подшипники
Ослабление гайки шкива генератора
Подтянуть гайку
Износ посадочного места подшипника Заменить крышку генератора
Межвитковое замыкание обмотки статора (\»вой\» генератора) Заменить статор

Признаки неисправности генератора и методы решения

 

Если Вы не собираетесь стать мастером по ремонту, то все, что Вам необходимо знать про генератор, это то, что нужен он для восполнения заряда аккумуляторной батареи расходуемого на поддержание работы двигателя и электроприборов при движении автомобиля. Все остальное для Вас детали и не имеет никакого смысла. Какое-то время на машине можно проехать и без него (в случае поломки), но при этом следует минимизировать расход электроэнергии выключив все, что может ее потреблять (отопитель, фары, кондиционер и так далее) Это позволит Вам своим ходом добратья до мастерской и устранить неисправность. И все же необходимо знать про основные неисправности генератора для того, чтобы хотя бы чуть представлять, что может произойти или что уже произошло с ним.

 

Причины приводящие к неисправности генератора

 

Первое, что указывает на выход из строя генератора это, конечно, индикатор или диагностическая лампа на панели приборов автомобиля. Попросту говоря она загорается при работающем двигателе машины. Это сразу говорит о том, что зарядка аккумулятора отсутствует и значит надо срочно спешить на ремонт. Что может являться причиной возникновения поломки?

 

Самая главная причина поломки для любого устройства это время. Ничто не способно противодействовать старению и, генератор этому не исключение. Однако как скоро это наступит зависит от качества производства и бережности эксплуатации. Второй по популярности причиной приводящей к неисправности генератора является коррозия. Это один из основных факторов. Конечно современные автомобильные генераторы максимально защищены от попадания влаги или ее воздействия, но определенные условия эксплуатации или неправильного обслуживания машины приводят к преждевременному выхода из строя этого агрегата. Самой распространенной причиной является мойка двигателя на обычной моечной станции под давлением. В этих условиях вода попавшая на генератор начинает образовывать окиси и ржавчину. Еще одной из разновидностей попадания влаги внутрь генератора является неосторожная заливка моторного масла или жидкости для омывания стекол. В большинстве автомобилей заливные горловины и того и другого расположены в непосредственной близости от генератора или точно над ним. Попадание жидкости омывателя представляет даже большую опасность для генератора, чем попадание воды, так как она является активным веществом.

Конечно неисправность генератора может возникнуть и просто сама по себе вследствие естественного износа деталей или по временным критериям использования генератора. Какие основные поломки характерны для выхода из строя этого агрегата?

 

Основные поломки и признаки неисправности генератора

 

Для выхода из строя деталей генератора, фактически, характерны два симптома — это прекращение зарядки аккумулятора или характерные звуки и свист. Чтобы определить конкретно неисправность нужен специальный диагностический стенд.

 

Диодный мост

Реле — регулятор напряжения

Ротор

Статор

Ремонт генератора

Генератор

 

Неисправность пропадает зарядка, загорается индикатор
щеточный узел  пропадает зарядка, загорается индикатор
реле — регулятор напряжения пропадает зарядка, загорается индикатор
диодный мост (выпрямитель напряжения) пропадает зарядка, загорается индикатор
диоды пропадает зарядка, загорается индикатор
роторные кольца пропадает зарядка, загорается индикатор
подшипники свист, шум со стороны генератора (первоначальный этап). Затем подшипники рассыпаются и ротор ударяет статор. После этого чаще всего требуется замена генератора или дорогостоящий ремонт.
ротор пропадает зарядка, загорается индикатор
статорная обмотка пропадает зарядка, загорается индикатор
проставка под подшипник  свист, шум со стороны генератора
шкив сам по себе выходит из строя редко, наблюдается визуально.
обгонная муфта (для мощных генераторов) поначалу свист, шум, треск, вибрация двигателя. Далее муфта рассыпается и зарядка прекращается, загорается индикатор.

Признаки, причины неисправности генератора автомобиля; как найти основные возможные поломки по симптомам

Знание основных признаков неисправности генератора может помочь вовремя произвести ремонт, предотвратив внезапное загорание лампочки АКБ в пути. Рассмотрим все поломки, которые могут произойти с автомобильной генераторной установкой.

Перед прочтением материала рекомендуем ознакомиться с принципом работы генератора. Знания помогут вам лучше понять причину поломки и вовремя отследить характер ее проявления.

Основной признак неисправности

Водитель получает уведомление о неисправности генератора только в том случае, если уровень зарядки падает ниже напряжения аккумуляторной батареи. На приборной панели загорается контрольная лампа отсутствия зарядки АКБ. Опасность ситуации в том, что бортовая сеть автомобиля питается от аккумулятора, который имеет ограниченный и, в случае неисправности генератора, невосполнимый запас емкость.

Посторонние шумы

Уличить генератор в создании посторонних шумов при работе двигателя очень просто – достаточно скинуть ремень, вращающий шкив генератора. Если шумы исчезли, значит, источник был определен правильно. Возможные неисправности и их характерные симптомы:

  • свист (возможно, только на холодную) – проскальзывание ремня генератора. Устранить писк в большинстве случаев можно правильной натяжкой ремня. Иногда причина писка в попадании на ремень технических жидкостей, несоосности шкивов либо чрезмерной натяжке;
  • металлический скрип, шум – трение на сухую деталей подшипника генератора. Игнорирование признаков изношенного подшипника может привести к его заклиниванию и обрыву сервисного ремня. Устраняется неисправность установкой нового подшипника;
  • шум, граничащий с трескотом – неисправность обгонной муфты. Инерционный шкив предназначен для гашения ударных нагрузок и продления срока службы ремня генератора. Как показывает практика, неисправная обгонная муфта очень быстро приводит к обрыву ремня генератора.

Обмотка статора

Возможных неисправностей всего 3:

  • замыкание на «массу», или на корпус статора;
  • обрыв;
  • короткое замыкание между витками.

Для качественной проверки следует использовать мегомметр, но поскольку прибор имеет довольно узкую специализацию, первичную диагностику можно произвести мультиметром в режиме измерения сопротивления. Поскольку через обмотку проходят довольно большие токи, наиболее качественно проверить узел можно с использованием лампочки на 220 В.

При проверке обязательно соблюдайте правила электротехнической безопасности!

Межвитковое замыкание проверить сложнее, так как сопротивление исправной обмотки очень низкое, что не позволяет получить достоверных результатов при диагностике обычным мультиметром. В случае межвиткового замыкания сопротивление обмотки будет меньше по сравнению с исправным узлом. Замыкание можно выявить, рассчитав сопротивление по формуле. Для проверки нужно с помощью лабораторного блока питания пустить через обмотку ток, замерить напряжение и силу тока (методика показана на видео).

Обмотка возбуждения

Аналогичным образом проверяется состояние обмотки ротора генератора. Одним из контактов при проверке замыкания на корпус ротора либо обрыв будет коллектор. Выявить обрыв можно, подав «-» на одно контактное кольцо коллектора, а «+» на другое (если обмотка цела, лампа загорится). Неисправности обмотка статора и ротора довольно редко приводят к поломке генератора, но в случае комплексной диагностики пренебрегать их проверкой не стоит.

Диодный мост

На автомобилях устанавливается генератор переменного тока, но для питания бортовой сети нужен постоянный токи. Именно диодный мост служит для выпрямления тока. Признак неисправности всего один – падение напряжение зарядки, но проявлять себя может, к примеру, только при включенных потребителях. Примечательно, что поломке может сопутствовать гул, нарастающий с увеличением количества оборотов двигателя.

К сожалению, полноценно проверить диодный мост мультиметром не получится. С помощью универсального измерителя можно найти пробой диодов, обрыв контактов, но плавающие неисправности, способные влиять на работу генератора, можно найти только с помощью специализированного оборудования.

Принцип работы диодного моста основывается на свойстве диода пропускать ток только в одном направлении (в случае пробоя ток будет идти в обе стороны). Диагностику можно произвести мультиметром в режиме измерения сопротивления. Простой метод проверке диодного моста хорошо продемонстрирован на видео.

Реле-регулятор напряжения

Регулятор напряжения входит в перечень деталей, чаще всего вызывающих неисправность генератора. Узел предназначен для поддержания напряжения зарядки в безопасных для АКБ и бортовой сети приделах. Если бы в конструкции генератора не было предусмотрено реле-регулятор, то напряжение зарядки росло пропорционально повышению оборотов двигателя. Именно такое последствие поломки регулятора напряжения наиболее губительно для АКБ и блоков управления электронными системами автомобиля.

Характерные симптомы поломки:

  • падение напряжения зарядки. Из-за неисправного регулятора напряжение на щетках отключается при меньшем напряжении, поэтому происходит недозаряд;
  • перезарядка. Напряжение зарядки не должно быть больше 14,5 В. Длительное превышение этого значения может привести к перегреву АКБ и выкипанию электролита. Поэтому если вы заметили на корпусе аккумулятора подтеки жидкости, обязательно проверьте мультиметром напряжение зарядки.

Удобней всего проверить регулятор напряжения, имея лабораторный блок питания.

Щеточный узел

В процессе работы генератора щетки постоянно соприкасаются с коллекторными пластинами, что, естественно, приводит к уменьшению их длины (изнашивается и коллектор, но в значительно меньшей степени). Когда износ становится критическим и усилия пружины уже недостаточно для хорошего контакта, происходит ухудшение возбуждения обмотки якоря. В итоге износ щеток приводит к падению напряжения зарядки.

Характерно, что падение происходит постепенно, поэтому проявить себя может в самый неподходящий момент. При определенном стечении обстоятельств (доживающий свои дни АКБ, сильные морозы, большое количество холодных пусков, поездки на короткие дистанции с множеством включенных потребителей) ЭДС аккумулятора морозным утром окажется недостаточно для запуска двигателя. Особое внимание в этом плане следует проявлять владельцам дизельных авто, так стартеру для пуска ДВС цикла Дизеля необходим больший ток.

При желании произвести ремонт генератора автомобиля своими руками, рекомендуем обратиться к материалу, в котором подробно был рассмотрен процесс замены щеточного узла и отдельно щеток.

Простая диагностика генератора

  1. Переведите мультиметр в режим измерения постоянного тока. При проверке аккумулятор автомобиля должен быть заряжен (12,3-12,7 В).
  2. Запустите двигатель и замерьте напряжение на холостых оборотах (должно быть в пределах 13,2-14 В).
  3. Включите максимальное количество потребителей. На холостых оборотах зарядка не должна опускаться ниже 13,1 В (причина недозаряда может быть как в плохом контакте, так и в щеточном узле либо реле-регуляторе).
  4. Увеличьте обороты до 3-3,5 тыс./мин. Если напряжение на выводах АКБ превысило 14,5 В (кратковременный скачок допускается, но не более), значит, неисправен регулятор напряжения.

Сопутствующие поломки

При проверке автомобильного генератора следует помнить, что к падению выдаваемой им зарядки может привести неплотное зажатие клемм АКБ, выводов генераторной установки, наличие на них окислов. Причина отсутствия зарядки может быть в цепи возбуждения генератора. Если при включенном зажигании индикатор низкого заряда АКБ не горит, значит, в цепи возбуждения присутствует обрыв (возможно, проблема в самой лампочке), что также приведет к отсутствию зарядки.

В процессе поиска неисправности, из-за которой генератор работает с перебоями, следует помнить, что во многих современных автомобилях за функционирование системы зарядки отвечает ЭБУ. Блок управления в зависимости от режима работы двигателя способен кратковременно отключать возбуждение обмотки якоря генератора, уменьшая тем самым нагрузку на двигатель.

Признаки поломки генератора

Генератор является одним из самых важных элементов авто, в случае его выхода из строя транспортное средство будет обездвижено. Любая поломка генератора требует вмешательства мастера. Если ее не исправить вовремя, автомобилю будет грозить дорогой ремонт. Чтобы обнаружить повреждение генератора следует знать какие признаки бывают во время поломки.

Какой принцип работы у генератора

Генератор преобразовывает механическую энергию, которая поступает от мотора авто, в электрическую. Практически на всех моделях современных авто стоят генераторы переменного тока.

Генератор служит источником постоянной подзарядки аккумулятора, когда двигатель включен. Если генератор сломается, соответственно – аккумуляторная батарея скоро освободится от электрического заряда. Генератор питает током автомобильный аккумулятор и все электроприборы. Если включен обогрев заднего стекла, фары, потребляемый ток будет больше, чем может предложить генератор. Когда так происходит, нагрузка падает на аккумулятор, и он начинает разряжаться.

Какие бывают поломки генератора

Повреждения генератора имеют различный характер, они бывают механические или электрические. Первый вид неисправностей – это поломка крепежей, подшипников. К дефектам электрики относят – разрыв обмотки, дефекты диодного моста. Слабый свет фар, трудности с запуском мотора, сигнал датчика, все эти симптомы указывают на проблемы с генератором. Генератор – главный источник для питания электросети. Аккумулятор служит вспомогательным источником для выработки электрической энергии. Его ресурсы используются при пуске мотора, питания электронных систем.

Сбой в работе генератора можно увидеть, он не происходит неожиданно. Если водитель будет внимательным, у него будет время минимизировать неприятности.

Почему возникают трудности при пуске двигателя

Первый признак того, что генератор требует ремонта – неуверенный запуск мотора. Если генератор сломан, аккумулятор не получает нужный заряд. Часто разрядка аккумуляторной батареи является следствием того, что генератор поломан. Аккумулятор может как не получать полный заряд, так и перезаряжаться. Если ломается реле-регулятор, генератор дает больший ток, чем необходимо, а это ведет к повреждению аккумулятора. В новых моделях авто предусмотрена опция, когда мотор не заведется, если напряжение ниже 12 В.

Почему фары начинают мерцат

ь

Тусклые фары, смена яркости, мерцание, все это признаки того, что необходима экстренная диагностика генератора. Генератор не может справиться с большими нагрузками и требуются приборы для проверки генератора, чтобы выявить источники поломки, провести тестирование агрегата после проведения ремонта. Стенд MSG MS002 COМ используется в диагностике основные рабочих характеристик электрических агрегатов авто.

Почему светится пиктограмма

Светящаяся пиктограмма аккумулятора сигнализирует о том, что у автомобиля серьёзные неприятности – батарея заряжается частично. Так компьютерная система выдает предупреждение водителю. После получения такого сигнала автомобиль может двигаться, пока батарея полностью не разрядится. В возникших условиях многое зависит от общего состояния аккумулятора и от того, какое количество потребителей электроэнергии задействовано в данный момент. При возникновении подобной ситуации требуется отключить все возможные приборы (музыка, фары, электрический обогрев, вентиляцию) и ехать в ближайший сервис.

Почему свистит приводной ремень

Причин неприятного свиста из-под капота непрогретой машины, может быть несколько. К примеру, свист возникает, когда приводной ремень натянут недостаточно сильно. Если не устранить слабое натяжение, генератор не будет должным образом заряжать аккумулятор. У многих моделей авто этот ремень натягивается автоматически, он еще отвечает за работу насоса гидроусилителя руля, компрессора кондиционера. В недорогих моделях авто не предусмотрена такая опция, и ремень будет растягиваться, тогда требуется регулировка вручную.

Почему ремень перегревается и разрушается

Признаком подклинивания генератора и обводных роликов является появление дыма и едкого запаха от ремня привода, может возникнуть отслоение резиновых элементов. Обрыв приводного ремня может привести к полному отключению генератора и стать причиной масштабных неисправностей других систем. Оборванные лоскуты, попадая под ремень ГРМ приводят к сбою фаз газораспределения и нарушению работы двигателя. Когда ремень перегрелся или разрушился, требуется протестировать шкив генератора, он обязан свободно двигаться и не перекашиваться при загрузке.

Почему появляется звон и шуршание под капотом

Подшипники у генератора постоянно подвергаются высоким общим и температурным нагрузкам. Со временем их ресурс истекает, элементы изнашиваются, стирается смазка, что ведет к возникновению шумов, перекосов и подклиниванию ротора, разлому подшипников. Источником происхождения такого шума можно назвать и изношенность обгонной или демпферной муфты. Муфта имеет недолгий срок службы и быстро поддается деформации. Обе эти поломки легко устраняют после диагностики.

Почему возникает электрический гул

Появление электрического гула произойдет, если случилось замыкание обмотки статора. Такая поломка проявляется электрическими звуками. Подобный шум можно услышать от электрических двигателей городских троллейбусов.

Перед выездом в малонаселенные, удаленные области, нужно убедиться, что генератор полностью исправен. Если проблема появится в дороге, решить ее без наличия специального инструмента, запчастей и опыта устранения такой поломки будет сложно. Раз в 100 000 км пробега необходимо снимать генератор для ремонта, делать дефектовку.

Диагностическое оборудование MSG equipment поможет быстро и качественно протестировать работу генераторной установки, выявить и устранить неисправность. Стенды для диагностики имеют широкий модельный ряд, отличаются назначением и стоимостью, поэтому подходят для больших и малых автосервисов.

Пять признаков неисправности генератора автомобиля

Генератор является основным источником электроэнергии любого автомобиля. Поэтому неисправность этого элемента, через несколько километров, приведёт к полной остановки автомобиля. Но перед тем, как выйдет из строя генератор, машина подаёт признаки, по которым можно узнать о ближайших проблемах. Чтобы определить по признакам причину неисправности, нужно подробно изучить устройство основного источника питания.

Как устроен основной источник питания

Генератор состоит из двух основных частей: статора и ротора. Эти детали находятся в алюминиевом корпусе. Статор закреплён неподвижно, а ротор закреплён на валу и вращается на подшипниках. Вал ротора, связан с коленчатым валом автомобиля посредством приводного ремня.

При вращении коленчатого вала вращается ротор генератора, так вырабатывается электрическая энергия для бортовой системы автомобиля. Нужно отметить, что генератор вырабатывает ток переменного напряжения. Диодный мост выпрямляет ток и в бортовую систему машины поступает ток постоянного напряжения, около 14 вольт.

Генератор, через реле-регулятор, непосредственно связан с аккумуляторной батареей. При запуске автомобиля электричество поступает из аккумулятора. После запуска машины, в бортовую электрическую систему начинает поступать ток из генератора.

Аккумулятор восстанавливает плотность, потребляя электричество из бортовой системы машины. При исправном генераторе, вся электрическая система работает чётко. При выходе из строя генератора, электричество поступает только из аккумулятора. Если его не подзаряжать, то вскоре весь запас энергии израсходуется и машина заглохнет.

Признаки нестабильной работы или поломки генератора

Основные признаки неисправности главного источника питания автомобиля:

  1. Мотор плохо запускается. Если генератор прекращает работать нормально, аккумуляторная батарея не получает электроэнергию для восстановления нормального напряжения. Оно должно быть в пределах 13,5 вольт. Без подзарядки, оно будит постоянно снижаться. Аккумулятор, со слабым напряжением, не сможет быстро прокручивать стартер. Следовательно, возникнут проблемы с пуском двигателя.

Важно! Аккумулятор, который постоянно разряжается, верный признак неисправности генератора.

 

  1. Слабый или моргающий постоянно свет фар. Второй верный признак, мы можем получить при включенном свете фар. Это, так же, заметно по подсветке приборной панели и освещении салона. Свет будит значительно слабее, чем обычно, верный признак недостатка электроэнергии в бортовой системе автомобиля. Как известно, основной поставщики энергии в систему — генератор.
  2. Горит или мерцает контрольная лампа, в виде аккумулятора на панели приборов. Работа этой контрольной лампы, возможна в случае питания энергосистемы автомобиля только от аккумулятора. Нужно принимать срочные меры.
  3. Свист или запах горелой резины в моторном отсеке. Такой признак даёт знать о том, что ремень привода основного источника питания проскальзывают, следовательно, вал ротора вращается медленно, либо не вращается вообще. В этом случае потребители электроэнергии автомобиля испытывают дефицит электрической энергии.
  4. Под капотом слышен скрежет и шуршание. По этому, шуму можно судить о выходе из строя подшипников вала ротора. В них увеличился зазор, появился люфт, при котором ротор касается статора. Отсюда следует, что электрическая энергия не вырабатывается в нужном количестве.

Существует верный способ подтвердить все причины неисправности. Достаточно на работающем двигателе отключить массу или снять минусовую клемму с аккумуляторной батареи. Если двигатель заглохнет или станет работать с перебоями, значит нужно срочно ремонтировать основной источник питания автомобиля.

Основные неисправности генератора автомобиля

Профессиональная забота о стартерах и генераторах

Меню:О компанииУслуги и цены- Ремонт генераторов- Ремонт стартеров- Цены на все работы- Запись на ремонт в СПб- Запись на ремонт в МСКМагазинДоставкаОптовикамКак нас найти- Москва- Санкт-Петербург

Основные неисправности генератора автомобиля

К основным неисправностям генератора автомобиля относитcя выход из строя:

  • реле-регулятора
  • диодного моста
  • статорной обмотки
  • обрыв ротора
  • износ контактных колец
  • выработка в подшипниках
Гораздо реже выходят из строя шкив и детали корпуса. Установить что именно сломалось, можно только после полной разборки генератора и диагностики каждого узла в отдельности. Если более подробно рассматривать? что происходит с тем или иным узлом, то картина будет примерно такая:
  • Реле-регулятор. Чаще всего конструктивно объединен с щеткодержателем. Со временем щетки могут основательно истереться о кольца. В некоторых регуляторах есть возможность замены только одних щеток, что достаточно недорого стоит, но основная масса современных регуляторов не предназначена для этого. Так же в реле может выйти из строя микросхема, чаще это бывает от перегрева, вызванного большим током, либо внешним воздействием.

  • Диодный мост. Механическим повреждениям почти не подвластен, и выходят из строя у него только диоды (так называемый тепловой пробой – физическое разрушение p-n перехода, при котором цепь диода разрывается).

  • Статорная обмотка: нарушение лаковой изоляции приводит к тому, что провода разных фаз замыкаются между собой через жидкость или грязь, и генератор из трехфазного становится “полуфазным”. Так же может быть пробой между витками и корпусом, тогда вся работа генератора будет направлена нагревание себя любимого…

  • Ротор: не подвергаясь существенным электрическим нагрузкам, он, пожалуй, самый “активный” элемент генератора. Частота вращения может доходить до 6-8 тысяч оборотов. При этом под действием центробежной силы может происходить обрыв провода катушки…  Нередко от времени или попадания грязи (не ездите по лужам на скорости!!!) истираются контактные кольца, соответственно пропадает магнитная цепь в генераторе и его отдача прерывается.

  • Подшипники чаше всего выходят из строя из-за предельного ресурса, либо после неудачного ремонта. По тех.регламенту, подшипники, установленные в генератор, РАДИАЛЬНЫЕ, и не предназначены для осевых нагрузок. Соответственно, если “дядя Вася”, ремонтируя генератор, подшипники выбивает молотком, то на его обоймах остаются микро-следы от воздействия шариков. Во что такие вмятинки превратятся, когда в них будет попадать шарик с частотой где-то 200 раз в минуту, догадаться нетрудно.

  • Шкив, это трущаяся деталь, поэтому будет иметь естественный износ. Деталь очень недорогая, и менять ее приходится очень редко. Другое дело шкив с обгонной муфтой – конструкция сама по себе ненадежная, но сейчас все чаще и чаще встречается почти на всех типах машин. Помочь ему преодолеть жизненные трудности нам пока не под силу, поэтому просто надо смириться с тем, что через 70-100т пробега его потребуется заменить.

 

позвоните мне

Error

Спасибо за обращение. Наш менеджер свяжется с Вами в ближайшее время.

Неисправности генератора и их определение.


Основные неисправности генераторной установки




Неисправности генераторной установки приводят к отказу потребителей электроэнергии, устанавливаемых в бортовой сети автомобиля. Наиболее проблемной может оказаться поломка генератора или отказ регулирующих приборов генераторной установки на автомобилях, использующих для воспламенения горючей смеси систему зажигания – двигатель после полного разряда аккумуляторной батареи заглохнет и автомобиль превратится в обычную телегу на колесах, только без лошади.
После полного разряда аккумуляторной батареи невозможно пользоваться электроприборами – звуковой и световой сигнализацией, освещением, обогревом салона или кабины и т. д.
Отказ генераторной установки дизельного двигателя менее проблематичен, особенно, в светлое время суток – автомобиль сможет доехать до места ремонта, даже если придется проделать достаточно длинный путь. Тем не менее, после разряда аккумуляторной батареи и в этом случае потребители электроэнергии работать не смогут, а если двигатель заглохнет, запустить его можно будет только с буксира.

Многие неисправности генераторной установки при определенных навыках можно определить по показаниям контрольных приборов и ламп на щитке. Некоторые отказы диагностируются только после разборки и оценки работоспособности отдельных приборов и элементов генераторной установки.
Наиболее сложно выявить неисправности электротехнического характера, связанные с обрывом цепей, нарушением контактов или изоляции проводов, поскольку визуально такие неисправности не всегда определимы, в отличие от неисправностей, связанных с механическими поломками и повреждениями.

Ниже приведены наиболее характерные неисправности генератора, регулятора напряжения, блока предохранителей и других элементов конструкции генераторной установки автомобилей и рассмотрены методы их диагностирования.

***

Амперметр показывает разрядный ток при средней частоте вращения вала.
Контрольная лампа заряда батареи не гаснет после запуска двигателя.

Этот признак указывает на неисправность приборов системы генератора, регулятора напряжения, цепи зарядного тока или цепи возбуждения. Исправность цепей проверяется наличием и величиной напряжения от аккумуляторной батареи при неработающем двигателе.
Для проверки цепи возбуждения генератора необходимо отсоединить провод от зажима «Ш» («61») генератора и вместо разрыва цепи присоединить вольтметр и включить зажигание. Отсутствие напряжения свидетельствует об обрыве в цепи обмотки возбуждения.
При исправном генераторе, если амперметр показывает зарядный ток, наиболее вероятной причиной неисправности является отказ регулятора напряжения.
Причиной отсутствия зарядного тока также может быть слабое натяжение ремня привода ротора генератора.

***

Амперметр постоянно регистрирует большую силу зарядного тока.

Причиной нарушения может быть неисправность регулятора напряжения, пробой силового транзистора, короткое замыкание проводов между зажимами «+» («30») и «Ш» («61») генератора, увеличение сопротивления выключателя зажигания.
При обнаружении неисправности до выяснения причины необходимо отключить провод от зажима «Ш» («61») генератора. Состояние цепи возбуждения на увеличение сопротивления можно обнаружить по показанию вольтметра (10 В) между зажимами «+» («30») и «Ш» («61»).

***

Амперметр показывает малую силу зарядного тока при разряженной аккумуляторной батарее и средней частоте вращения вала.

Причиной может быть неисправность генератора или нарушение регулировки регулятора напряжения. Замыкают зажимы «+» («30») и «Ш» («61») при отключенном регуляторе напряжения и наблюдают за показаниями амперметра. Если амперметр покажет зарядный ток, то это указывает на неправильную работу реле регулятора, а отсутствие зарядного тока – на неисправность генератора.

***

Стрелка амперметра колеблется, контрольная лампа заряда батареи мигает при средней частоте вращения вала.

Подобное возможно при периодических нарушениях в цепи зарядного тока и возбуждении генератора, а так же при пробуксовке приводного ремня.
Причиной периодических нарушений может быть плохой контакт между щетками и кольцами из-за загрязнения или повреждения сопрягаемых поверхностей, а также из-за ослабления пружин, прижимающих щетки к контактным кольцам.

***



Основные неисправности генераторов

Наиболее характерными неисправностями генераторов являются:

  • плохой контакт между щетками и контактными кольцами ротора возникает при загрязнении и замасливании контактных колец;
  • обрыв обмотки возбуждения чаще всего происходит в местах пайки концов обмотки с контактным кольцом;
  • замыкание обмотки возбуждения на корпус ротора происходит при разрушении изоляции обмотки;
  • межвитковое замыкание в катушке обмотки возбуждения;
  • замыкание обмотки статора на корпус при механическом или тепловом повреждении изоляции;
  • межвитковое замыкание или обрыв в цепях фазных обмоток статора;
  • плохой контакт между щетками и контактными кольцами ротора в результате загрязнения и замасливания контактных колец;
  • обрыв обмотки возбуждения чаще всего происходит в местах пайки концов обмотки с контактным кольцом;
  • замыкание обмотки возбуждения на корпус ротора при этом происходит при разрушении изоляции обмотки. При этом генератор не развивает мощности.

***

Основные неисправности выпрямителя

Пробой диодов выпрямительного блока из-за перегрева внешними токами или повышения напряжения генератора, а также вследствие механических повреждений. В пробитом диоде сопротивление равно нулю и он проводит ток в обоих направлениях, что вызовет короткое замыкание фаз обмотки статора.
Напряжение генератора снижается, и аккумуляторная батарея не будет заряжаться.

***

Проверка интегральных регуляторов напряжения

Для проверки исправности интегрального регулятора напряжения подключают регулятор на пониженное напряжения (зажим «В» и «масса») и контрольную лампу к зажимам «В» и «Ш». Если лампа горит полным накалом — регулятор исправен, при неисправном регуляторе лампа не горит или горит с неполным накалом.

Второй способ выявления неисправности заключается в подключении вместо напряжения величиной 12 В повышенного напряжения величиной 16 В. При исправном регуляторе напряжения контрольная лампа не будет гореть.

***

Контактные выводы и клеммы генератора


Главная страница


Дистанционное образование

Специальности

Учебные дисциплины

Олимпиады и тесты

Защита генератора — типы неисправностей и защитные устройства

Типы неисправностей генераторов и устройства защиты

Общие неисправности генератора

Неисправности генератора обычно подразделяются на внутренние и внешние неисправности ; внутренних неисправностей вызваны проблемами компонентов генератора и внешних неисправностей вызваны ненормальными условиями работы и неисправностями во внешних сетях .

Неисправность на первичном двигателе (Первичный двигатель — это компонент, который используется для привода генератора и может быть двигателем внутреннего сгорания (в случае дизель-генераторных установок), газовыми турбинами, паровыми турбинами, ветряными турбинами и гидравлическими турбинами) и связанные системы не будут обсуждаться, так как они обычно определяются на этапе механического проектирования оборудования.

Однако они должны быть встроены в защиту генератора для отключения.

Типы внутренних неисправностей генератора

Внутренние неисправности могут быть электрическими или механическими

1. Неисправности статора

  • Перегрев обмоток
  • Межфазное замыкание обмоток
  • Замыкание фазы на землю обмоток
  • Межвитковое замыкание

2. Неисправности ротора

  • Замыкание на землю
  • Короткое замыкание обмотки ( фазный ротор )
  • Перегрев

3. Потеря поля/возбуждение (Поле в генераторе переменного тока состоит из катушек проводников внутри генератора, которые получают напряжение от источника (называемого возбуждением ) и создают магнитный поток).

4. Генератор выходит из строя

5. Работа двигателя

6. Перегрев подшипников и недостаточное давление смазочного масла

7. Вибрация

Перегрев статорных обмоток может быть вызван постоянными перегрузками и межфазными замыканиями и замыканиями на землю обусловлены пробоем изоляции .

Короткое замыкание обмотки ротора приводит к увеличению тока возбуждения и снижению напряжения возбуждения .

Перегрев ротора является следствием несимметричных токов на статоре , из-за:

  • Однополюсный расцепитель
  • Неисправность обмотки статора
  • Отрицательная последовательность фаз

Обратная последовательность фаз и несимметричные токи в токах статора и создает поток якоря , вращающийся в направлении, противоположном ротору , вызывая вихревые токи в массе ротора .

Эти вихревые токи , которые имеют удвоенную системную частоту ( 50 Гц или 60 Гц ), вызовут локальный перегрев на периферии ротора , что может вызвать ослабление удерживающих клиньев ротора и кольца .

Когда генератор теряет возбуждение (или поле ), реактивная мощность поступает из энергосистемы в генератор . Затем генератор теряет синхронность , и работает как асинхронный генератор со скоростью выше синхронной .

. Пока система стабильна , реактивная мощность ( МВАр ) будет поступать в генератор, и машина будет продолжать вырабатывать активной мощности ( МВт ).

Работа двигателя генератора может произойти, когда подача пара или воды к турбине выходит из строя и генераторы потребляют энергию от электрической системы .

В паровых турбинах пар действует как охлаждающая жидкость , поддерживая постоянную температуру лопаток . Отказ подачи пара может вызвать перегрев лопаток . На некоторых машинах повышение температуры очень мало , а вождение можно терпеть в течение значительного времени .

Гидравлическая турбина будет иметь кавитацию ( образование и последующее немедленное сжатие полостей в жидкости небольшие свободные от жидкости зоны пузырьки ») – которые являются следствием сил, действующих на жидкость ).

Обычно это происходит, когда жидкость подвергается быстрым изменениям давления , что вызывает образование полостей при относительно низком давлении .

Кавитация является значительной причиной износа . При входе в областей высокого давления , кавитационных пузырьков, которые взрываются на поверхности металла , вызывают циклическое напряжение из-за повторного взрыва , что приводит к поверхностной усталости металла .

Типы внешних неисправностей генератора

Неисправности внешней системы питания и ненормальные рабочие условия :

  • Внешнее короткое замыкание
  • Несинхронное подключение генератора
  • Несинхронизация (сдвиг полюсов или потеря синхронизации)
  • Перегрузки
  • Превышение скорости
  • Асимметрия фаз и обратная последовательность фаз
  • Пониженная и повышенная частота
  • Пониженное и повышенное напряжение

Неустраненная или медленно устраняемая неисправность в сетевой системе может привести к тому, что генераторов начнут проскальзывать полюса , или « не синхронизируются » с остальной частью системы .

Такое состояние является нежелательным , так как на вал воздействуют вредные механические напряжения , а резкие перепады мощности оказывают возмущающее воздействие на напряжения энергосистемы .

Потеря синхронизма может быть вызвана внешним коротким замыканием, отключением важной индуктивной нагрузки или неисправностью в системе возбуждения .

Превышение скорости является следствием внезапного отключения общей нагрузки или значительного снижения нагрузки .

Устройства защиты генератора

Генераторы — самое дорогое оборудование в энергосистемах. Для защиты генераторов переменного и постоянного тока от возникающих в них неисправностей используются следующие устройства.

  • Защита статора от замыканий на землю (междуфазная обмотка статора и защита статора от замыканий на землю с помощью дифференциального реле)
  • Защита ротора от замыканий на землю
  • Защита от несбалансированной нагрузки статора (потеря защиты возбуждения и изменение потока реактивной мощности)
  • Защита от перегрева статора (защита статорных обмоток и подшипников от перегрева и защита от обратной последовательности фаз)
  • Защита от потери топки котла
  • Защита от отказа первичного двигателя и турбины (защита от дисбаланса фаз статора )
  • Защита от превышения скорости и перевозбуждения (насыщение сердечника из-за перевозбуждения)
  • Нарушение изоляции
  • Защита от отказа смазочного масла
  • Защита от низкого вакуума
  • Защита от вибрации и защита от понижения и повышения частоты
  • Резервная защита генератора
  • Защита от искажения ротора и дополнительная защита от пуска фазы
  • Защита от внешних коротких замыканий
  • Защита от разностного расширения между неподвижной и вращающейся частями генератора
  • Защита от обратной мощности и защита от отрицательного потока мощности

Поэтому необходимы надежные схемы релейной защиты, чтобы обнаруживать и быстро устранять неисправности генератора минимизировать ущерб и сократить время ремонта до минимума .

Защита от межфазных замыканий обмоток статора осуществляется через дифференциальное реле , принцип работы которого ранее обсуждался в других разделах. Это защитное устройство не способно обнаруживать межвитковые замыкания обмоток.

Когда возникает такой тип неисправности уменьшается фазное напряжение и появляется напряжение нулевой последовательности ; это напряжение определяется реле напряжения (код ANSI/IEEE/IEC 60 ), подключенным к VT .

Замыкание статора на землю или замыкание на землю защита зависит от заземления статора . Для системы заземления сопротивления может использоваться реле максимального тока , подключенное к «кольцевому» трансформатору тока в соединении нейтрали , или реле напряжения на клеммах сопротивления .

При нормальных здоровых условиях ток не течет через сопротивление и напряжение на клеммах равно нулю .

Для заземления через трансформатор используется реле напряжения , проверяющее напряжение на сопротивлении, подключенном к вторичной обмотке трансформатора .

В нормальных здоровых условиях заземляющий трансформатор вырабатывает вторичное напряжение , и на реле напряжение не подается . Когда происходит замыкание статора на землю , на клеммах вторичной обмотки заземляющего трансформатора возникает напряжение , и реле напряжения срабатывает .

На рис. 1 показано типичное подключение дифференциальной защиты статора и защиты от замыканий на землю.

Рисунок 1 – Дифференциальная защита и защита статора от замыканий на землю

Защита от короткого замыкания обмотки ротора обеспечивается реле максимального тока .

Обмотки ротора могут быть повреждены замыканием на землю.

Ротор или обмотка возбуждения на больших тепловых генераторах незаземлены , таким образом одиночное замыкание на землю не вызывает тока повреждения .

Одиночное замыкание на землю , однако повышает потенциал всей системы возбуждения и возбуждения , а дополнительные напряжения, вызванные размыканием выключателя возбуждения или главного выключателя генератора , , особенно в условиях неисправности , могут увеличение напряжения на землю в поле , когда статор переходные процессы индуцируют дополнительное напряжение в обмотках возбуждения .Это избыточное напряжение может вызвать секундное замыкание на обмотке возбуждения .

Второе замыкание на землю d может вызвать локальный нагрев чугуна, который может деформировать ротор, вызывая опасный дисбаланс.

Защита от замыканий на землю ротора может быть обеспечена реле , которое управляет изоляцией ротора путем подачи вспомогательного переменного напряжения на ротор , или реле напряжения , последовательно соединенного с высокоомным ( линейным и комбинация нелинейных резисторов является распространенным методом, используемым в настоящее время. 64).

В настоящее время современная техника требует использования комбинированных линейных и нелинейных резисторов .

Рисунок 2 – Защита ротора от замыканий на землю

На рисунке 2 показан пример защиты ротора от замыканий на землю .

Защита от потери возбуждения использует реле , которое обнаруживает изменение потока реактивной мощности. В типовой схеме защиты от потери возбуждения используется реле Offset Mho ( импеданс ) для измерения импеданса нагрузки генератора .

Реле полного сопротивления Offset Mho представляет собой однофазное реле и питается от генератора CT и VT . потеря полевого реле сработает, если значение импеданса нагрузки находится в пределах рабочей характеристики реле y.

Реле времени включается в инициирует отключение машины, если условие опережающей реактивной мощности сохраняется в течение 1 с ( типичный ).

Для предотвращения насыщения сердечника из-за перевозбуждения во время пуска и останова используется защита от перевозбуждения ( ANSI/IEEE/IEC код 59) .

Перевозбуждение можно объяснить следующим уравнением:

В = В/ф

Где B — плотность магнитного потока или магнитная индукция или поток в сердечнике (единица измерения: тесла — Тл ), В приложенное напряжение (единица измерения: вольт — В ) и

3 f

3 частота (единица измерения: hetz – Гц ).

Чтобы поток ядра оставался ниже точки насыщения , напряжение генератора может увеличиваться только по мере увеличения частоты (или скорости) .

Если возбуждение возрастает слишком быстро , то это условие перевозбуждения должно быть обнаружено , и выключатель защиты сработал .

Схемы защиты от перевозбуждения используют Вольт на Герц реле .

Эти реле имеют линейную характеристику и сработают, если отношение напряжения к частоте превысит установленное значение .

Защита статорных обмоток и подшипников от перегрева обычно выполняется РДТ и т термистором по контролируют температуру .

Защита от асимметрии фаз статора обычно использует реле максимального тока с инверсией времени , которое установлено в соответствии с максимальное время, в течение которого ротор может выдержать этот перегрев .

Функция защиты обратной последовательности фаз генератора заключается в защите машины от эффектов перегрева , а именно на роторе , которые возникают в результате асимметрии фазных токов статора .

Рисунок 3 – Защита обратной последовательности фаз

В этой защите используется реле , которое сравнивает ток в двух фазах через ТТ , как показано на рисунке 3.

Защиты являются набором в соответствии с максимальное время выдерживаемого ротором этого перегрева и время определяется уравнением К = I 2 t (на основе закона Джоуля

5).

Типичные кривые для этого состояния показаны в зависимости от первичного двигателя и указаны производителем .

Рисунок 4 – Защита от обратной мощности

Защита от обратной мощности (код 32 ANSI/IEEE/IEC) использует реле направления мощности монитор нагрузки генератора ; реле питается от генератора CT и VT , как показано на рисунке 4, и будет срабатывать при обнаружении любого отрицательного потока мощности .

Защита от асинхронного хода обнаруживает состояние , вызванное нарушениями энергосистемы, а не неисправностями генератора . Защита обнаруживает состояние, когда генератор проскальзывает на своем первом полюсе , и вызывает срабатывание выключателей генератора .

Турбина не отключена что позволяет машине быть повторно синхронизированной после того, как неисправность системы устранена .

Эту защиту можно считать дополнительной к защите от потери возбуждения.

Несинхронность Состояние происходит с генератором при полном поле и потеря синхронизма из-за недовозбуждения происходит, когда генератор не имеет поля .

Защита от асинхронного хода использует три реле измерения импеданса . Эти реле питаются от ТТ и ТН генератора и измеряют импеданс нагрузки генератора , определяя состояние качания мощности , если три реле срабатывают в правильной последовательности и инициируют отключение ВН автоматические выключатели .

Для внешних коротких замыканий используются реле максимального тока ( 50; 50N; 51; 51N ).

Защита от понижения и повышения частоты (код ANSI/IEEE/IEC 81 ) также обнаруживает системные помехи, а не неисправности генератора. Авария крупной энергосистемы может привести к избыточной или недостаточной генерирующей мощности для оставшейся подключенной нагрузки .

В первом случае , повышенная частота , с возможным повышенным напряжением из-за пониженной нагрузки . Работа в этом режиме не приведет к перегреву если номинальная мощность и приблизительно 105% номинальное напряжение не превышают .

Элементы управления генератором должны быть быстро отрегулированы для согласования выходной мощности генератора с нагрузкой .

С недостаточной выработкой для подключенной нагрузки , пониженная частота является результатом потребности большой нагрузки .

Падение напряжения приводит к увеличению возбуждения регулятора напряжения до . В результате перегрев может произойти как в роторе, так и в статоре . В то же время , требуется больше мощности , а генератор меньше способен ее обеспечить на затухающей частоте .

Сброс нагрузки системы автоматической или ручной трансмиссии должен в идеале регулировать нагрузку в соответствии с подключенной генерацией до того, как произойдет полный коллапс энергосистемы.

Реле максимального и минимального напряжения (коды ANSI/IEEE/IEC 59 и 27 ) используются для управления напряжением .

Дополнительная пусковая защита фазы предназначена для обнаружения состояния , когда неисправность существует с, когда генератор разгоняется до скорости . Генераторы, конечно же, не должны запускаться под нагрузкой или в условиях неисправности.

Для предотвращения этого используется схема защиты n, которая включает реле максимального тока с малой уставкой ТОЛЬКО если частота ниже 52 Гц на 60 Гц энергосистемы и 4 900 на 50 Гц системы .

В настоящее время IED (см. раздел 2.1), в котором группируют все необходимые функции защиты , обычно используются для защиты генератора .

Об авторе: Мануэль Болотинья
— Степень лиценциата в области электротехники — Энергетика и энергосистемы (1974 г. — Instituto Superior Técnico / Университет Лиссабона)
— Степень магистра в области электротехники и вычислительной техники (2017 г. — Faculdade de Ciencias e Tecnologia / Университет Нова) Лиссабона)
– Старший консультант по подстанциям и энергосистемам; Профессиональный инструктор

Похожие сообщения:

Системы защиты генераторов | Статья о внутренних неисправностях, автоматических выключателях и отказах возбуждения


Защита генератора При разработке систем управления генератором компоненты защиты генератора часто включаются в один и тот же шкаф для малых и средних объектов.Устройства защиты генератора и проводка отделены от устройств и проводки цепи управления. Тем не менее, они могут взаимодействовать с системой управления для отключения генератора и функций сигнализации/мониторинга.

Защиту генератора можно разделить на следующие категории:

  • Внутренние неисправности — Замыкание фазы и/или заземления в статоре и/или обмотке возбуждения (ротор).
  • Ненормальные рабочие условия — такие проблемы, как потеря поля, перегрузка, перенапряжение, пониженная/повышенная частота, потеря синхронизации и т. д.
Генератор защищен от внутренних повреждений ротора и статора методами заземления. Существуют различные методы заземления генератора. Методы заземления пропорциональны размеру и сложности объекта (более крупные и сложные конструкции требуют более сложной схемы заземления). Если генератор не имеет надлежащего заземления, ротор и/или статор могут быть повреждены без возможности ремонта во время замыкания на землю.

Защита вашего генератора от ненормальных условий работы определяется системой.Система аварийного питания, которая подает питание только на освещение и аварийные цепи, не нуждается в защите синхронизации. В этой статье представлена ​​информация о возбуждении поля, частоте, обратной мощности, перегорании полюсов выключателя и потерях синхронизации.

Неисправности автоматического выключателя Автоматические выключатели защищают ротор и статор генератора от отказа, вызванного компонентом(ами) на стороне нагрузки цепи. Сетевой или питающий автоматический выключатель подает напряжение на системные выключатели.Системы, требующие бесперебойного питания, могут иметь резервные или резервные возможности для быстрого обхода отказавшего автоматического выключателя. Эта функция может быть автоматической, ручной или их комбинацией в зависимости от неисправности.

Автоматические выключатели выходят из строя двумя способами:

  • Failed Open — автоматический выключатель не остается во включенном состоянии после ремонта цепи. Сработавший выключатель приводит к разомкнутой цепи.
  • Failed Closed — контакты спаяны.Выключатель проводит ток в разомкнутом, замкнутом и отключенном положениях. Это может привести к непреднамеренному включению цепи.
Вспышка выключателя, также называемая вспышкой дуги, представляет собой свет и тепло, образующиеся как часть дугового замыкания. Считается разновидностью электрического взрыва. Разряд взрыва возникает из-за низкоомного соединения через воздух с землей или другой фазой напряжения. Взрыв дуги — это сверхзвуковая ударная волна, возникающая, когда неконтролируемая дуга испаряет металлические контакты.Перекрытие может произойти во время синхронизации между клеммами выключателя, когда выключатель разомкнут из-за внутреннего или внешнего загрязнения, низкого диэлектрического давления и влажности. Схемы защиты разработаны с учетом потребностей объекта.

Сбой возбуждения Генератор состоит из ротора, вращающегося в магнитном поле. Генераторы, в которых используются катушки возбуждения, требуют протекания тока для создания магнитного поля. Процесс создания магнитного поля с помощью электрического тока называется возбуждением.

Потеря поля может произойти по следующим причинам:

  • Отключение выключателя
  • Обрыв или короткое замыкание в цепи возбуждения. Может вызвать перегорание контактных колец.
  • Потеря питания в цепи возбуждения.
С генераторами, работающими параллельно, генератор с потерей поля превышает скорость и работает как асинхронный генератор, получая возбуждение от системы. Перегрев компонентов генератора является распространенной проблемой. Схемы защиты от потери поля предназначены для предотвращения небезопасной и вредной работы генератора при потере поля.

Когда генератор получает больше напряжения возбуждения, чем требуется, эффект уравновешивается потоком, движущимся в противоположном направлении, добавляемым источником переменного тока, и работает на ведущем коэффициенте мощности как емкостная нагрузка. Если поле возбуждения неправильное, генератор будет действовать как индуктивная или емкостная нагрузка на систему. Усовершенствованные энергосистемы будут отключать генераторы, в которых возникают сбои возбуждения, для устранения неполадок.

Частота и мощность Количество магнитных опросов и обороты двигателя генератора включены в расчет, чтобы определить частоту генератора.Уравнение: RPM x Poles/120. Генератор с 4 полюсами, работающий со скоростью 1800 об/мин, будет генерировать 60 Гц.

Если скорость двигателя превышает заданное значение или снижается из-за механических проблем или проблем со стороны генератора, частота будет пропорционально следовать за двигателем. Увеличение скорости приведет к более высокой частоте, а уменьшение — к более низкой частоте. Усовершенствованные системы могут обеспечить защиту поврежденного генератора и параллельно с резервным генератором.

Генераторы, демонстрирующие отклонения частоты, должны быть отремонтированы до принятия нагрузки.

Когда генераторы работают параллельно и один из них выходит из строя, он удовлетворяет критериям обратной мощности. Вышедший из строя генератор может действовать как двигатель и потреблять ток от других генераторов, работающих в сети. Энергия теряется из сети из-за отсутствия питания от вышедшего из строя генератора. Кроме того, неисправный генератор использует электроэнергию из сети для работы в качестве двигателя. В более продвинутых системах есть системы автоматического переключения и параллельного подключения, в которых используются реле обратной мощности.

Синхронизация — это когда несколько генераторов используются для подачи электроэнергии в сеть при параллельной работе. Когда генераторы работают параллельно, скорость и частота генераторов согласуются пропорционально возрастающей мощности сети. Серьезная неисправность может привести к потере синхронизма. Это может вывести из строя более одного генератора и вызвать частичную или полную потерю мощности. Были разработаны схемы для вывода из строя генератора с нулевыми показаниями напряжения до того, как произойдет потеря синхронизации.

 


>>Назад к статьям и информации<<

Неисправности, возникающие в генераторах

Неисправности генератора можно рассматривать в следующих разделах: 1. Неисправности обмотки статора 2. Неисправности обмотки возбуждения или цепи ротора 3. Ненормальные условия эксплуатации.

1. Неисправности обмотки статора:

Такие неисправности возникают в основном из-за нарушения изоляции катушек статора.

Основные виды неисправностей обмотки статора:

(i) Замыкания фазы на землю

(ii) Межфазные замыкания и

(iii) Межвитковые замыкания с участием витков одной и той же фазной обмотки.

Неисправности обмотки статора являются наиболее опасными и могут привести к значительному повреждению дорогостоящего оборудования. Таким образом, автоматическая защита абсолютно необходима для устранения таких неисправностей в кратчайшие сроки, чтобы минимизировать размер ущерба.

Межфазные замыкания и межфазные замыкания встречаются реже, они обычно перерастают в замыкание на землю. Межвитковые замыкания обнаружить сложнее.

Влияние замыкания на землю в статоре двоякое:

(i) Дугообразование на сердечнике, которое сваривает пластины вместе, вызывая горячие точки вихревых токов при последующем использовании.Ремонт в таком состоянии требует значительных денежных и временных затрат.

(ii) Сильный нагрев проводников, повреждающий их и изоляцию с возможным прорывом огня.

2. Неисправности обмотки возбуждения или цепи ротора:

Неисправности в цепи ротора могут быть либо замыканиями на землю (замыкания проводника на землю), либо межвитковыми замыканиями, которые вызваны сильными механическими и тепловыми нагрузками.

Полевая система обычно не заземлена (т.т. е., остается изолированным от земли) и, следовательно, единичное замыкание между обмоткой возбуждения и корпусом ротора из-за пробоя изоляции не приводит к возникновению тока короткого замыкания. Однако второе замыкание на землю приведет к короткому замыканию некоторой части обмотки ротора и, таким образом, может создать несимметричную систему возбуждения, создающую неуравновешенную силу на роторе. Это может вызвать сильную вибрацию ротора с возможным повреждением подшипников. Таким образом, одиночное замыкание на землю может быть допущено в течение некоторого времени, но не должно продолжаться.В случае больших генераторов предусмотрена защита ротора от замыкания на землю.

Из-за неисправности может возникнуть дисбаланс трехфазных токов статора. Согласно теории симметричных составляющих несимметричные трехфазные токи имеют составляющую обратной последовательности, которая вращается с синхронной скоростью в направлении, противоположном направлению вращения ротора. Таким образом, в роторе индуцируются токи двойной частоты.

Это вызывает перегрев ротора и возможное его повреждение.Неуравновешенные токи также могут вызывать сильную вибрацию, но проблема перегрева стоит более остро. Индикаторы температуры ротора используются с большими генераторами для обнаружения перегрева ротора из-за несбалансированной нагрузки генератора.

Неисправности ротора с обрывом цепи, хотя и редки, могут вызвать искрение и, таким образом, привести к серьезным последствиям.

Пониженное возбуждение может возникнуть из-за обрыва цепи или короткого замыкания в цепях возбуждения или возбуждения или неисправности автоматического регулятора напряжения. Когда генератор теряет возбуждение полем, он немного ускоряется и продолжает работать как асинхронный генератор, получая возбуждение от системы и вырабатывая мощность с опережающим коэффициентом мощности.

Падение напряжения также произойдет из-за потери возбуждения, что может привести к потере синхронизма и стабильности системы. Также возможен перегрев ротора из-за наведенных токов в обмотках ротора и демпфера. Этого можно избежать, используя схему отключения, которая устроена таким образом, что отключение выключателя возбуждения вызывает отключение выключателя генераторной установки.

3. Ненормальные условия эксплуатации:

Ненормальные условия работы, которые могут возникнуть в генераторе:

(i) Отказ первичного двигателя (турбины), приводящий к работе генератора в качестве синхронного двигателя

(ii) Отсутствие поля

(iii) Несбалансированная нагрузка и последующий нагрев генератора

(iv) Перегрузка

(v) Перенапряжение на клеммах генератора

(vi) Превышение скорости

(vii) Отказ вентиляции и

(viii) Утечка тока в корпусе генератора.

Общие коды неисправностей генератора и что делать —

Опубликовано автором Midwest Generators

Потеря измерения переменного тока

Лампа неисправности загорается желтым светом и звучит звуковой сигнал, когда контроллер не определяет номинальное выходное напряжение переменного тока генераторной установки после отключения пускового механизма. Контроллер отображает предупреждение о потере датчика переменного тока.

Неисправность зарядного устройства

Лампа неисправности загорается желтым светом и звучит звуковой сигнал, когда зарядное устройство аккумуляторной батареи неисправно.Для работы этой функции неисправности требуется дополнительное зарядное устройство с выходом неисправности для работы лампы. На локальном дисплее отображается предупреждение Batt Chg Flt Warning.

Низкое напряжение батареи

Лампа неисправности загорается желтым цветом и раздается звуковой сигнал, когда напряжение аккумулятора падает ниже заданного уровня более чем на 90 секунд. На локальном дисплее отображается предупреждение о низком заряде батареи.

Низкий уровень моторного масла

Лампа неисправности горит желтым цветом и звучит звуковой сигнал из-за низкого уровня масла в двигателе.Для этой функции неисправности требуется опция, разрешающая датчик уровня моторного масла, чтобы лампа функционировала. На местном дисплее отображается предупреждение о низком уровне масла.

Низкое давление масла

Лампа неисправности загорается желтым цветом и звучит звуковой сигнал, когда давление масла в двигателе приближается к диапазону отключения. Предупреждение о низком давлении масла не работает в течение первых 30 секунд после запуска. На местном дисплее отображается предупреждение о низком давлении масла.

Не в автоматическом режиме (главные переключатели управления генератором)

Лампа неисправности загорается желтым цветом и звучит звуковой сигнал, когда главная кнопка управления генераторной установкой находится в режиме РАБОТА или ВЫКЛ/СБРОС.На локальном дисплее отображается предупреждение «Не в автоматическом режиме».

Увеличенный кривошип

Лампа неисправности загорается красным цветом, звучит звуковой сигнал, и запуск двигателя прекращается, если агрегат не запускается в течение заданного периода запуска. На локальном дисплее отображается Over Crank Shutdwn. См. Раздел 2.3.1, Автоматический запуск, и Раздел 1.3.1, Спецификации событий состояния и отказов для получения спецификаций циклического запуска

.

Пониженное напряжение

Лампа неисправности загорается красным цветом, звучит звуковой сигнал, и установка выключается, когда напряжение падает ниже уставки минимального напряжения в течение времени задержки.На локальном дисплее отображается напряжение (L1–L2, L2–L3 или L3–L1) Low Shutdwn. См. рис. 2-7 для получения информации о минимальном напряжении

.

Что произойдет, если я получу одно из этих предупреждений?

Пожалуйста, сбросьте настройки вашего генератора по всем параметрам, кроме низкого уровня масла и низкого давления масла.

Если у вас есть один из этих двух кодов, выключите генератор и свяжитесь с нашим офисом по телефону 612-284-1550.

Для сброса Generac

  • Разблокируйте и поднимите крышку генератора
  • Нажмите кнопку на контроллере — для некоторых устройств вам может потребоваться нажать кнопку ввода
  • Нажмите кнопку ручного управления — возможно, вам придется нажать Enter
  • Если генератор запускается и работает, дайте ему поработать 5 минут, отключите и переведите в автоматический режим, теперь генератор готов к работе
  • Если генератор запускается, выключите его и позвоните в наш офис для получения дополнительной помощи 612-284-1550

Для сброса Briggs или GE

  1. Разблокируйте и откройте крышку генератора
  2. Выключите генератор, нажав на контроллер
  3. Когда генератор выключен, найдите предохранитель под заслонкой на контроллере, который будет либо рядом с экраном дисплея, либо под ним, и будет проходить по всей ширине контроллера.
  4. Как только вы найдете предохранитель, извлеките его из гнезда и подождите 30 секунд
  5. Через 30 секунд вставьте предохранитель в гнездо и нажмите кнопку ручного управления.
  6. Если генератор запускается и работает, дайте ему поработать 5 минут, отключите и переведите в автоматический режим, теперь генератор готов к работе
  7. Если генератор запускается, выключите его и позвоните в наш офис для получения дополнительной помощи 612-284-1550

 

Калькулятор тока короткого замыкания генератора

Вычисляет ток короткого замыкания трехфазного генератора переменного тока.

См. также

Параметры

  • Номинальное напряжение (В) . Номинальное междуфазное напряжение генератора в вольтах.
  • Рейтинг (С). Номинальная мощность генератора в кВА.
  • Полное сопротивление (Zk) . Сопротивление короткого замыкания генератора в процентах. Полное сопротивление короткого замыкания может быть задано для субпереходного, переходного или установившегося режима неисправности генератора. Для упрощения сопротивлением можно пренебречь и учитывать только реактивное сопротивление.Типичные значения реактивного сопротивления показаны ниже.

Каково сопротивление генератора?

Типичные значения импеданса для коротких замыканий генератора.

Фаза Уравнение Типовое реактивное сопротивление (%) Типичное время
Субпереходный \(Z_{k}= X_{d}»\) 10 – 20% 10 мс
Переходный период \(Z_{k}= X_{d}’\) 15 – 25% 250 мс
Устойчивое состояние \(Z_{k}= X_{d}\) 200 – 350% > 250 мс

Как рассчитать ток короткого замыкания для генератора?

Упрощенная формула тока короткого замыкания генератора:

\(I_{фактическая ошибка}= \dfrac{S_{r} \times 100}{\sqrt{3} \times V_{r} \times Z_{\%}}\)

Где:

  • \(I_{fault-actual}\) — ток короткого замыкания в кА.
  • \(S_{r}\) — номинальная мощность генератора в кВА.
  • \(V_{r}\) — номинальное напряжение генератора в В.
  • \(Z_{\%}\) — импеданс генератора в базовых процентах.

Как рассчитать ток короткого замыкания для генератора с поблочной системой?

Шаг 1: Рассчитайте удельный ток короткого замыкания:

\(I_{разлом-pu}= \dfrac{1}{Z_{pu}}\)

Обратите внимание, что \(Z_{pu} = \dfrac {Z_{\%} }{100}\)

Шаг 2: Расчет номинального базового тока:

\(I_{номинальная-база}= \dfrac{S_r}{\sqrt{3} \times V_r}\)

Шаг 3: Рассчитайте фактический ток короткого замыкания:

\(I_{фактическая ошибка}= I_{ошибка-pu} \times I_{номинальная база}\)

Заземление генератора и защита статора от замыканий на землю

Сложность генераторной установки

Генераторная установка представляет собой довольно сложную систему, состоящую из обмотки статора генератора, его трансформатора и блочного трансформатора (если имеется), ротора с обмоткой возбуждения и системой возбуждения, и первичный двигатель со связанными с ним вспомогательными устройствами.

Заземление генератора и защита от замыканий на землю статора (фото предоставлено Грегом Моссом)

В этой системе генераторных установок может возникнуть множество различных неисправностей, для которых требуется широкий спектр электрических и механических средств защиты.

Как (почти) всегда, финансовые соображения определяют степень защиты, которая будет применяться, принимая во внимание стоимость машины и стоимость ее продукции для владельца завода.

В этой технической статье рассматриваются методы заземления генератора и только защита статора от замыканий на землю.

  1. Генератор заземления
  2. Защита от неисправностей земли
      1. Генераторы с прямым соединением
        1. нейтральная защита от току
        2. Чувствительная защита от неисправности земли
        3. Защита от неисправности нейтрального напряжения
    1. косвенно связанные генераторы
      1. Заграждение по току
      2. Заземление распределения трансформатора с использованием текущего элемента
      3. распределительный трансформатор заземление с использованием элемента напряжения
      4. Защита от напряжения
      5. Защита от неисправности нейтральное напряжение
    2. Ограниченная защита от неисправностей земли
      1. с низким сопротивлением воздействия REF Protection
    3. Защита от замыканий на землю для всей обмотки статора
      1. Измерение напряжения третьей гармоники
      2. Использование низкочастотной подачи напряжения

1.Заземление генератора

Нейтральная точка генератора обычно заземляется для облегчения защиты обмотки статора и соответствующей системы . Заземление также предотвращает разрушительные переходные перенапряжения в случае дугового замыкания на землю или феррорезонанса.

Для высоковольтных генераторов полное сопротивление обычно вводится в соединение заземления статора, чтобы ограничить величину тока замыкания на землю.

Существует широкий диапазон выбора тока замыкания на землю, общие значения: методы импедансного заземления генератора показаны на рисунке 1.Низкие значения тока замыкания на землю могут ограничивать ущерб, вызванный неисправностью, но одновременно затрудняют обнаружение неисправности в направлении звезды обмотки статора.

За исключением специальных применений, таких как морские, низковольтные генераторы обычно имеют глухозаземленное заземление для соответствия требованиям безопасности.

Если применяется повышающий трансформатор, генератор и обмотка более низкого напряжения трансформатора могут рассматриваться как изолированная система, на которую не влияют требования к заземлению энергосистемы.

Рисунок 1 – Способы заземления генератора

В качестве импеданса можно использовать заземляющий трансформатор или последовательное сопротивление . Если используется заземляющий трансформатор, постоянная номинальная мощность обычно находится в диапазоне 5-250 кВА. Вторичная обмотка нагружена резистором, номинал которого, если учитывать коэффициент трансформации, пропускает выбранный ток кратковременного замыкания на землю.

Обычно находится в диапазоне от 5 до 20 А .

Резистор предотвращает возникновение высоких переходных перенапряжений в случае дугового замыкания на землю, что происходит путем разрядки связанного заряда в емкости цепи.По этой причине резистивная составляющая тока короткого замыкания не должна быть меньше тока остаточной емкости.

Это основа дизайна, и на практике используются значения  от 3 до 5 I co  .

Важно, чтобы заземляющий трансформатор никогда не насыщался . В противном случае может возникнуть очень нежелательное состояние феррорезонанса.

Необходимо учитывать нормальное повышение генерируемого напряжения выше номинального значения, вызванное внезапной потерей нагрузки или форсированием поля, а также удвоение потока в трансформаторе из-за точечной подачи напряжения.

Достаточно, чтобы трансформатор был спроектирован так, чтобы иметь ЭДС первичной обмотки в точке перегиба. равно 1,3-кратному номинальному напряжению сети генератора .

Вернуться к содержанию ↑


2. Защита от замыканий на землю

Защита от замыканий на землю должна применяться там, где используется импедансное заземление, которое ограничивает ток замыкания на землю до уровня ниже порога срабатывания перегрузки по току и/или дифференциальной защиты. защита от короткого замыкания, расположенная на расстоянии 5 % обмотки статора от точки звезды.

Требуемый тип защиты будет зависеть от метода заземления и подключения генератора к энергосистеме.

Вернуться к содержанию ↑


2.1 Генераторы с прямым подключением

Одиночный генератор с прямым подключением, работающий в изолированной системе, обычно имеет прямое заземление . Однако, если несколько прямосоединенных генераторов работают параллельно, обычно заземляется только один генератор.

Следующие пункты описывают доступные методы:


2.1.1 Максимальная токовая защита нейтрали

При этой форме защиты трансформатор тока в соединении нейтрали с землей подает питание на элемент реле максимального тока. Это обеспечивает неограниченную защиту от замыканий на землю, поэтому оно должно сочетаться с защитой фидера.

Таким образом, релейный элемент будет иметь рабочую характеристику с выдержкой времени .

Сортировка (или сортировка) должна проводиться в соответствии со следующими принципами:


1.Время прерывания автоматического выключателя

Автоматический выключатель, прерывающий неисправность, должен полностью прервать ток, прежде чем отключится реле распознавания . Затрачиваемое время зависит от типа используемого автоматического выключателя и отключаемого тока короткого замыкания.

Производители обычно указывают время отключения при отказе при номинальной отключающей способности, и это значение неизменно используется при расчете запаса по градации.


2.Relay Timing Error

Все реле имеют ошибки во времени по сравнению с идеальной характеристикой, определенной в IEC 60255. Для реле, указанного в IEC 60255, указывается индекс ошибки реле, который определяет максимальную ошибку синхронизации реле.

Ошибка синхронизации должна учитываться при определении границы оценки.


3. Перерегулирование

Когда реле обесточено, работа может продолжаться некоторое время до тех пор, пока накопленная энергия не будет рассеяна.

Например, индукционное дисковое реле будет накапливать кинетическую энергию при движении диска; в статических релейных цепях энергия может накапливаться в конденсаторах. Конструкция реле направлена ​​на минимизацию и поглощение этих энергий, но обычно необходим некоторый допуск.

Время превышения определяется как разница между временем срабатывания реле при заданном значении входного тока и максимальной продолжительностью входного тока , которая при внезапном снижении ниже уровня срабатывания реле недостаточна для срабатывания реле. операция.


4. Ошибки ТТ

Трансформаторы тока имеют ошибки фазы и коэффициента трансформации из-за тока возбуждения, необходимого для намагничивания их сердечников. В результате вторичный ток ТТ не является идентичной масштабированной копией первичного тока.

Это приводит к ошибкам в работе реле, особенно во время работы . Ошибки ТТ не относятся к независимым реле максимального тока с независимой выдержкой времени.


5. Окончательный запас

После того, как были сделаны поправки на время отключения автоматического выключателя, ошибку синхронизации реле, перерегулирование и ошибки трансформатора тока, дискриминирующее реле должно просто не завершить свою работу.

Требуется дополнительный запас прочности, чтобы реле не сработало.

Уставка не должна превышать 33 % от максимального тока замыкания на землю генератора , и предпочтительнее более низкая уставка, в зависимости от соображений градации.

Вернуться к содержанию ↑


2.1.2 Чувствительная защита от замыканий на землю

Этот метод используется в следующих ситуациях:

  1. Генераторы прямого включения, работающие параллельно.
  2. Генераторы с высокоимпедансным заземлением нейтрали, ток замыкания на землю ограничен несколькими десятками ампер.
  3. Установки с очень высоким сопротивлением пути замыкания на землю из-за особенностей грунта.

В этих случаях обычная защита от замыканий на землю бесполезна.

Ток замыкания на землю (остаточный) может быть получен от остаточного соединения линейных ТТ, линейного CBCT или ТТ в нейтрали генератора .Последнее невозможно, если используется направленная защита. Поляризационное напряжение обычно является входным напряжением смещения нейтрали для реле или остаточным трехфазным напряжением, поэтому необходимо использовать подходящий ТН.

Для заземления катушки Петерсена также можно использовать ваттметрический метод.

Для генераторов с прямым подключением, работающих параллельно, может потребоваться направленная чувствительная защита от замыканий на землю . Это необходимо для того, чтобы неисправный генератор был отключен до того, как защита от сверхтока нейтрали отключит параллельно работающий генератор.

При работе от фазных ТТ с остаточным подключением защита должна быть стабилизирована против неправильного срабатывания при переходном токе утечки в случае асимметричного насыщения ТТ при протекании обрыва фазы или намагничивающего пускового тока.

Методы стабилизации включают добавление импеданса цепи реле и/или применение временной задержки. Если требуемая уставка защиты очень мала по сравнению с номинальным током фазных трансформаторов тока, необходимо использовать один CBCT для защиты от замыканий на землю, чтобы обеспечить устойчивость к переходным процессам.

Поскольку любой генератор в параллельной группе может быть заземлен, все генераторы должны быть оснащены как максимальной токовой защитой нейтрали, так и чувствительной направленной защитой от замыканий на землю .

Настройка чувствительной направленной защиты от замыканий на землю выбрана для согласования с дифференциальной защитой генератора и/или защитой от смещения напряжения нейтрали, чтобы обеспечить защиту 95% обмотки статора.

На рис. 2 показана полная схема, включая дополнительные сигналы блокировки, когда возникают трудности с координацией защиты от замыканий на землю генератора и нижестоящего фидера.

Рисунок 2 – Комплексная схема защиты от замыканий на землю для генераторов с прямым подключением, работающих параллельно

Для случаев (b) и (c) выше нет необходимости использовать направленное устройство. Необходимо соблюдать осторожность при использовании правильной настройки характеристического угла реле (RCA) — например, если полное сопротивление заземления в основном резистивное, оно должно быть .

В изолированных системах или системах с заземлением с очень высоким импедансом будет использоваться RCA –90°, так как ток замыкания на землю является преимущественно емкостным.

Направленная чувствительная защита от замыканий на землю также может использоваться для обнаружения замыканий на землю обмоток . В этом случае релейный элемент накладывается на клеммы генератора и настроен так, чтобы реагировать на неисправности только внутри машинных обмоток.

Следовательно, замыкания на землю во внешней системе не приводят к срабатыванию реле. Однако ток, протекающий из системы в замыкание на землю обмотки, вызывает срабатывание реле. Он не будет работать на заземленной машине, поэтому необходимо также применять другие типы защиты от замыканий на землю.

Все генераторы должны быть оборудованы таким образом, поскольку любой из них может работать как заземленная машина.

Вернуться к содержанию ↑


2.1.3 Защита от смещения напряжения нейтрали

В симметричной сети сложение трех напряжений фаза-земля дает номинально нулевое остаточное напряжение , поскольку нулевая последовательность будет незначительной. напряжение присутствует.

Любое замыкание на землю установит напряжение в системе нулевой последовательности, что приведет к ненулевому остаточному напряжению.

Это можно измерить с помощью подходящего релейного элемента . Сигнал напряжения должен быть получен от подходящего ТН, т. е. он должен быть способен преобразовывать напряжение нулевой последовательности, , поэтому типы с тремя ветвями и без первичного заземления не подходят .

Это несимметричное напряжение позволяет обнаруживать замыкания на землю.

Релейный элемент должен быть нечувствителен к напряжениям третьей гармоники, которые могут присутствовать в кривых напряжения системы, поскольку они будут суммироваться по остаточному принципу.

Поскольку защита по-прежнему не ограничена, уставка напряжения реле должна быть больше, чем эффективная уставка любой нижестоящей защиты от замыканий на землю. Он также должен иметь временную задержку для координации с такой защитой.

Иногда для обеспечения быстродействующей защиты от крупных замыканий на землю обмотки используется второй элемент с высокой уставкой и короткой выдержкой времени.

На рис. 3 показаны возможные соединения, которые можно использовать.

Рисунок 3 – Защита от смещения напряжения нейтрали

Вернуться к содержанию ↑


2.2 Генераторы с непрямым подключением

Как отмечалось в начале этой статьи, блок генератор-трансформатор с прямым заземлением не может обмениваться током нулевой последовательности с остальной частью сети, и, следовательно, проблема градации защиты от замыканий на землю не существует.

В следующих параграфах подробно описаны методы защиты для различных форм заземления генераторов :

Вернуться к содержанию ↑


— проводник заземления может управлять элементом реле максимального тока мгновенного действия и/или с выдержкой времени, как показано на рис. 4 ниже.

Невозможно обеспечить защиту всей обмотки, и на Рисунке 4 также показано , как можно рассчитать процент покрытой обмотки . Для релейного элемента с мгновенной уставкой защита обычно ограничивается 90% обмотки.

Это должно гарантировать , что защита не будет неправильно работать с током нулевой последовательности во время срабатывания первичного предохранителя для ТН замыкания на землю или с любыми переходными импульсными токами, которые могут протекать через межобмоточную емкость повышающего трансформатора для замыкание на землю системы высокого напряжения.

Реле с выдержкой времени более безопасно в этом отношении, , и оно может быть настроено на перекрытие 95% обмотки статора .

Рисунок 4 – Защита от замыкания на землю высокоомной заземленной обмотки статора генератора с использованием элемента тока

Поскольку рассматриваемые генераторные установки обычно имеют большие размеры, часто применяются релейные элементы мгновенного действия и с выдержкой времени с настройками 10% и 5% максимального тока замыкания на землю соответственно . Это оптимальный компромисс производительности.

Часть обмотки, оставшаяся незащищенной от замыкания на землю, находится на нейтральном конце. Поскольку напряжение на землю на этом конце обмотки низкое, вероятность возникновения замыкания на землю также невелика.

Поэтому дополнительная защита часто не применяется.

Вернуться к содержанию ↑


2.2.2 Заземление распределительного трансформатора с помощью элемента тока

В этой схеме, показанной на рис. 5(а), генератор заземляется через первичную обмотку распределительного трансформатора.Вторичная обмотка оснащена нагрузочным резистором для ограничения тока замыкания на землю.

Элемент реле максимального тока, питаемый от трансформатора тока, включенного в цепь резистора, используется для измерения вторичного тока замыкания на землю. Реле должно иметь эффективную настройку, эквивалентную 5 % от максимального тока замыкания на землю при номинальном напряжении генератора , чтобы защищало 95 % обмотки статора .

Реакция релейного элемента на третью гармонику тока должна быть ограничена для предотвращения неправильной работы при применении чувствительной настройки.

Рисунок 5 – Защита обмотки генератора от замыканий на землю: заземление распределительного трансформатора
– Защита с использованием элемента тока

Как обсуждалось выше в разделе «Заземление с высоким сопротивлением – защита от перегрузки по току нейтрали», при применении чувствительной настройки защита должна иметь выдержку времени , чтобы предотвратить сбои в работе в переходных условиях.

Он также должен сочетаться с первичной защитой ТН генератора (для первичной защиты ТН от замыканий на землю). Время работы в диапазоне 0.5с-3с обычно .

Также может применяться менее чувствительная мгновенная защита для обеспечения быстрого срабатывания при тяжелых условиях замыкания на землю .

Вернуться к содержанию ↑


2.2.3 Заземление распределительного трансформатора с помощью элемента измерения напряжения

Защита от замыкания на землю также может быть с использованием элемента измерения напряжения во вторичной цепи. Соображения по настройке будут аналогичны тем, которые касаются защиты, действующей по току, но перенесены на напряжение.

Принципиальная схема показана на рисунке 6.

Рисунок 6 – Защита обмотки генератора от замыканий на землю: заземление распределительного трансформатора
– Защита с использованием элемента напряжения преимущества. Функция, управляемая током, будет продолжать работать в случае короткого замыкания нагрузочного резистора, а защита по напряжению по-прежнему будет работать в случае разомкнутого резистора.

Однако ни одна из схем не будет работать в случае перекрытия первичных клемм трансформатора или нулевого кабеля между генератором и трансформатором при замыкании на землю.

Трансформатор тока можно добавить в соединение нейтрали рядом с генератором, чтобы подать питание на элемент максимального тока с высокой уставкой для обнаружения такой неисправности, но ток короткого замыкания, вероятно, будет достаточно высоким для срабатывания фазной дифференциальной защиты.

Вернуться к содержанию ↑


2.2.4 Защита от смещения нейтрали

Может применяться так же, как и для генераторов с прямым подключением. Единственная разница –  – отсутствие проблем с оценкой, поскольку защита по своей сути ограничена  .

Таким образом, можно использовать чувствительную настройку, позволяющую обеспечить покрытие до 95 % обмотки статора.

Вернуться к содержанию ↑


2.3 Ограниченная защита от замыканий на землю

Этот метод можно использовать на небольших генераторах , не оснащенных дифференциальной защитой , для обеспечения быстродействующей защиты от замыканий на землю в пределах определенной зоны, охватывающей генератор.

Дешевле полной дифференциальной защиты, но обеспечивает только защиту от замыканий на землю. Этот принцип используется для защиты трансформатора REF.

Однако, в отличие от защиты трансформатора REF, могут использоваться методы смещения как с низким, так и с высоким импедансом.

Вернуться к содержанию ↑


2.3.1 Низкоимпедансная защита REF со смещением

Это показано на рис. 7. Основное преимущество заключается в том, что нейтральный ТТ также может использоваться в современном реле для обеспечения защита от сбоев и внешние резисторы не используются.

Требуется смещение реле, но формула для расчета смещения немного отличается и также показана на рисунке 7. чувствительность и применяется до номинального тока генератора. Оно может быть увеличено для противодействия эффектам несоответствия CT. Наклон смещения выше номинального тока генератора обычно устанавливается равным 150% от номинального значения .

Начальная уставка тока обычно составляет 5 % от минимального тока замыкания на землю при неисправности на клеммах машины.

Вернуться к содержанию ↑


2.3.2 Защита REF с высоким сопротивлением

Та же технология, что и для дифференциальной защиты с высоким сопротивлением , может использоваться для защиты генератора от замыканий на землю с использованием трех фазных трансформаторов тока нулевой последовательности, сбалансированных относительно аналогичный одиночный ТТ в нейтральном соединении.

Настройки порядка 5% от максимального тока замыкания на землю на клеммах генератора являются типичными.

При необходимости должны соблюдаться обычные требования в отношении стабилизирующего резистора и нелинейного резистора для защиты от чрезмерного напряжения на реле.

Вернуться к содержанию ↑


2.4 Защита от замыканий на землю для всей обмотки статора

Все описанные выше методы защиты от замыканий на землю оставляют часть обмотки незащищенной. В большинстве случаев это не имеет значения, поскольку вероятность возникновения неисправности в 5 % обмотки, ближайшей к соединению с нейтралью, очень мала из-за пониженного напряжения между фазой и землей.

Однако неисправность может возникнуть в любом месте обмотки статора в случае повреждения изоляции из-за локализованного нагрева от неисправности сердечника.

В случаях, когда требуется защита всей обмотки, например, только для сигнализации , доступны различные методы:

Вернуться к содержанию ↑


2.4.1 Измерение напряжения третьей гармоники Один метод

для измерения внутренне генерируемого напряжения третьей гармоники , которое появляется на сопротивлении заземления из-за протекания токов третьей гармоники через шунтирующую емкость обмоток статора и т. д.

Когда возникает неисправность в части обмотки статора, ближайшей к нейтральному концу, напряжение третьей гармоники падает почти до нуля, , и, следовательно, элемент реле, реагирующий на напряжение третьей гармоники, может использоваться для обнаружения условия . По мере того, как место повреждения постепенно удаляется от нейтрального конца, падение напряжения третьей гармоники от нормальных условий становится меньше, так что примерно на 20–30 % расстояния между обмотками становится невозможным различать исправное и исправное состояние. неисправна обмотка .

Следовательно, обычная схема замыкания на землю должна использоваться в сочетании со схемой третьей гармоники, чтобы обеспечить перекрытие всей обмотки статора.

Измерение напряжения третьей гармоники может производиться либо с ТН в точке звезды, либо с ТН линии генератора . В последнем случае ВТ должен выдерживать остаточный поток, что препятствует использованию трехплечевых типов.

Если напряжение третьей гармоники измеряется в точке звезды генератора, используется характеристика минимального напряжения .

Характеристика перенапряжения используется, если измерение берется от ТН генераторной линии. Для эффективного применения этой формы защиты должно быть не менее 1 % напряжения третьей гармоники на сопротивлении заземления нейтрали генератора при всех условиях эксплуатации.

Проблема заключается в том, что уровень генерируемого напряжения третьей гармоники связан с выходным сигналом генератора. Напряжение низкое, когда выходная мощность генератора низкая.

Во избежание неправильного срабатывания при работе с низкой выходной мощностью релейный элемент может быть заблокирован с помощью элементов перегрузки по току или мощности (кВт, кВАр или кВА) и внутренней программируемой логики.

Вернуться к содержанию ↑


2.4.2 Использование низкочастотной подачи напряжения

Другим методом защиты всей обмотки статора генератора является использование оборудования для подачи сигнала для подачи низкочастотного напряжения между звездой статора. точка и земля.

Замыкание на землю в любом месте обмотки приведет к протеканию измеримого тока инжекции, вызывающему срабатывание защиты . Эта форма защиты может обеспечить защиту от замыкания на землю, когда генератор находится в состоянии покоя перед пуском.

Этот метод также подходит для синхронных машин с регулируемой скоростью. Такие машины могут использоваться для двигателей с переменной скоростью в схемах гидроаккумулирования или для запуска большого первичного двигателя с газовой турбиной.

Вернуться к содержанию ↑

Справочник // Руководство по защите и автоматизации сети от Alstom Grid

Общие коды неисправностей генераторов Briggs & Stratton

             Компания Briggs & Stratton имеет более чем 110-летний опыт работы и тысячи официальных дилеров по всему миру.Этому бренду доверяют миллионы постоянных клиентов за его надежное оборудование, включая двигатели, генераторы, мойки высокого давления, снегоуборщики и т. д. Существует широкий выбор генераторов для различных условий, включая портативные генераторы, бытовые генераторы и легкие коммерческие резервные генераторы. . Некоторые из популярных моделей генераторов: резервный генератор мощностью 10000 Вт, который идеально подходит для дома среднего размера, система резервного генератора Fortress мощностью 12000 Вт, которая обеспечивает резервное питание для домов малого и среднего размера, и портативный генератор мощностью 3500 Вт, который удобен для дома. повседневные ситуации, такие как кемпинг на колесах.

Коды ошибок Briggs & Stratton 20 кВт

Система обнаружения неисправностей Briggs & Stratton

Каждая домашняя генераторная система Briggs & Stratton оснащена системой обнаружения неисправностей. В связи с тем, что «генератор может работать в течение длительного периода времени без присутствия оператора, система оснащена датчиками, которые автоматически отключают генератор в случае потенциально опасных условий» (см. источник) , а также как панель управления с цифровым дисплеем, который будет отображать различные коды неисправностей, такие как низкое давление масла, пониженное или повышенное напряжение, невозможность запуска двигателя, низкая частота, превышение скорости двигателя, высокая температура масла, неисправность раздаточного переключателя и другие условия.Панель управления покажет как код неисправности, так и определенное количество миганий на удаленном светодиодном индикаторе, расположенном «в удобном месте внутри. Светодиод будет гореть, когда генератор находится в автоматическом режиме. Светодиод будет включаться и выключаться серией миганий, соответствующих неисправности, обнаруженной в вашем домашнем генераторе. Схема моргания повторяется с короткой паузой между каждой серией морганий». (смотреть источник)

Низкое давление масла

Низкое давление масла является внутренней проблемой «обозначается кодом неисправности FC_2 и двумя миганиями на дистанционном светодиодном индикаторе.Агрегат оснащен датчиком давления масла. Реле давления масла использует нормально замкнутые контакты, которые во время работы удерживаются в разомкнутом состоянии за счет давления моторного масла. Если давление масла падает ниже диапазона 8 фунтов на кв. дюйм, контакты переключателя замыкаются, и двигатель останавливается. Чтобы исправить состояние низкого давления масла, долейте рекомендованное масло до отметки FULL на щупе. Если состояние низкого давления масла сохраняется, двигатель запустится, а затем остановится примерно через 20 секунд. Появится код неисправности и замигает светодиод.В этом случае обратитесь к авторизованному дилеру Briggs & Stratton». (смотреть источник)

Низкое напряжение

Низкое напряжение — это проблема регулятора или генератора », на что указывает код неисправности FC_3 и три мигания светодиодного индикатора. Это состояние вызвано ограничением подачи топлива, оборванным или отсоединенным сигнальным проводом, неисправной обмоткой генератора, разомкнутым автоматическим выключателем панели управления или перегрузкой генератора. Для устранения проблемы обратитесь к установщику или авторизованному дилеру Briggs & Stratton.(смотреть источник)

Двигатель не запускается

Если двигатель не запускается, это может означать проблемы с подачей топлива, аккумулятором, со стороны генератора или проблемы с двигателем. На это указывает код неисправности FC_4 и четыре мигания светодиодного индикатора. Эта функция предотвращает самоповреждение генератора, если он постоянно пытается запуститься, несмотря на другую проблему, например отсутствие подачи топлива. Каждый раз, когда система получает команду на запуск, устройство будет запускаться в течение 10 секунд, затем делать паузу в течение 10 секунд и повторять повторение.Если система не начнет вырабатывать электроэнергию примерно через 2 минуты, устройство перестанет запускаться и начнет мигать светодиод. Убедитесь, что главный автоматический выключатель генератора находится в положении ON , чтобы чувствительные провода удостоверились в том, что агрегат работает. Наиболее вероятной причиной этой проблемы является отсутствие подачи топлива. Проверьте внутренние и внешние запорные топливные клапаны, чтобы убедиться, что они полностью открыты. Другими причинами могут быть неисправная свеча(и) зажигания, неисправное зажигание двигателя или забитый воздушный фильтр двигателя.Возможно, вам придется обратиться за помощью к вашему установщику, если вы не можете устранить эти проблемы». (смотреть источник)

Низкочастотный

Низкая частота является неисправностью «, на что указывает код неисправности FC_5 и пять миганий светодиодного индикатора. Эта функция защищает устройства, подключенные к безобрывному переключателю, отключая генератор, если частота вращения двигателя ниже 55 Гц в течение трех секунд. Это состояние вызвано неисправностью регулятора двигателя или чрезмерной нагрузкой на генератор.Чтобы устранить проблему, обратитесь к установщику или авторизованному дилеру Briggs & Stratton». (смотреть источник)

Превышение скорости двигателя

Превышение скорости двигателя «обозначается кодом неисправности FC_6 и шестью миганиями светодиодного индикатора. Эта функция защищает устройства, подключенные к безобрывному переключателю, отключая генератор, если двигатель работает быстрее заданного предела. Ошибка превышения скорости обнаруживается следующим образом: если выходная частота генератора составляет 65-70 Гц, через три секунды генератор отключается, а если выходная частота генератора превышает 70 Гц, генератор немедленно отключается.Это состояние вызвано неисправностью регулятора двигателя. Чтобы устранить проблему, обратитесь к установщику или авторизованному дилеру Briggs & Stratton». (смотреть источник)

Высокая температура масла

Высокая температура масла обозначается кодом неисправности FC_7 и семью миганиями светодиодного индикатора. Контакты термовыключателя нормально разомкнуты. Если температура моторного масла превышает приблизительно 148,9°C (300°F), обнаруживается неисправность и двигатель останавливается.Распространенными причинами этого состояния являются работа агрегата со снятыми крышками доступа, засорение впускного или выпускного отверстия для воздуха, низкий уровень масла или мусор в ребрах охлаждения цилиндра двигателя. Чтобы устранить проблему, дайте двигателю остыть и удалите скопившийся мусор и препятствия. Убедитесь, что крышки доступа установлены всякий раз, когда устройство работает». (смотреть источник)

Неисправность переключателя

Неисправность безобрывного переключателя «указывается кодом неисправности FC_8 и восьмикратным миганием светодиодного индикатора (если безобрывочный переключатель оснащен функцией обнаружения неисправности).Наиболее вероятной причиной этой неисправности является перегоревший предохранитель в раздаточном переключателе. Чтобы устранить проблему, обратитесь к установщику или авторизованному дилеру Briggs & Stratton». (смотреть источник)

Ваш генератор показывает эти коды ошибок? Генератор и оборудование A&J

— ваши эксперты по резервным генераторам Briggs & Stratton! A & J Generator имеет очень глубокую программу обслуживания, созданную для выявления проблем до того, как они будут использованы в результате сбоев. A&J проводит 2 профилактических осмотра в год (каждые 6 месяцев).Мастера A&J Briggs and Stratton знают каждую модель вдоль и поперек. Программа технического обслуживания предназначена для домовладельцев, чтобы получить максимальную отдачу от своего генератора и продлить срок службы своих инвестиций.

.
Разное

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.