辅助发电工况时的电气故障处理

辅助发电工况时的电气故障处理 辅助发电工况时的电气故障处理 一、问题的提出 2005年7月19日，上局杭段DF4B2511机车在出段前发现QF自动转入固定发电，断开5K后重新闭合，发现发电电压为110V，发电电流为40A，QF再次转入固定发电，检查后发现为FLJ误动作，经过处理后恢复正常运行。 二、启动发电机的作用 DF4B型内燃机车上装有一台ZQF-80型直流启动发电机，它的功率是80kW。在 电路 模拟电路李宁答案12数字电路仿真实验电路与电子学第1章单片机复位电路图组合逻辑电路课后答案 图中其代号为QD或QF(根据电路图不同序号而定)。 启动发电机在机车上有两个用途:在柴油机启动时它作为串励电动机，通过前变速箱万向轴及牵引发电机转子，带动柴油机曲轴转动。机车运行时它又作为他励发电机，经电压调节器调节后发出110V恒定的直流电，向机车上的辅助设备、控制回路、照明电路供电，并对蓄电池充电。 三、启动发电机的结构 启动发电机定子部分包括机座、主极、换向极和电刷装置、端盖五个部件组成。机座用ZG-25铸钢制成。机座上装有四个主极和四个换向极。主极铁芯用1mm厚的B3钢板冲片迭压而成，主极气隙为3mm。主极上装有启动线圈和他励线圈。启动线圈分开口式和交叉式两种，均以4.7×25扁铜线TBR绕8匝制成，匝间绝缘为两层0.15漆布带，对地绝缘为0.14×25硅有机粉云母带半迭包两次，外包绝缘为无碱玻璃丝带半迭包一次。他励线圈用单丝高强度聚酯漆包线绕415匝制成，它的绝缘与启动绕组相同。换向器端端盖上装有3G313单列向心球轴承，传动端端盖装有8G32317T单列向心滚子轴承，轴承内腔充填三号锂基润滑油。换向极铁芯用B3锻钢制成，其气隙为5mm。换向极线圈用4.1×25扁铜线TBR共9匝绕制成，其绝缘与启动线圈相同。电刷架上共装有四组刷握，每一刷握上装有三块25mm×40mm×50mm的D374分裂式电化石墨电刷。 启动发电机的转子包括电枢铁芯、电枢绕组、换向器、风扇、转轴等部件。电枢铁芯用0.5mm厚D22硅钢片迭压而成，电枢长为250mm—直径为327mm，共有42个槽。电枢绕组由126个单选绕组元件组成，元件用2.44×6.9单玻璃丝聚酯漆包线绕制成。每三个元件热压组成一个线圈，线圈对地绝缘系用0.05×20聚酰亚胺薄膜半迭包两次，其外部绝缘用0.06×20无碱玻璃丝带半迭包一次。在电枢绕组上，并设有42个均压线元件。换向器由126片换向片组成。电机转轴用45号锻钢制成。电机前轴承为D313单列向心球轴承，后轴承为8G32317单列向心短圆柱滚子轴承。 - 1 - 图1 ZQF-80型启动发电机结构图 1—压板;2，15—轴承;4—封环;5，12—轴承盖;6—前端盖;7—进风口护罩;8—定子;9— 出风口护罩;10—后端盖;11—电枢;14—油杯;16—出线盒。 启动发电机接线见图2。在启动柴油机的电动机工况时，串励绕组Q1、Q2与电枢 绕组和换向极绕组H1、S2串联，由蓄电池供电，见图2(a)。当柴油机启动完成后， 转入他励发电机工况时，他励绕组T1，T2由蓄电池供电(在输出大于96V后并励供电)， 通过电压调整器控制，使输出电压恒定在(110?2)V的范围内，见图2(b)。 图2 启动发电机接线原理图 四、启动发电机的参数 启动发电机的主要参数如下: 型号 ZQF-80 额定功率(kW) 80 额定电压(V) 110 额定电流(A) 728 额定转速(r/min) 2730/1115 励磁方式 发电机工况 他励 电动机工况 串励 - 2 - 励磁容量(发电机工况时) 励磁电压(V) 105 励磁电流(A) 8 转矩 启动电流2100A是转矩(N?m) 不小于3293 2730r/min时转矩(N?m) 不小于1646 绝缘等级 B/B 通风方式 自通风 工作制 80kW、5min后，30kW、5min循环 极数 4 效率 88.8%/90.14% 电枢直径(mm) 327 槽数 42 线负荷(A/cm) 446 2 电枢绕组电流密度(A/mm) 5.58 发热因素 2490 主极气隙(mm) 3/6 -3 额定磁通Wb 25.3×10 气隙磁密(T) 0.588 他励绕组匝数(匝) 415 他励绕组线规(mm) Φ1.88 2 他励绕组电流密度(A/mm) 2.88 启动绕组匝数(匝) 8 启动绕组线规(mm) 4.7×28 2 启动绕组电流密度(A/mm) 16.05 换向器直径(mm) 260 换向器片数 126 电刷尺寸(mm) D374 40×25×50 2 电刷电流密度(A/mm) 12.15 换向极气隙(mm) 5 换向极第二气隙(mm) 0.5 换向极绕组匝数(匝) 9 换向极绕组线规(mm) 4.1×25 2 换向极绕组电流密度(A/mm) 3.59 电抗电势(V) 1.556 - 3 - 饱和系数 1.175 稳定系数 0.606 电枢绕组电阻 15?时(Ω) 0.00458 110?时(Ω) 0.0632 他励绕组电阻 15?时(Ω) 8.76 110?时(Ω) 12.11 启动绕组电阻 15?时(Ω) 0.00372 110?时(Ω) 0.00513 换向极绕组电阻 15?时(Ω) 0.00211 110?时(Ω) 0.00290 电机重量 930 五、启动发电机的保养和维修注意事项 对于启动发电机的包养与维修应注意以下四个方面，即: 1.启动前的准备和检查 这是对于新安装或长期停用的电机所采取的 措施 《全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观软件质量保证措施下载工地伤害及预防措施下载关于贯彻落实的具体措施 。主要检查 内容 财务内部控制制度的内容财务内部控制制度的内容人员招聘与配置的内容项目成本控制的内容消防安全演练内容 是电机清洁，电刷 与换向器之间接触良好，以兆欧 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 测量电机绝缘良好，电枢转动灵活。 2.换向器包养 换向器表面应光滑、整洁，有良好的氧化膜，如换向器表面产生严重灼伤而影响运 用时，应在低速空转下有00,玻璃纱布打磨，然后吹扫清洁，如必须光刀，则应在光刀 后进行下刻倒角。 更换新电刷时，应注意按规定牌号统一使用，更换后，应用00,玻璃纱布紧贴换向 器表面将电刷接触面磨成与换向器表面相同的弧面。 3.刷架的调整 一般情况下，刷架已被调在中性线内适合的位置，要保持此位置固定不变。在需要 调整刷架时，调整后必须将其固紧，防止松动。 如需调整刷握，应使其底面与换向器表面之间距离为2~5mm。电刷的内端面与换 向器升高片端面的距离为7~10mm。 4.轴承的维护与保养 运行中，应经常检查轴承的声响及温升(允许温升55?)，正常工作的轴承有均匀 的嗡嗡声。轴承室内加入润滑脂的数量应在室内空间的1/2和1/3之间。如过多，则引 起散热不良;过少，则须用油枪注入规定牌号的润滑脂。 - 4 - 六、CZO-40/20电磁接触器的作用和结构 CZO-40/20型电磁接触器共6个，其额定电流为40A，各有两对主触头，分别控制启动发动机油泵电动机电路(QBC)、燃油泵电动机电路(RBC)、启动发电机励磁电路(FLC)、启动发电机固定发电时的励磁电路(GFC)、励磁机的励磁电路(LLC)、故障励磁工况下励磁机的励磁电路(GLC)。 CZO-40/20型接触器主要由电磁驱动装置、主触头系统、辅助触头系统、灭弧装置及支架等组成。 电磁驱动装置为沿棱角转动的拍合式电磁机构，由线圈16、铁芯4、磁轭13等组成。磁轭13还起安装支架作用，绝缘底盘12固定在磁轭支架13的背面。触头系统用螺钉8、9、11固定在底盘上。主触头22为双断点桥式触头，其触头处镶有银板以增强导电性能，触头安装在触头支持件19上。辅助触头21也为双断桥式触头，组合式结构，安装在支持件19上方的两侧，上边用透明罩18盖住以防尘。灭弧装置包括灭弧线圈23、灭弧铁芯10和横隔板陶土灭弧罩17. 衔铁工作气隙的大小及主触头的开距，可借改变调整垫板2的厚度来调整;触头压力可借开断弹簧7上的调整螺钉6来调整;调节绝缘衬垫15的厚度可调整铁芯极靴与磁轭棱角的水平度。 七、电压调整器 柴油机运转时，启动发电机QF在柴油机的驱动下作为直流发动机运行，此时QF取代蓄电池而成为机车的控制(低压)电源，用于向接触器、继电器线圈、辅助电机、照明等负载供电。 这些负荷均要求电源电压基本稳定，可是QF转速正比于柴油机转速，其变化范围1160,2700r/min(对应柴油机转速430,1000r/min)相当大，负荷的变化也比较剧烈(例如空压机电动机时转时停)，为此，机车上装配了可控硅电压调整器DYT(或DTQ)，其作用是自动调节启动发电机的励磁电流，使启动发电机在1160,2700r/min转速变化范围内，无论QF是空转或是满载，输出电流均保持(110?2)V。 电压调整器调整及应急故障处理:电压调整器在装车前应在试验台上调整其控制发电电压值。如果发电电压不符(110?2)V时，可以调整电压调整器上的电压调节旋钮:先松开调整旋钮螺钉防缓螺母，按照方向指示用螺丝刀旋转调整螺钉，顺时针增加发电电压，逆时针减小发电电压，注意缓慢调整，防止过压，装车后UQF不符，还可以进行微调，然后锁紧。电压调整器损坏，可断开辅助发电开关5K，拔下电压调整器插头，更换一组调整器，然后闭合5K恢复发电。若无备用电压调整器，可闭合8K转入固定发电。 八、故障的检查和处理 1.合辅助发电开关5K，辅助发电机QF不发电 (1)原因分析 - 5 - ?辅助发电励磁接触器FLC线圈电路故障。 ?电压调整器DYT故障 ?辅助发电机励磁电路故障 ?1DZ跳开 (2)检查与处理 ?若FLC不吸合，为故障原因(1)。 可按下8K，若GFC也不吸合，且固定发电信号灯10XD不亮时，为触点接触不良;若10XD亮，可断开8K、5K，再按下5K，用2DD插头触FLC线圈正端的411号线，灯亮为FLC线圈故障，灯不亮则为固定发电接触器GFC常闭触电(447，444)接触不良。5K触点接触不良可修复，可使用固定发电。注意:使用固定发电时，禁止人工闭合FLC。 ?若FLC吸合而QD不发电，为故障(2)或(3)。 先确认1DZ在闭合位，检查电压调整器DYT插件是否接触良好、FLC主触头是否接触良好。如果确认良好，可闭合8K，提高柴油机转速至850r/min左右，手按2QA，如果空压机运转， 说明 关于失联党员情况说明岗位说明总经理岗位说明书会计岗位说明书行政主管岗位说明书 QD能发电，则故障大多在电压调整器内部。DYT故障应更换备用DYT，如仍无效时，可使用固定发电维持运行，回机务段后及时更换。 ?若闭合5K及8K后，QF均不发电，且蓄电池发电电流达30A左右，则为QD他励线圈短路，应检查QD接线盒T1/T2接线端子是否短路。 注意:使用固定发电时不可人为闭合FLC，以防由于QD电机励磁电流过大(电阻Rgf与Rgt并联)，造成电器或线路烧损。需拔下电压调整器检查时，一定要在断开FLC的情况下进行。 2.合5K，2V表显示110V，但蓄电池充放电电流表3A无显示 (1)原因分析 充放电电流表3A损坏。 (2)检查与处理 观察另一端司机室操作台的3A表，若有显示为该操作台的表故障，运行中可注意观察另一室的3A表。 3.合5K，辅助发电机不发电，放电电流达30A左右，限流电阻Rdf发热严重 (1)原因分析 ?电压调整器DYT内部的续流二极管D1反向击穿; ?辅助发电机的他励绕组F1F2短路。 (2)判断及处理 在辅助发电机他励绕组电路中，当电压调整器的主可控硅导通时，经电阻Rdt(约2.5Ω)、他励绕组(约8Ω)的整定，其励磁电流为9A左右。当出现故障原因?或?是，他励绕组为被短路状态，此时电流大大增加，使电阻Rdt高热。 - 6 - 合8K，使用固定发电，若充放电电流正常，则为故障原因?。否则为故障原因?，此时应检查QF电机接线盒F1F2的871与872号导线或X4/7、X4/8是否有短路，并作积极处理。 4.合5K，FLJ得点，但QD自动转入固定发电工况 (1)原因分析 ?电压调整器DYT失控故障。 ?FLJ电路故障。 ?蓄电池严重亏电。 (2)检查及处理 ?合5K，如辅助发电电压显示大于110V，充电电流大于100A，FLJ动作，电路自动转入固定发电工况，一般为电压调整器失控，如可控硅KG1不能关断、副可控硅KG2不能导通等故障。遇此故障可更换另一套DYT，更换后仍无效时，可使用固定发电维持运行。 ?合5K，如辅助发电机电压显示为110V，充电电流也小于60A，而电路自动转入固定发电工况，一般为电阻Rgy因故变小或FLJ误动作造成。如无法处理，可使用固定发电维持运行。 ?合5K，如辅助发电电压显示110V，而充电电流大于100A，FLJ动作，电路转入固定发电工况时为蓄电池严重亏电，可先实施固定发电，待充电电流小于60A后，在使用正常发电。 九、结论 为了快速解决闭合5K后辅助发电工况时的故障，需要掌握ZQF-80型启动发电机的主要用途、结构，了解ZQF-80型启动发电机的主要技术参数;需要掌握电压调整器的主要用途、结构;需要掌握CZO-40/20电磁接触器的结构和工作原理;分析启动发电机在发电工况时的故障原因，检查和处理。归纳简单实用有效的方法。当我们掌握了故障的分析与处理方法后，便可及时发现故障的前兆预防事故的发生和防止事故的扩大。当机车在运用中发生故障时，一定要认真、全面地掌握故障现象，并通过现象分析、查找故障的真正原因，才可以下手处理。但在处理后，必须知道相关的保护装置已经被切除，运行中应加强对有关仪器、仪表的观察，发现异常，应立即采取果断措施，切不可抱有盲目、侥幸心理，以免扩大事故，造成更大的损失。正确地进行故障分析，准确找出事故的原因，是确认事故责任的重要依据。在分析事故的原因时，本着科学的、实事求是的原则，客观、公正地确认事故责任。切不可避重就轻、就事论事、敷衍塞责。更应杜绝类似的事故发生。 参考文献: - 7 - [1] 于颜良.内燃机车电传动.中国铁道出版社.2008年1月 [2] 李晓村.内燃机车故障综合分析与处理. 中国铁道出版社.2001年3月 [3] 刘大德.东风4B型内燃机车结构、原理与检修. 中国铁道出版社.1997.10 - 8 -