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三相四線制柴油發(fā)電機(jī)組接線電路圖解

 

摘要：柴油發(fā)電機(jī)組的接線方式通常采用Y型接法的三相四線制，部分具備防雷網(wǎng)條件的用戶會(huì)要求中性點(diǎn)接地才會(huì)變?yōu)槿辔寰€制。至于另一種星形接法一般應(yīng)用于電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品，特別是星三角接法可以讓電動(dòng)機(jī)降壓?jiǎn)?dòng)，減低負(fù)載設(shè)備的時(shí)間沖擊電流的突加突載現(xiàn)象?？得魉构驹诒疚闹幸隽税俣劝倏茖?duì)發(fā)電機(jī)接法的部分定義，更加詳細(xì)地闡述了柴油發(fā)電機(jī)接線方法、圖解、接地、接零以及注意事項(xiàng)，并為因設(shè)備老舊無(wú)接線柱標(biāo)記的用戶介紹了測(cè)試方法。

 

一、主要線路連接要求

 

      本文以康明斯柴油發(fā)電機(jī)組為例，主要電源和控制系統(tǒng)電路接線如圖1所示。

1、電源接線

      柴油發(fā)電機(jī)的電源接線主要包括輸入電源和輸出電源。

（1）輸入電源

      輸入電源是指將外部電源連接到發(fā)電機(jī)的電源輸入端，一般通過電纜進(jìn)行連接。在接線過程中，需要確保電纜的質(zhì)量良好、絕緣完好，并且正確接地，以避免電流泄漏和觸電風(fēng)險(xiǎn)。

（2）輸出電源

      輸出電源是指將發(fā)電機(jī)的電能輸出到負(fù)載設(shè)備或電網(wǎng)，同樣需要使用質(zhì)量可靠的電纜進(jìn)行連接，并確保接地可靠。

2、控制線接線

      柴油發(fā)電機(jī)的控制線接線包括啟動(dòng)線、停機(jī)線、告警線等。

（1）啟動(dòng)信號(hào)線

      啟動(dòng)線是用于啟動(dòng)柴油發(fā)電機(jī)的信號(hào)線，一般由控制系統(tǒng)提供信號(hào)，發(fā)電機(jī)根據(jù)信號(hào)來(lái)啟動(dòng)。

（2）停機(jī)信號(hào)線

      停機(jī)線是用于停止柴油發(fā)電機(jī)的信號(hào)線，同樣由控制系統(tǒng)提供信號(hào)，發(fā)電機(jī)根據(jù)信號(hào)來(lái)停機(jī)。

（3）告警信號(hào)線

      告警線是用于傳輸發(fā)電機(jī)異常狀態(tài)的信號(hào)，一般連接到控制系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)設(shè)備上。在接線過程中，需要確保控制線的連接正確可靠，以保證發(fā)電機(jī)的正?？刂坪捅O(jiān)測(cè)。

（4）傳感器信號(hào)線

      傳感器信號(hào)線用于將發(fā)電機(jī)的運(yùn)行參數(shù)傳輸?shù)娇刂葡到y(tǒng)，如水溫傳感器、油壓傳感器等。

（5）儀表信號(hào)線

      儀表信號(hào)線用于將控制系統(tǒng)的指令傳輸?shù)桨l(fā)電機(jī)的儀表上，如電壓指示儀、頻率指示儀等。在接線過程中，需要確保信號(hào)線的連接正確可靠，以保證發(fā)電機(jī)的正常運(yùn)行和監(jiān)測(cè)。

3、地線接線

      柴油發(fā)電機(jī)的接地線是非常重要的安全接線，它用于將發(fā)電機(jī)的金屬外殼和地面連接，以防止發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電流對(duì)人體造成觸電危險(xiǎn)。接地線的接線點(diǎn)通常位于發(fā)電機(jī)的接地螺栓上，需要確保接地線良好接觸，并且與地面的接地電阻符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

4、保護(hù)接線

      柴油發(fā)電機(jī)的保護(hù)接線主要包括過載保護(hù)、短路保護(hù)和漏電保護(hù)。

（1）過載保護(hù)

      過載保護(hù)是通過在電路中安裝過載保護(hù)器來(lái)實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)電流超過額定值時(shí)，過載保護(hù)器會(huì)自動(dòng)切斷電路，以保護(hù)設(shè)備的安全運(yùn)行。

（2）短路保護(hù)

      短路保護(hù)是通過安裝短路保護(hù)器來(lái)實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)電路發(fā)生短路時(shí)，短路保護(hù)器會(huì)迅速切斷電路，以防止電路故障擴(kuò)大。

（3）漏電保護(hù)

      漏電保護(hù)是通過安裝漏電保護(hù)器來(lái)實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)電路發(fā)生漏電時(shí)，漏電保護(hù)器會(huì)迅速切斷電路，以保護(hù)人身安全。在接線過程中，需要根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的保護(hù)器，并確保保護(hù)接線的正確連接。

 

注釋①：對(duì)于遠(yuǎn)程報(bào)警器，其干觸點(diǎn)的“C”端子必須硬線連接至發(fā)電機(jī)組蓄電池發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)極連線；其于觸點(diǎn)的“P”端子必須硬線連接至發(fā)電機(jī)組蓄電池發(fā)動(dòng)機(jī)正極連線。 圖1    康明斯柴油發(fā)電機(jī)組主要電氣接線圖

 

 

二、電源接線步驟

 

         柴油發(fā)電機(jī)組在安裝完成后，我們需要對(duì)各種電路進(jìn)行接線，保證發(fā)電機(jī)組安全有效高效地使用。這種接線工作一般由設(shè)備安裝單位完成，按照設(shè)計(jì)院的圖紙來(lái)進(jìn)行施工，部分內(nèi)容可能需要柴發(fā)廠家來(lái)進(jìn)行圖紙深化。正確接線是保證設(shè)備投入運(yùn)行安全的前期必要項(xiàng)，用戶和施工單位應(yīng)嚴(yán)謹(jǐn)履行該工作。柴油發(fā)電機(jī)組的低壓（如圖2）、高壓（如圖3）的接線電路應(yīng)嚴(yán)格遵守國(guó)家電力相關(guān)規(guī)定。

（1）在柴油發(fā)電機(jī)接入前，確認(rèn)用戶所有負(fù)載開關(guān)都斷開，不然會(huì)因低壓側(cè)中性點(diǎn)接地而短路，存在危險(xiǎn)性。

（2）查看柴油發(fā)電機(jī)電瓶有無(wú)電，若無(wú)電，需要對(duì)充電屏進(jìn)行充電。

（3）確認(rèn)用戶配電系統(tǒng)中備用開關(guān)己斷開，并同時(shí)再次確認(rèn)與廠用相接的開關(guān)都要暫時(shí)斷開。

（4）柴油發(fā)電機(jī)電纜接至市電低壓配電柜開關(guān)或雙電源轉(zhuǎn)換柜開關(guān)銅排下端頭，接入前，再次確認(rèn)備用開關(guān)己斷開。

（5）確認(rèn)柴油發(fā)電機(jī)出口開關(guān)在斷開位置，防止突然充電，因相序不對(duì)，存在安全隱患。

（6）起動(dòng)柴油發(fā)電機(jī)。再次確認(rèn)出口開關(guān)己斷開。

（7）調(diào)整柴油發(fā)電機(jī)電壓值，低壓為400V，高壓為6600V~10.5KV左右即可。

（8）電壓調(diào)整后，推上出口開關(guān)。

（9）測(cè)量柴油發(fā)電機(jī)電纜U、V、W與母排的A、B、C相序是否正確，若相序不正確，任意調(diào)換發(fā)電機(jī)出口接線中2相即可（核相儀顯示上，若為R正轉(zhuǎn)為正相序，L反轉(zhuǎn)為負(fù)相序，測(cè)量須帶電進(jìn)行）。

（10）確認(rèn)相序后，方可合上備用開關(guān)。

（11）合閘后開始送電，先送小電源，看是否有電存在。此時(shí)需有人在配電室查看，一有情況，中控室就要斷開相應(yīng)斷路器。

（12）小電源送電無(wú)誤后，可向全部用電設(shè)備進(jìn)行供電。

 

圖2    400V發(fā)電機(jī)接線圖

圖3    10KV柴油發(fā)電機(jī)供電接線圖

 

三、接線的注意事項(xiàng)

 

1、接地線

       發(fā)電機(jī)組接地保護(hù)常用于中性點(diǎn)不接地的低壓系統(tǒng)中（如圖4所示），它的作用是：當(dāng)發(fā)電機(jī)某一繞組的絕緣結(jié)構(gòu)已破壞使外殼帶電時(shí)，若未接地，人體觸及外殼，相當(dāng)于單相觸電，可能發(fā)生觸電的危險(xiǎn)。

① 接地線接線點(diǎn)一般是在柴油發(fā)電機(jī)組的底盤末端，在安裝接地線時(shí)，必須接到合適的地線位置。

② 交流發(fā)電機(jī)接地中線的連接通常由用戶安裝時(shí)決定，當(dāng)柴油發(fā)電機(jī)組作為電源時(shí)，中線必須直接連到工廠接地線上。

③ 較為復(fù)雜的安裝，應(yīng)選擇接地中點(diǎn)以確保柴油發(fā)電機(jī)組正確的運(yùn)行或保護(hù)設(shè)備，例如發(fā)現(xiàn)接地故障和將接地循環(huán)電流降到最小。

2、接零線

        保護(hù)接零常用于中性點(diǎn)接地的低壓系統(tǒng)中，它的作用是當(dāng)電動(dòng)機(jī)某一繞組的絕緣結(jié)構(gòu)已破壞而與外殼相接時(shí)，采用保護(hù)接零形成單相短路，電流可以迅速將這一相中的熔絲熔斷，外殼便不再帶電，電路接線如圖5所示。

① 柴油電機(jī)組要做到準(zhǔn)確接線，首先應(yīng)辨別接線柱或引出線是相線仍是零線。通常情況下，發(fā)電機(jī)的各接線柱或引出線都用必然的標(biāo)記來(lái)區(qū)別是相線仍是零線。只要加以重視就可進(jìn)行辨別零線接線柱常常使用字母M或O作標(biāo)記，也有在接線旁標(biāo)以接地符號(hào)標(biāo)示的。

② 如果零線接線柱上無(wú)符號(hào)或符號(hào)恍惚不清，可在發(fā)電機(jī)運(yùn)行歷程中用電壓表測(cè)試鑒定，不要采用“碰火”的操作。

3、接線柱無(wú)標(biāo)記的測(cè)試方法

        當(dāng)發(fā)電機(jī)引出線或接線柱沒有標(biāo)記，或標(biāo)記不清，或忘記標(biāo)記的意義時(shí)，可采取下列方法識(shí)別搭鐵引線。

① 打火試驗(yàn)法

        當(dāng)發(fā)電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，分別用一根引線與其他各根引線劃擦，如果某一根引線與其他兩根引線劃擦?xí)r都有火花發(fā)生，則該根引線就是搭鐵線，其他引線則為火線。

② 電壓表測(cè)量法

        當(dāng)發(fā)電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，將電壓表一端的表筆與一根引出線相接，另一表筆分別與其他各引出線相接，搭鐵線與火線間的電壓比任何兩火線間的電壓低。例如，某根導(dǎo)線與其他導(dǎo)線之間的電壓均約為6伏，則該根導(dǎo)線即為搭鐵線。如果沒有電壓表，也可以用電壓為12伏燈泡（電壓過低，燈泡易燒損），分別與兩根引出線相接，根據(jù)燈光明暗程度，確定電壓的高低。搭鐵線與火線相接時(shí)燈光較暗，兩火線相接時(shí)燈光較亮。

 

圖4    柴油發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)接地

圖5    柴油發(fā)電機(jī)零線接駁示意圖

 

 

四、發(fā)電機(jī)接線方式

 

1、Y型接線法

        發(fā)電機(jī)的Y型接法（如圖6、圖7所示）是將各相電源或負(fù)載的一端都接在一點(diǎn)上，而它們的另一端作為引出線，分別為發(fā)電機(jī)的三條相線，即把三個(gè)線圈的末端X、Y、Z連接在一起，成為三個(gè)線圈的公用點(diǎn)，通常稱它為中點(diǎn)或零點(diǎn)，并用字母O表示。

（1）接線方式

      供電時(shí)，引出四根線：

① 從中點(diǎn)O引出的導(dǎo)線稱為中線或零線；

② 從三個(gè)線圈的首端引出的三根導(dǎo)線稱為A線、B線、C線，統(tǒng)稱為相線或火線。

③ 在Y型接線中，如果中點(diǎn)與大地相連，中線也稱為地線。 

（2）接線說明：

① 將發(fā)電機(jī)繞組或負(fù)載的一端都接在一起構(gòu)成中性線，由于均衡的發(fā)電機(jī)的中性線中電流為零，故也叫零線：發(fā)電機(jī)繞組或負(fù)載的另一端的引出線，分別為發(fā)電機(jī)的三個(gè)相線。星形接法主要應(yīng)用在高壓大型或中型容量的發(fā)電機(jī)中，定子繞組只引出三根線。對(duì)于星形接法，各相負(fù)載平衡，則任何時(shí)刻流經(jīng)三相的電流矢量和等于零。

② 可以將中點(diǎn)（稱為中性點(diǎn)）引出作為中性線，形成三相四線制。也可不引出，形成三相三線制。當(dāng)然，無(wú)論是否有中性線，都可以添加地線，分別成為三相五線制或三相四線制。

③ 當(dāng)三相負(fù)載平衡時(shí)，即使連接中性線，其上也沒有電流流過。三相負(fù)載不平衡時(shí)，應(yīng)當(dāng)連接中性線，否則各相負(fù)載將分壓不等。借助于通常只有制造廠或其代理商才備有的專用工具方便更換軟線的連接方式。 

 

圖6    Y型接線電路圖

圖7    發(fā)電機(jī)Y型接線模擬圖.

 

2、星形接線法 

      星形接法是發(fā)電機(jī)與三相用電器的一種接線方法。把發(fā)電機(jī)三個(gè)繞組的末端、X、Y、Z連接在一起，成為一公共點(diǎn)O，從始端A、B、C引出三條端線。是由頻率相同、振幅相等而相位依次相差120°的三個(gè)正弦電源以一定方式連接向外供電的系統(tǒng)。

（1）接線說明：

      將發(fā)電機(jī)繞組或負(fù)載的一端都接在一起構(gòu)成中性線，由于均衡的發(fā)電機(jī)的中性線中電流為零，故也叫零線：發(fā)電機(jī)繞組或負(fù)載的另一端的引出線，分別為發(fā)電機(jī)的三個(gè)相線。遠(yuǎn)程輸電時(shí)，只使用三根相線，形成三相三線制。到達(dá)用戶的電路，往往涉及220V和380V兩種電壓，需三根相線和一根零線，形成三相四線制。用戶為避免漏電形成的觸電事故，還要添加一根地線，這時(shí)就有三根相線，一根零線和一根地線，故也有三相五線制的說法。

（2）接線方式

● 星形接法（如圖9所示）

① I線=I相，U線=√3×U相；

② P相=U相×I相；

③ P=3P相=3x1/√3xU線×I相=√3×U線×I線。

① I線=√3×I相，U線=U相；

② P相=I相×U相；

③ P=3P相=3x1/√3×I線×U相=√3×I線×U線。

說明：三角(△)聯(lián)接，Iab=Ia向量+Ib向量=(Ia+Ib)×cos30°=2Ia×√3/2=√3×Ia，線電流是相電流的根號(hào)三倍。

      另一個(gè)重要的應(yīng)用是電阻的星形聯(lián)接。電阻若構(gòu)成星 — 三角式(Y — △)聯(lián)接，則不能用串、并聯(lián)公式進(jìn)行等效化簡(jiǎn)，但它們之間可以用互換等效公式進(jìn)行等效變換：（1、2、3是節(jié)點(diǎn)，R12表示1、2節(jié)點(diǎn)之間的電阻，是三角形聯(lián)接的電阻。）

 

圖8  發(fā)電機(jī)星形接線圖

圖9  星三角降壓?jiǎn)?dòng)電路圖

 

總結(jié)：

      柴油發(fā)電機(jī)接線要求包括電源接線、控制線接線、接地線接線、保護(hù)接線和信號(hào)線接線等。在接線過程中，需要注意電纜質(zhì)量、絕緣和接地的可靠性，選擇合適的保護(hù)器，并確保信號(hào)線的連接正確可靠。只有滿足這些要求，才能保證柴油發(fā)電機(jī)的正常運(yùn)行和安全使用。

 

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