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三相四线制柴油发电机组接线电路图解 |
摘要：柴油发电机组的接线方式通常采用Y型接法的三相四线制，部分具备防雷网条件的用户会要求中性点接地才会变为三相五线制。至于另一种星形接法一般应用于电动机产品，特别是星三角接法可以让电动机降压启动，减低负载设备的时间冲击电流的突加突载现象。康明斯公司在本文中引述了百度百科对发电机接法的部分定义，更加详细地阐述了柴油发电机接线方法、图解、接地、接零以及注意事项，并为因设备老旧无接线柱标记的用户介绍了测试方法。
一、主要线路连接要求
本文以康明斯柴油发电机组为例，主要电源和控制系统电路接线如图1所示。
1、电源接线
柴油发电机的电源接线主要包括输入电源和输出电源。
（1）输入电源
输入电源是指将外部电源连接到发电机的电源输入端，一般通过电缆进行连接。在接线过程中，需要确保电缆的质量良好、绝缘完好，并且正确接地，以避免电流泄漏和触电风险。
（2）输出电源
输出电源是指将发电机的电能输出到负载设备或电网，同样需要使用质量可靠的电缆进行连接，并确保接地可靠。
2、控制线接线
柴油发电机的控制线接线包括启动线、停机线、告警线等。
（1）启动信号线
启动线是用于启动柴油发电机的信号线，一般由控制系统提供信号，发电机根据信号来启动。
（2）停机信号线
停机线是用于停止柴油发电机的信号线，同样由控制系统提供信号，发电机根据信号来停机。
（3）告警信号线
告警线是用于传输发电机异常状态的信号，一般连接到控制系统的监测设备上。在接线过程中，需要确保控制线的连接正确可靠，以保证发电机的正常控制和监测。
（4）传感器信号线
传感器信号线用于将发电机的运行参数传输到控制系统，如水温传感器、油压传感器等。
（5）仪表信号线
仪表信号线用于将控制系统的指令传输到发电机的仪表上，如电压指示仪、频率指示仪等。在接线过程中，需要确保信号线的连接正确可靠，以保证发电机的正常运行和监测。
3、地线接线
柴油发电机的接地线是非常重要的安全接线，它用于将发电机的金属外壳和地面连接，以防止发电机产生的电流对人体造成触电危险。接地线的接线点通常位于发电机的接地螺栓上，需要确保接地线良好接触，并且与地面的接地电阻符合国家标准。
4、保护接线
柴油发电机的保护接线主要包括过载保护、短路保护和漏电保护。
（1）过载保护
过载保护是通过在电路中安装过载保护器来实现的，当电流超过额定值时，过载保护器会自动切断电路，以保护设备的安全运行。
（2）短路保护
短路保护是通过安装短路保护器来实现的，当电路发生短路时，短路保护器会迅速切断电路，以防止电路故障扩大。
（3）漏电保护
漏电保护是通过安装漏电保护器来实现的，当电路发生漏电时，漏电保护器会迅速切断电路，以保护人身安全。在接线过程中，需要根据实际情况选择合适的保护器，并确保保护接线的正确连接。
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注释①：对于远程报警器，其干触点的“C”端子必须硬线连接至发电机组蓄电池发动机负极连线；其于触点的“P”端子必须硬线连接至发电机组蓄电池发动机正极连线。 图1 康明斯柴油发电机组主要电气接线图 |
二、电源接线步骤
柴油发电机组在安装完成后，我们需要对各种电路进行接线，保证发电机组安全有效高效地使用。这种接线工作一般由设备安装单位完成，按照设计院的图纸来进行施工，部分内容可能需要柴发厂家来进行图纸深化。正确接线是保证设备投入运行安全的前期必要项，用户和施工单位应严谨履行该工作。柴油发电机组的低压（如图2）、高压（如图3）的接线电路应严格遵守国家电力相关规定。
（1）在柴油发电机接入前，确认用户所有负载开关都断开，不然会因低压侧中性点接地而短路，存在危险性。
（2）查看柴油发电机电瓶有无电，若无电，需要对充电屏进行充电。
（3）确认用户配电系统中备用开关己断开，并同时再次确认与厂用相接的开关都要暂时断开。
（4）柴油发电机电缆接至市电低压配电柜开关或双电源转换柜开关铜排下端头，接入前，再次确认备用开关己断开。
（5）确认柴油发电机出口开关在断开位置，防止突然充电，因相序不对，存在安全隐患。
（6）起动柴油发电机。再次确认出口开关己断开。
（7）调整柴油发电机电压值，低压为400V，高压为6600V~10.5KV左右即可。
（8）电压调整后，推上出口开关。
（9）测量柴油发电机电缆U、V、W与母排的A、B、C相序是否正确，若相序不正确，任意调换发电机出口接线中2相即可（核相仪显示上，若为R正转为正相序，L反转为负相序，测量须带电进行）。
（10）确认相序后，方可合上备用开关。
（11）合闸后开始送电，先送小电源，看是否有电存在。此时需有人在配电室查看，一有情况，中控室就要断开相应断路器。
（12）小电源送电无误后，可向全部用电设备进行供电。
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图2 400V发电机接线图 |
图3 10KV柴油发电机供电接线图 |
三、接线的注意事项
1、接地线
发电机组接地保护常用于中性点不接地的低压系统中（如图4所示），它的作用是：当发电机某一绕组的绝缘结构已破坏使外壳带电时，若未接地，人体触及外壳，相当于单相触电，可能发生触电的危险。
① 接地线接线点一般是在柴油发电机组的底盘末端，在安装接地线时，必须接到合适的地线位置。
② 交流发电机接地中线的连接通常由用户安装时决定，当柴油发电机组作为电源时，中线必须直接连到工厂接地线上。
③ 较为复杂的安装，应选择接地中点以确保柴油发电机组正确的运行或保护设备，例如发现接地故障和将接地循环电流降到最小。
2、接零线
保护接零常用于中性点接地的低压系统中，它的作用是当电动机某一绕组的绝缘结构已破坏而与外壳相接时，采用保护接零形成单相短路，电流可以迅速将这一相中的熔丝熔断，外壳便不再带电，电路接线如图5所示。
① 柴油电机组要做到准确接线，首先应辨别接线柱或引出线是相线仍是零线。通常情况下，发电机的各接线柱或引出线都用必然的标记来区别是相线仍是零线。只要加以重视就可进行辨别零线接线柱常常使用字母M或O作标记，也有在接线旁标以接地符号标示的。
② 如果零线接线柱上无符号或符号恍惚不清，可在发电机运行历程中用电压表测试鉴定，不要采用“碰火”的操作。
3、接线柱无标记的测试方法
当发电机引出线或接线柱没有标记，或标记不清，或忘记标记的意义时，可采取下列方法识别搭铁引线。
① 打火试验法
当发电机正常运转时，分别用一根引线与其他各根引线划擦，如果某一根引线与其他两根引线划擦时都有火花发生，则该根引线就是搭铁线，其他引线则为火线。
② 电压表测量法
当发电机正常运转时，将电压表一端的表笔与一根引出线相接，另一表笔分别与其他各引出线相接，搭铁线与火线间的电压比任何两火线间的电压低。例如，某根导线与其他导线之间的电压均约为6伏，则该根导线即为搭铁线。如果没有电压表，也可以用电压为12伏灯泡（电压过低，灯泡易烧损），分别与两根引出线相接，根据灯光明暗程度，确定电压的高低。搭铁线与火线相接时灯光较暗，两火线相接时灯光较亮。
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图4 柴油发电机中性点接地 |
图5 柴油发电机零线接驳示意图 |
四、发电机接线方式
1、Y型接线法
发电机的Y型接法（如图6、图7所示）是将各相电源或负载的一端都接在一点上，而它们的另一端作为引出线，分别为发电机的三条相线，即把三个线圈的末端X、Y、Z连接在一起，成为三个线圈的公用点，通常称它为中点或零点，并用字母O表示。
（1）接线方式
供电时，引出四根线：
① 从中点O引出的导线称为中线或零线；
② 从三个线圈的首端引出的三根导线称为A线、B线、C线，统称为相线或火线。
③ 在Y型接线中，如果中点与大地相连，中线也称为地线。
（2）接线说明：
① 将发电机绕组或负载的一端都接在一起构成中性线，由于均衡的发电机的中性线中电流为零，故也叫零线：发电机绕组或负载的另一端的引出线，分别为发电机的三个相线。星形接法主要应用在高压大型或中型容量的发电机中，定子绕组只引出三根线。对于星形接法，各相负载平衡，则任何时刻流经三相的电流矢量和等于零。
② 可以将中点（称为中性点）引出作为中性线，形成三相四线制。也可不引出，形成三相三线制。当然，无论是否有中性线，都可以添加地线，分别成为三相五线制或三相四线制。
③ 当三相负载平衡时，即使连接中性线，其上也没有电流流过。三相负载不平衡时，应当连接中性线，否则各相负载将分压不等。借助于通常只有制造厂或其代理商才备有的专用工具方便更换软线的连接方式。
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图6 Y型接线电路图 |
图7 发电机Y型接线模拟图. |
2、星形接线法
星形接法是发电机与三相用电器的一种接线方法。把发电机三个绕组的末端、X、Y、Z连接在一起，成为一公共点O，从始端A、B、C引出三条端线。是由频率相同、振幅相等而相位依次相差120°的三个正弦电源以一定方式连接向外供电的系统。
（1）接线说明：
将发电机绕组或负载的一端都接在一起构成中性线，由于均衡的发电机的中性线中电流为零，故也叫零线：发电机绕组或负载的另一端的引出线，分别为发电机的三个相线。远程输电时，只使用三根相线，形成三相三线制。到达用户的电路，往往涉及220V和380V两种电压，需三根相线和一根零线，形成三相四线制。用户为避免漏电形成的触电事故，还要添加一根地线，这时就有三根相线，一根零线和一根地线，故也有三相五线制的说法。
（2）接线方式
● 星形接法（如图9所示）
① I线=I相，U线=√3×U相；
② P相=U相×I相；
③ P=3P相=3x1/√3xU线×I相=√3×U线×I线。
● 三角接法（如图9所示）
① I线=√3×I相，U线=U相；
② P相=I相×U相；
③ P=3P相=3x1/√3×I线×U相=√3×I线×U线。
说明：三角(△)联接，Iab=Ia向量+Ib向量=(Ia+Ib)×cos30°=2Ia×√3/2=√3×Ia，线电流是相电流的根号三倍。
另一个重要的应用是电阻的星形联接。电阻若构成星 — 三角式(Y — △)联接，则不能用串、并联公式进行等效化简，但它们之间可以用互换等效公式进行等效变换：（1、2、3是节点，R12表示1、2节点之间的电阻，是三角形联接的电阻。）
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图8 发电机星形接线图 |
图9 星三角降压启动电路图 |
总结：
柴油发电机接线要求包括电源接线、控制线接线、接地线接线、保护接线和信号线接线等。在接线过程中，需要注意电缆质量、绝缘和接地的可靠性，选择合适的保护器，并确保信号线的连接正确可靠。只有满足这些要求，才能保证柴油发电机的正常运行和安全使用。
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