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交流發(fā)電機(jī)和發(fā)電機(jī)組額定值的定義
交流發(fā)電機(jī)上的kVA額定值主要受繞組絕緣系統(tǒng)的熱能力控制
交流發(fā)電機(jī)的額定值定義了其向連接負(fù)載提供電力的能力。額定值以kVA為單位,并且是在發(fā)電機(jī)組應(yīng)用中交流發(fā)電機(jī)選型的起點(diǎn)。雖然在選型和選擇過程中還必須考慮其他因素,但本文討論的主題包括額定值和占空比的定義、四川遂寧行業(yè)中使用的術(shù)語以及這如何為協(xié)助GOEM為其發(fā)電機(jī)組選擇合適的交流發(fā)電機(jī)提供信息。
交流發(fā)電機(jī)額定值
交流發(fā)電機(jī)的kVA額定值主要取決于繞組絕緣系統(tǒng)的熱容量和所需的預(yù)期使用壽命。對于給定的使用壽命,絕緣等級越高,交流發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)的熱量越高。
下表列出了用于對絕緣系統(tǒng)的性能進(jìn)行分類的字母和相應(yīng)的標(biāo)稱工作溫度。
現(xiàn)代繞組絕緣的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是低壓系統(tǒng)為H級(<1kV),中壓和高壓系統(tǒng)為F級(>1kV)。
然而,應(yīng)該注意的是,分配給絕緣系統(tǒng)等級的字母不一定與交流發(fā)電機(jī)額定的溫升等級相同。如果交流發(fā)電機(jī)上的kVA額定值導(dǎo)致運(yùn)行溫度低于絕緣系統(tǒng)的標(biāo)稱容量,則運(yùn)行壽命會(huì)延長。相反,如果kVA額定值導(dǎo)致高于絕緣系統(tǒng)標(biāo)稱能力的工作溫度,則工作壽命會(huì)縮短。
這兩種情況都是可接受的運(yùn)行條件,但是在為特定應(yīng)用選擇交流發(fā)電機(jī)時(shí),必須考慮交流發(fā)電機(jī)繞組的預(yù)期壽命。
示例:備用電源與主電源應(yīng)用
在典型的備用電源應(yīng)用(例如醫(yī)院)中,每年的運(yùn)行時(shí)間很可能少于200小時(shí)。在安裝的整個(gè)生命周期內(nèi),例如15年,這相當(dāng)于總共多3000小時(shí)運(yùn)行時(shí)間。鑒于運(yùn)行時(shí)間相對較低,交流發(fā)電機(jī)可以在更高的溫度下運(yùn)行,因此額定值相對較高。
出于這個(gè)原因,客戶將在備用應(yīng)用的交流發(fā)電機(jī)上達(dá)到kVA額定值峰值。
然而,在連續(xù)運(yùn)行的應(yīng)用中,例如嵌入式發(fā)電方案,運(yùn)行時(shí)間可能高達(dá)每年8000小時(shí)。這相當(dāng)于在同樣的15年期間運(yùn)行超過120000小時(shí)。在這種情況下,繞組的溫度必須使用相對較低的kVA額定值來降低。
因此,客戶的交流發(fā)電機(jī)將達(dá)到F級甚至B級kVA額定值。
熱損傷曲線說明絕緣壽命隨工作溫度的變化,并與其他工具結(jié)合使用,以便在為特定發(fā)電應(yīng)用的交流發(fā)電機(jī)指定額定值時(shí)做出選型和選擇決定。
發(fā)電機(jī)組額定值
發(fā)電機(jī)組額定值原理引入了備用和主電源應(yīng)用的概念。在ISO8528-1的指導(dǎo)下,發(fā)電機(jī)組額定值的定義按應(yīng)用分為四個(gè)類別。
■ 應(yīng)急備用電源,(ESP額定值)
■ 限時(shí)主電源,(LTP額定值)
■ 主要額定功率,(PRP額定值)
■ 連續(xù)運(yùn)行功率,(COP額定值)
每個(gè)定義都規(guī)定了以下標(biāo)準(zhǔn):
■ 負(fù)載類型
其中包括可變負(fù)載,即負(fù)載循環(huán)的幅度和持續(xù)時(shí)間不同,另外還有恒定負(fù)載,即負(fù)載保持恒定水平,但負(fù)載循環(huán)的持續(xù)時(shí)間可能會(huì)有所不同。
■ 每年運(yùn)行小時(shí)數(shù)
將平均負(fù)載水平與發(fā)電機(jī)組的指定額定值進(jìn)行比較,并表示為額定kVA的百分比。發(fā)電機(jī)組必須能夠在規(guī)定的小時(shí)數(shù)中在平均負(fù)載水平運(yùn)行。
■ 過載要求
過載能力表示可在指定的持續(xù)時(shí)間內(nèi)高于指定kVA額定值的百分比。
交流發(fā)電機(jī)額定值的術(shù)語和定義因行業(yè)而異,與發(fā)電機(jī)組使用的術(shù)語和定義不一致。交流發(fā)電機(jī)的定義以國際標(biāo)準(zhǔn)ISO 8528-3、四川遂寧IEC 60034-1和一些全國標(biāo)準(zhǔn)(如NEMA MG 1-32(北美))為指導(dǎo),這些標(biāo)準(zhǔn)本身引入了進(jìn)一步的變化。
下表總結(jié)了根據(jù)ISO 8528-1對發(fā)電機(jī)組的定義以及ISO 8528-3和IEC 60034-1對交流發(fā)電機(jī)的定義。盡管存在差異,但該表顯示了如何匹配交流發(fā)電機(jī)與發(fā)電機(jī)組的額定值和運(yùn)行負(fù)荷。
需要注意的是,與標(biāo)準(zhǔn)相比,GOEM可能決定提供更高水平的性能,例如更高的平均負(fù)載或更長的運(yùn)行時(shí)間。
在將交流發(fā)電機(jī)與發(fā)電機(jī)組額定值和應(yīng)用相匹配時(shí),需要考慮到這一點(diǎn)。
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廢氣渦輪增壓器在發(fā)電機(jī)組上的工作原理
在柴油機(jī)型號中,凡有“T”字的都表示該型號柴油機(jī)裝配了廢氣渦輪增壓器。
1.廢氣渦輪增壓器的工作原理
廢氣渦輪增壓器由渦輪和壓氣機(jī)兩個(gè)接觸部分組成。渦輪的進(jìn)氣口與柴油機(jī)的排氣管相連接,空氣壓縮機(jī)的出氣口與柴油機(jī)的進(jìn)氣管相連接。由于柴油機(jī)排出的廢氣仍有一定能量,便驅(qū)動(dòng)廢氣渦輪旋轉(zhuǎn),同時(shí)為了又帶動(dòng)同軸上的空氣壓縮機(jī)旋轉(zhuǎn),空氣壓縮機(jī)對吸進(jìn)的新鮮空氣進(jìn)行壓縮,使其密度提高,從而提高了進(jìn)氣壓力,增加了充氣量,以提高柴油機(jī)功率。由上述可以看出,廢氣渦輪增壓器是利用柴油機(jī)排出的廢氣來驅(qū)動(dòng)的,渦輪增壓器與柴油機(jī)之間無任何機(jī)械傳動(dòng)關(guān)系。
2.康明斯柴油機(jī)廢氣渦輪增壓器的構(gòu)造
實(shí)際的廢氣渦輪增壓器除了渦輪的空氣壓縮機(jī)外,還設(shè)有支撐裝置。密封裝置、四川遂寧附近潤滑系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)??得魉共裼蜋C(jī)所以廢氣渦輪增壓器雖然型號不同,但基本結(jié)構(gòu)相似。渦輪一端安裝在排氣岐管的凸緣上,空氣壓縮機(jī)一端安裝在進(jìn)氣岐管上。
固定在增壓器上的銘牌上有零件編號、四川遂寧附近系列編號、四川遂寧附近型號及其他說明。
渦輪部分:由渦輪葉輪及軸、四川遂寧附近渦輪殼等零件組成。
空氣壓縮機(jī)葉輪是用防松螺母固定在廢氣渦輪軸上,構(gòu)成廢氣渦輪增壓器的轉(zhuǎn)動(dòng)部分稱為轉(zhuǎn)子。
支撐裝置:由裝在中間殼中的分別靠近空氣壓縮機(jī)端和我聊端的軸承。護(hù)板、四川遂寧附近止推盤等所組成。支撐裝置使轉(zhuǎn)子可靠地定位于中間殼上,限定轉(zhuǎn)子工作時(shí)在軸向和徑向的活動(dòng)范圍。
密封裝置:由油封總成、四川遂寧附近氣封環(huán)等所組成。壓氣機(jī)端的密封裝置主要是密封壓氣機(jī)內(nèi)高壓空氣和防止油腔的機(jī)油進(jìn)入壓氣機(jī)。渦輪端密封裝置使防止高溫廢氣進(jìn)入油腔,以確保機(jī)油質(zhì)量。
潤滑系統(tǒng)冷卻系統(tǒng):所以KTTA型柴油機(jī)的增壓器均有機(jī)油冷卻和潤滑,機(jī)油通過軸承殼進(jìn)行循環(huán)。
增壓器采用浮動(dòng)軸承的原因是:當(dāng)增壓器轉(zhuǎn)速超過4000r/min時(shí),如采用非浮動(dòng)軸承,則軸表面與軸承內(nèi)表面間的滑動(dòng)速度是相當(dāng)高的,軸承很容易磨損,普通的滑動(dòng)軸承難以勝任。采用浮動(dòng)軸承用鉛錫合金制作的軸承裝在軸承殼內(nèi),而軸3支撐在軸內(nèi)作高速轉(zhuǎn)動(dòng)。軸承與軸之間、四川遂寧附近軸承與軸承之間均由間隙,具有壓力的潤滑油從軸承殼上部的管接頭進(jìn)入軸承內(nèi)、四川遂寧附近外間隙。在柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中,在軸承的內(nèi)、四川遂寧附近外間隙、四川遂寧附近在柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中,在軸承的內(nèi)、四川遂寧附近外間隙中均形成油膜,起著軸承的作用。
浮動(dòng)軸承分全浮動(dòng)軸承和半浮動(dòng)軸承。全浮動(dòng)軸承以一定轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng),而半浮動(dòng)軸承則不轉(zhuǎn)動(dòng),此次軸承常采用整體浮動(dòng)套,其一端為方形結(jié)構(gòu)。在同樣的情況下,半浮動(dòng)軸承的機(jī)械損失小于全浮動(dòng)軸承。浮動(dòng)軸承與普通滑動(dòng)軸承相比,具有溫度
低、四川遂寧附近摩擦功小、四川遂寧附近工作可靠、四川遂寧附近抗振性好及拆裝維修方便等優(yōu)點(diǎn)。
發(fā)動(dòng)機(jī)可有兩只或四只增壓器。如果發(fā)動(dòng)機(jī)有四只增壓器,則裝在排氣岐管上的兩只增壓器是高壓增壓器,安裝在支架上的兩只增壓器是低壓增壓器。
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使用發(fā)電機(jī)時(shí)為何要限制海拔
海拔越高,當(dāng)?shù)氐臍鈮壕驮降氐?,空氣稀薄,含氧分量小,那么對自然吸氣型的柴油機(jī),因進(jìn)氣量不足而燃燒條件變差,柴油機(jī)就不能達(dá)到正常的標(biāo)定功率.所以,柴油發(fā)電機(jī)組都標(biāo)有海拔使用范圍.一量超過這個(gè)范圍,在柴油發(fā)電機(jī)組同功率的情況下,必須選擇大的柴油機(jī)才可以配套成發(fā)電機(jī)組。
隨著海撥的升高,環(huán)境溫度亦比平原地區(qū)的要低,一般每升高1000m,環(huán)境溫度約下降0.6℃左右,外加因高原空氣稀薄,因此,柴油機(jī)的起動(dòng)性能要比平原地區(qū)差。用戶在使用時(shí),應(yīng)采取與低溫起動(dòng)相應(yīng)的輔助起動(dòng)措施。
另外,由于海撥的升高,水的沸點(diǎn)降低,同時(shí)冷卻空氣的風(fēng)壓和冷卻空氣質(zhì)量減小,以及每千瓦在單位時(shí)間內(nèi)熱量的增加,因此冷卻系統(tǒng)的散熱條件要比平原差。一般在高海撥地區(qū)不宜采用開式冷卻循環(huán),可采用加壓的閉式冷卻系統(tǒng)以提高高原使用時(shí)冷卻液的沸點(diǎn)。
所以說,如果在特殊海拔的地區(qū)使用柴油發(fā)電機(jī)組,普通的機(jī)組肯定是不太適用的,大家在選購時(shí)應(yīng)該向銷售人員咨詢有關(guān)事項(xiàng)。
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