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永磁同步風(fēng)力發(fā)電機的原理和前景
我國風(fēng)能資源非常豐富,可開發(fā)的風(fēng)能潛力巨大。根據(jù)相關(guān)資料顯示,我國陸地風(fēng)能資源可開發(fā)量大約有23.8億千瓦,海上風(fēng)能資源可開發(fā)量約2億千瓦。我國風(fēng)能資源比較集中,“三北”地區(qū)(華北、東北和西北)以及東南沿海地區(qū)、沿海島嶼潛在風(fēng)能資源開發(fā)量約占全國的80%.風(fēng)能資源與煤炭資源的地理分布具有較高的重合度,與電力負荷則呈逆向分布。
“十三五”時期,我國風(fēng)力發(fā)電機裝機容量占發(fā)電機總?cè)萘勘壤龑⑦M一步加大,出于電網(wǎng)考慮,風(fēng)力發(fā)電機組必須在“低電壓穿越”保障下“御風(fēng)而行”。根據(jù) 發(fā)改委能源研究所有關(guān)人士透露,2020年陸地風(fēng)電的成本將與煤電持平,之后風(fēng)電將逐步脫離 補貼,“降低成本”也成為風(fēng)電行業(yè)未來發(fā)展面臨的新的“瓶頸”。揚州市引江發(fā)電設(shè)備有限公司成功推出2.5MW高速永磁同步風(fēng)力發(fā)電機,實現(xiàn)了發(fā)電機低成本制造,使機組極易實現(xiàn)低電壓穿越,在國內(nèi)處于技術(shù)領(lǐng)先水平。
永磁同步風(fēng)力發(fā)電機由于機械損耗小、運行效率高、維護成本低等優(yōu)點成為繼雙饋感應(yīng)風(fēng)電機組之后的又一重要風(fēng)力發(fā)電機型受到社會廣泛關(guān)注,并逐漸開始投入使用。永磁同步風(fēng)力發(fā)電機主要由風(fēng)力機、永磁同步發(fā)動機、變頻器和變壓器組成。
(1)基本原理
永磁同步風(fēng)力發(fā)電的基本原理,就是利用風(fēng)力帶動風(fēng)力機葉片旋轉(zhuǎn),拖動永磁同步發(fā)電機的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn),實現(xiàn)發(fā)電。永磁同步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)和籠型變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)類似,只是所采用的發(fā)電機為永磁式發(fā)電機,轉(zhuǎn)子為永磁式結(jié)構(gòu),不需外部提供勵磁電源,提高了效率。它的變頻恒速控制是在定子回路中實現(xiàn)的,把永磁同步發(fā)電機的變頻的交流電通過變頻器轉(zhuǎn)變?yōu)殡娋W(wǎng)同頻的交流電,實現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電的并網(wǎng),因此變頻器的容量與系統(tǒng)的額定容量相同。
(2)技術(shù)特點
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和更新,由于永磁材料性能和電力電子裝置的改善,永磁同步發(fā)電機已變得越來越具吸引力了。
采用永磁同步發(fā)電機的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)具有以下特點:1)永磁同步發(fā)電機系統(tǒng)不需要勵磁裝置,具有重量輕、效率高、功率因數(shù)高、可靠性好等優(yōu)點;2)變速運行范圍寬,即可超同步運行也可以亞同步運行;3)轉(zhuǎn)子無勵磁繞組,磁極結(jié)構(gòu)簡單、變頻器容量小,可以做成多極電機;4)同步轉(zhuǎn)速降低,使風(fēng)輪機和永磁發(fā)電機可直接耦合,省去了風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的齒輪增速箱,減小了發(fā)電機的維護工作并降低噪聲,使直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機系統(tǒng)。
(3)適用場合
1)在電力供應(yīng)匱乏、交通不便、燃料短缺,但是風(fēng)力資源豐富的地區(qū),可以解決部分用電問題,如為高速公路照明設(shè)備提供電源等;2)在單機容量比較小的風(fēng)場,永磁同步發(fā)電系統(tǒng)能夠并網(wǎng)發(fā)電;3)為農(nóng)村、牧區(qū)、邊防哨所、氣象臺站等偏遠、負載較輕的用戶,提供電力。
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如何柴油發(fā)電機被燒毀?
1、讓柴油發(fā)電機組講衛(wèi)生
柴油發(fā)電機組在運行中,若有塵土、水漬和其他雜物進入其內(nèi)部,會形成短路介質(zhì),可損壞導(dǎo)線絕緣層,造成匝間短路,電流增大,溫度升高而燒毀柴油發(fā)電機組。因此,應(yīng)防止塵土、水漬和其他雜物進入柴油發(fā)電機組內(nèi)部,同時還要經(jīng)常給柴油發(fā)電機組的外部打掃衛(wèi)生,不要讓柴油發(fā)電機組的散熱筋內(nèi)有塵土和其它雜物,確保柴油發(fā)電機組的散熱狀況良好。
2、勤觀察、仔細聽,聞到異味馬上停機
觀察柴油發(fā)電機組有無振動、噪聲和異常氣味。柴油發(fā)電機組在運行中,尤其是大功率柴油發(fā)電機組更要經(jīng)常檢查地腳螺栓、柴油發(fā)電機組端蓋、軸承壓蓋等是否松動,接地裝置是否可靠等。若發(fā)現(xiàn)柴油發(fā)電機組振動加劇,噪聲增大和出現(xiàn)異味,必須盡快停機,查明原因排除故障。
3、保持柴油發(fā)電機組的工作電流不過大
柴油發(fā)電機組由于負荷過大,電壓過低或被帶動的機械卡滯等都會造成柴油發(fā)電機組過載運行。因此,柴油發(fā)電機組在運行中,要注意經(jīng)常檢查傳動裝置運轉(zhuǎn)是否靈活、可靠;連軸器的同心度是否標準;齒輪傳動的靈活性等,若發(fā)現(xiàn)有卡滯現(xiàn)象,應(yīng)立即停機排除故障后再運行。
4、定期檢查和維修柴油發(fā)電機組的控制設(shè)備,保證其正常工作
柴油發(fā)電機組控制設(shè)備技術(shù)狀況的好壞,對柴油發(fā)電機組的正常啟動起著決定性的作用。所以,柴油發(fā)電機組的控制設(shè)備應(yīng)設(shè)在干燥、通風(fēng)和便于操作的位置,并定期除塵。經(jīng)常檢查接觸器觸點、線圈鐵芯、各接線螺絲等是否可靠,機械部位動作是否靈活,使其保持良好的技術(shù)狀態(tài),從而保證柴油發(fā)電機組順利工作而不被燒毀。
5、經(jīng)常檢查運行中柴油發(fā)電機組的溫度和溫升是否過高
要經(jīng)常檢查柴油發(fā)電機組軸承是否過熱、缺油,若發(fā)現(xiàn)軸承附近的溫升過高,就應(yīng)立即停機檢查。軸承的滾動體、滾道表面有無裂紋、劃傷或損缺,軸承間隙是否過大晃動,內(nèi)環(huán)在軸上有無轉(zhuǎn)動等。出現(xiàn)上述現(xiàn)象,必須更新軸承。
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發(fā)電機組三相負荷不平衡會有什么危害
柴油發(fā)電機一級負荷,要求供電系統(tǒng)無論是正常運行還是發(fā)生事故時,都能保證其連續(xù)供電。因此對一級負荷,應(yīng)由兩個獨立的電源供電,并按生產(chǎn)的需要和允許停電的時間,采用雙電源自動或手動切換,或采用雙電源分組同時供電的接線,一般情況下,還應(yīng)有應(yīng)急電源作備用。如果一級負荷不大,則可采用蓄電池、自備發(fā)電機等設(shè)備,或者從鄰近的單位取得第二個獨立電源。這里所說的兩個“獨立電源”,是指其中任一個電源發(fā)生故障或停電檢修時,而不致影響另一個電源繼續(xù)供電。
一、柴油發(fā)電機廠家簡要分析發(fā)電機組三相負荷不平衡的危害,主要分為以下幾點:
1)影響設(shè)備的運行出力,發(fā)電機設(shè)備容量設(shè)計是按三相負荷條件來確定的,如果三相負荷不平衡,設(shè)備容量只能以三相負荷中 一相為限,因此設(shè)備出力降低。
2)中性線就有電流通過,低壓供電線路損耗增大。
(3)造成三相電壓不對稱,使中性點電位產(chǎn)生位移。
(4)中性電流過大,使配電變壓器運行溫度升高,嚴重時會將變壓器燒壞。
(5)影響電動機的輸出功率,并使繞阻溫度升高。三
(6)使有的相電壓高,另外的相電壓降低
(7)中性線電流過大,異線可能會燒斷
3)旋轉(zhuǎn)電機在不對稱狀態(tài)下運行,會使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生附加損耗及發(fā)熱,從而引起電機整體或局部升溫,此外反向磁場產(chǎn)生附加力矩會使電機出現(xiàn)振動。 對發(fā)電機而言,在定子中還會形成一系列高次諧波。
4)引起以負序分量為啟動元件的多種保護發(fā)生誤動作,直接威脅電網(wǎng)運行。
5)對發(fā)電機、變壓器而言,當三相負荷不平衡時,如控制 相電流為額定值,則其余兩相就不能滿載,因而設(shè)備利用率下降,反之如要維持額定容量,將會造成負荷較大的一相過負荷,而且還會出現(xiàn)磁路不平衡致使波形畸變,設(shè)備附加損耗增加等。
二、發(fā)電機操作時需要注意的問題
1.操作人員必須經(jīng)過專門訓(xùn)練方可獨立操作,操作電工還必須取得特種作業(yè)操作證;
2.保持機房整潔,發(fā)電機附近不得存放燃油或其他易燃物品,并設(shè)置消防器材。發(fā)生火災(zāi)時,必須迅速切斷電源,進行撲救;
3.發(fā)電機到配電盤或用電設(shè)備的導(dǎo)線,必須絕緣良好,接頭牢固,并應(yīng)安裝在鐵管或線槽內(nèi),不得隨便拖在地面;
4.發(fā)電機運行時,嚴禁人體接觸帶電部分;柴油機運行中,不得觸及排氣管和廢氣增壓機等熱源,以防燙傷;
5.遇有“飛車”時,應(yīng)迅速、果斷設(shè)法切斷燃油供給,使柴油機停止工作;
6.酸性蓄電池在充電時嚴禁煙火,要求機房通風(fēng)良好以防爆鳴。
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