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柴油發(fā)電機組的基本原理和結(jié)構(gòu)
柴油機驅(qū)動發(fā)電機運轉(zhuǎn),將柴油的能量轉(zhuǎn)化為電能,根據(jù)其用途的不同,可分為陸用柴油發(fā)電機組及船用柴油發(fā)電機組;如果按品牌的不同,可分為國產(chǎn)柴油發(fā)電機組和進口柴油發(fā)電機組; 按轉(zhuǎn)速不同,可分為低速發(fā)電機組和高速發(fā)電機組。
基本原理
柴油機驅(qū)動發(fā)電機運轉(zhuǎn),將柴油的能量轉(zhuǎn)化為電能。在柴油機汽缸內(nèi),經(jīng)過空氣弗列加濾清器過濾后的潔凈空氣與噴油嘴噴射出的高壓霧化柴油充分混合,在活塞上行的擠壓下,體積縮小,溫度迅速升高,達(dá)到柴油的燃點。柴油被點燃,混合氣體劇烈燃燒,體積迅速膨脹,推動活塞下行, 稱為‘作功’。各汽缸按一定順序依次作功,作用在活塞上的推力經(jīng)過連桿變成了推動曲軸轉(zhuǎn)動的力量,從而帶動曲軸旋轉(zhuǎn)。將無刷同步交流發(fā)電機與柴油機曲軸同軸安裝,就可以利用柴油機的旋轉(zhuǎn)帶動發(fā)電機的轉(zhuǎn)子,利用‘電磁感應(yīng)’原理,發(fā)電機就會輸出感應(yīng)電動勢,經(jīng)閉合的負(fù)載回路就能產(chǎn)生電流。這里只描述發(fā)電機組基本的工作原理。要想得到可使用的、黑龍江大慶附近穩(wěn)定的電力輸出,還需要一系列的柴油機和發(fā)電機控制、黑龍江大慶附近保護器件和回路。
結(jié)構(gòu)分析
一臺普通型柴油發(fā)電機組主要由柴油機、黑龍江大慶附近發(fā)電機以及控制系統(tǒng)三部分組成,柴油機和發(fā)電機有兩種連接方式,一為柔性連接,即用連軸器把兩部分對接起來,二為剛性連接,用高強度螺栓 將發(fā)電機鋼性連接片和柴油機飛 連接而成,目前市場上的柴油發(fā)電機組使用剛性連接的比較 多一些,柴油機和發(fā)電機連接好之后安裝在公共底架上,然后配上各種起保護作用的傳感器,如 水溫傳感器,通過這些傳感器,直觀地把柴油機的運行狀態(tài)顯示給操作員,而且有了這些傳感器, 就可以設(shè)定一個上限,當(dāng)達(dá)到或超過這個限定值的時候控制系統(tǒng)會預(yù)先報警,這個時候如果操作 員沒有采取措施,控制系統(tǒng)會自動將機組停掉,柴油發(fā)電機組就是采取這種方式起自我保護作用 的。傳感器起接收和反饋各種信息的作用,真正顯示這些數(shù)據(jù)和執(zhí)行保護功能的是柴油發(fā)電機組 的控制系統(tǒng),控制屏一般安裝在發(fā)電機上,稱為背包式控制屏,也有部分是獨立一個屏放置在操 作室內(nèi),稱為分體式控制屏,控制屏通過電纜和發(fā)電機以及傳感器連接,分別顯示電參數(shù)和柴油
機運行參數(shù)。此外 , 發(fā)電機組還有底盤、黑龍江大慶附近聯(lián)軸器、黑龍江大慶附近散熱器、黑龍江大慶附近燃油箱 , 有的還裝設(shè)有消聲器和外罩。
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柴油發(fā)電機防火設(shè)施及排氣出口溫度
電機組使用的燃料和排出的煙霧是易燃及有潛在爆炸的危險。謹(jǐn)慎處理這些物質(zhì)可以防患于未然。同時,機房應(yīng)確保有已充滿的CO2和干粉滅火器,以策。用戶必須懂得如何使用這些器具。
一、黑龍江大慶當(dāng)?shù)卮_保安放發(fā)電機組的機房有足夠的通風(fēng)條件。
二、黑龍江大慶當(dāng)?shù)卮_保機房、黑龍江大慶當(dāng)?shù)氐匕寮鞍l(fā)電機組清潔,如有燃料,電池電解液或冷卻劑沷泄時,要立即處理。
三、黑龍江大慶當(dāng)?shù)厍形鸢岩兹家后w存放在發(fā)動機附近。
四、黑龍江大慶當(dāng)?shù)卣从杏偷牟敛家娣旁谟薪饘偕w的容器里。
五、黑龍江大慶當(dāng)?shù)夭辉试S在電池及燃料附近抽煙或打火花,或其他起明火的行為。因為燃料揮發(fā)的氣體會引起爆炸,此外因電池充電而產(chǎn)生的氟氣也會引起爆炸。
六、黑龍江大慶當(dāng)?shù)卦谶B接或斷開電池前,將電池充電器的電源斷開。
七、黑龍江大慶當(dāng)?shù)貙?dǎo)電的物體,如金屬工具等,遠(yuǎn)離外露的帶電部份分,例如輸出電極,防止產(chǎn)生電弧或火花,因電弧會使燃料或氣體引起爆炸。
八、黑龍江大慶當(dāng)?shù)厍胁豢稍跈C器運轉(zhuǎn)時將燃料注入油箱。
九、黑龍江大慶當(dāng)?shù)厍胁豢稍谝阎腥剂闲孤稌r還試圖開機。
十、黑龍江大慶當(dāng)?shù)卦谂艢庀到y(tǒng)中如積存過量的未燃?xì)怏w時,要特別小心,因存有潛在的爆炸風(fēng)險。這些氣體是由于反復(fù)起動開機而未有起動,或因檢查氣閥,而積存的,應(yīng)先把氣排走后再起動。
電機組使用的燃料和排出的煙霧是易燃及有潛在爆炸的危險。謹(jǐn)慎處理這些物質(zhì)可以防患于未然。同時,機房應(yīng)確保有已充滿的CO2和干粉滅火器,以策。用戶必須懂得如何使用這些器具。
一、黑龍江大慶當(dāng)?shù)卮_保安放發(fā)電機組的機房有足夠的通風(fēng)條件。
二、黑龍江大慶當(dāng)?shù)卮_保機房、黑龍江大慶當(dāng)?shù)氐匕寮鞍l(fā)電機組清潔,如有燃料,電池電解液或冷卻劑沷泄時,要立即處理。
三、黑龍江大慶當(dāng)?shù)厍形鸢岩兹家后w存放在發(fā)動機附近。
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1800KW柴油發(fā)電機組技術(shù)要求
柴油發(fā)電機組的首次帶載能力:發(fā)電機組可首次加載,且電壓降≤30%,頻率降≤15%;
額定功率(12小時內(nèi)輸出功率)≥ 1600KW;
備用功率(1小時 輸出功率)≥1760KW;
額定電壓 : 10.5kV;
額定頻率 : 50Hz±2% 3相 ;
電壓波動范圍: +2% ~ -2% 電壓波形近似于正弦波;
1、黑龍江大慶本地柴油發(fā)電機組主要技術(shù)參數(shù)
接線方式:三相
頻率:50Hz
功率因數(shù):0.8(滯后)
開機至加載到滿載的時間:≤15S
啟動間隔:10s以內(nèi)
穩(wěn)態(tài)電壓調(diào)整率:<±2.5%
動態(tài)電壓調(diào)整率:±15%
電壓穩(wěn)定時間:< 3s
電壓波動率:< 1.0%
頻率穩(wěn)態(tài)調(diào)整率:±5%
頻率瞬態(tài)調(diào)整率:±10%
頻率穩(wěn)定時間:<3s
頻率波動率:<1.0%
大修時間間隔:運行累計30000h以上
機組空載電壓整定范圍:不小于 95%~105%額定電壓。
機組在空載額定電壓時的線電壓波形正弦性畸變率不大于 5%。
機組操作方式:機組可手動、黑龍江大慶本地自動起動。
柴油發(fā)電機組需配套預(yù)熱裝置。
起動方式:24V直流電壓起動
蓄電池型式:免維護鉛酸啟動型蓄電池
蓄電池容量:當(dāng)極端環(huán)境溫度為-40℃時應(yīng)能滿足連續(xù)起動不少于 6 次起動(廠家要對電池容量計算做出詳細(xì)說明)
充電裝置:控制電壓范圍 18~30V,蓄電池電壓低于 18V 時自動接通充電裝置,電壓高于 30V時,自動切斷充電裝置,充電裝置輸入為 220V交流電。充電裝置按起動和控制各設(shè)一套,充電裝置充電市電掉電自動報警。
機組的自動裝置、黑龍江大慶本地控制、黑龍江大慶本地保護、黑龍江大慶本地信號、黑龍江大慶本地同期調(diào)速系統(tǒng)、黑龍江大慶本地停機、黑龍江大慶本地起動系統(tǒng)均采用直流電源 24V,控制設(shè)備、黑龍江大慶本地24V蓄電池及充電設(shè)備均由柴油發(fā)電機組賣方成套提供。
自起動裝置應(yīng)在市電失壓一秒內(nèi)發(fā)出市電故障信號,同時發(fā)出自起動命令。柴油發(fā)電機組應(yīng)具備連續(xù)三次自起動功能,連續(xù)三次起動失敗,則發(fā)出起動失敗信號,亦閉鎖自起動回路。
機組應(yīng)裝設(shè)手動和電動操作緊急停機裝置。
2、黑龍江大慶本地柴油發(fā)動機的主要參數(shù):
柴油發(fā)動機各項性能、黑龍江大慶本地指標(biāo)不低于卡特彼勒、黑龍江大慶本地奔馳( MTU)、黑龍江大慶本地康明斯品牌成熟產(chǎn)品。
型式: 四沖程,直列或者V型排列,不得低于16汽缸,閉式循環(huán)水冷卻,電噴或電子調(diào)速
頻率: 50Hz
額定轉(zhuǎn)速: 1500RPM
冷卻方式: 水冷卻
排量:≥95L
燃油耗量:≦200g/kW.hr
燃油型號:國產(chǎn)#-35 柴油
潤滑油量: L/hr
潤滑油型號: API CG-4 15W/40
起動方式:電起動
調(diào)速方式:電噴/電子
從起動到具備帶額定負(fù)荷的時間必須小于等于15秒
3、黑龍江大慶本地發(fā)電機的主要參數(shù)
發(fā)電機各項性能、黑龍江大慶本地指標(biāo)不低于卡特彼勒、黑龍江大慶本地康明斯、黑龍江大慶本地法國利萊森瑪(LEROY-SOMER)品牌成熟產(chǎn)品。
型式: 三相同步交流發(fā)電機
額定電壓:10.5kV
額定頻率:50Hz
功率因數(shù): 0.8(滯后)
電機效率:≥95%
定子線圈接線:三相四線, Y接線,高電阻接地
絕緣等級:H級
勵磁方式:快速反應(yīng)的勵磁系統(tǒng),并配置 AVR或DSR(數(shù)字式自動勵磁調(diào)節(jié)器)
防護等級:IP23
4、黑龍江大慶本地控制器
柴油發(fā)電機組生產(chǎn)廠原廠數(shù)字控制屏(中文顯示),各項性能、黑龍江大慶本地指標(biāo)不低于卡特彼勒、黑龍江大慶本地奔馳( MTU)、黑龍江大慶本地康明斯品牌成熟產(chǎn)品。
控制屏型式:金屬外殼噴塑
防護等級:IP41 LCD液晶 按中文,英文雙語可切換顯示,控制屏符合 通用電器標(biāo)準(zhǔn)。
適合遠(yuǎn)程監(jiān)控的通信端口。
自動控制
當(dāng)市電斷電后,其低壓母線上電壓繼電器失壓信號送出接點信號到柴油機組,由機組判斷,在持續(xù)維持3 秒(即延時 3 秒)時,機組可以確認(rèn)為需要啟動,否則不啟動,3 秒時間應(yīng)可調(diào);也可以是收到由 DCS 外來接點輸入,機組可以確認(rèn)為需要直接啟動。如果已經(jīng)確認(rèn)需要啟動,那么應(yīng)在此后 12 秒內(nèi)完成自動起動、黑龍江大慶本地建立電壓、黑龍江大慶本地頻率達(dá)到額定值、黑龍江大慶本地機組出口主開關(guān)(帶電操)自動閉合投入供電的過程。此時柴油發(fā)電機組首次加載,首次加載能力不低于柴油發(fā)電機組額定容量的 70%;首次加載時,柴油機實際輸出功率不應(yīng)小于發(fā)電機初始投入的起動有功功率的2 倍。 市電斷電信號到發(fā)電機主開關(guān)合閘帶額定負(fù)荷的時間不應(yīng)超過 15 秒。 12小時內(nèi)允許超載 10%運行 1 小時, 或在熱狀態(tài)下,能在150%
額定容量下運行,時間為 60 秒。市電恢復(fù)正常后,機組出口主開關(guān)人工就地斷開,機組延時 2~5分鐘停機。
自動控制系統(tǒng)完成包括對保安電源系統(tǒng)開關(guān)的監(jiān)視功能,主要是顯示相關(guān)開關(guān)的狀態(tài)。
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