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柴油發(fā)電機組的基本原理和結構
柴油機驅動發(fā)電機運轉,將柴油的能量轉化為電能,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,可分為國產柴油發(fā)電機組和進口柴油發(fā)電機組; 按轉速不同,可分為低速發(fā)電機組和高速發(fā)電機組。
基本原理
柴油機驅動發(fā)電機運轉,將柴油的能量轉化為電能。在柴油機汽缸內,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動的力量,從而帶動曲軸旋轉。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帶動發(fā)電機的轉子,利用‘電磁感應’原理,發(fā)電機就會輸出感應電動勢,經(jīng)閉合的負載回路就能產生電流。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、江蘇當?shù)胤€(wěn)定的電力輸出,還需要一系列的柴油機和發(fā)電機控制、江蘇當?shù)乇Wo器件和回路。
結構分析
一臺普通型柴油發(fā)電機組主要由柴油機、江蘇當?shù)匕l(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, 就可以設定一個上限,當達到或超過這個限定值的時候控制系統(tǒng)會預先報警,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,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
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機運行參數(shù)。此外 , 發(fā)電機組還有底盤、江蘇當?shù)芈?lián)軸器、江蘇當?shù)厣崞?、江蘇當?shù)厝加拖?, 有的還裝設有消聲器和外罩。
酒店如何選用常用的靜音式柴油發(fā)電機
一些酒店需要長時間使用柴油發(fā)電機,那么他們應該如何選擇靜音式發(fā)電機呢?某些酒店柴油發(fā)電機組在某段時間或經(jīng)常需要長時間連續(xù)地進行,以作為用電負荷的常用供電電源,這類發(fā) 電機組稱為常用發(fā)電機組。常用發(fā)電機組可作為常用與備用。遠離大電網(wǎng)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)、江蘇附近海島、江蘇附近林場 、江蘇附近礦山、江蘇附近油田等地區(qū)或工礦企業(yè),為了供給當?shù)鼐用裆鷱S及生活用電,需要安裝靜音柴油發(fā)電機,這類發(fā)電 機組平時應不間斷地進行。
國防工程、江蘇附近通信樞紐、江蘇附近廣播電臺、江蘇附近微波接力站等重要設施,應設有備用靜音柴油發(fā)電機。這類設施用電平 時可由市電電力網(wǎng)供給。但是,由于地震、江蘇附近臺風、江蘇附近戰(zhàn)爭等其他自然災害或人為因素,使市電網(wǎng)遭受破壞 而停電以后,已設置的備用機組應迅速起動,并堅持長期不間斷地進行,以保證對這些重要工程用電負 荷的連續(xù)供電,這種備用發(fā)電機組也屬于常用發(fā)電機組類型。常用發(fā)電機組持續(xù)工作時間長,負荷曲線 變化較大,機組容量、江蘇附近臺數(shù)、江蘇附近型式的選擇及機組的進行控制方式與應急機組不同。
1. 常用靜音柴油發(fā)電機容量的確定 按機組長期持續(xù)運行輸出功率能滿足全工程 計算負荷選擇,并應根據(jù)負荷的重要性確定發(fā)電機組備 用機組容量。柴油機持續(xù)進行的輸出功率,一般為標定功率的0.9倍。
2. 常用靜音柴油發(fā)電機臺數(shù)的確定 常用靜音柴油發(fā)電機臺數(shù)的設置通常為2臺以上,以保證供電的連續(xù)性及適應用電負荷曲線的變化。機組臺 數(shù)多,才可以根據(jù)用電負荷的變化確定投入發(fā)電機組的進行臺數(shù),使柴油機經(jīng)常是在經(jīng)濟負荷下運行, 以減少燃油消耗率,降低發(fā)電成本。柴油機的 經(jīng)濟運行狀態(tài)是在標定功率的75%-90%之間。為保證供電的連續(xù)性,常用機組本身應考慮設置備用機組,當進行機組故障檢修或停機檢查時,使發(fā)電機組仍然 能夠滿足對重要用電負荷不間斷地持續(xù)供電。
3. 常用靜音柴油發(fā)電機轉速的確定 為了減少磨損,增加機組的使用壽命,常用發(fā)電機組宜選用標定轉速不大于1500r/min的中、江蘇附近低速機組, 其備用機組可選擇中、江蘇附近高速機組。同一電站的機組應選用同型號、江蘇附近同容量的機組,以便使用相同的備用零部件,方便維修與管理。負荷變化大的工程,也可以選用同系列不同容量的機組。 發(fā)電機輸出標定 電壓的確定與應急發(fā)電機組相同,一般為400V,個別用電量大,輸電距離遠的工程可選 用高壓發(fā)電機組。
4. 常用靜音柴油發(fā)電機的控制 常用機組一般應考慮能夠并聯(lián)進行,以簡化配電主接線,使機組起動、江蘇附近停機輪換運行時,通過并車、江蘇附近轉 移負荷、江蘇附近切換機組而不致中斷供電。機組應安裝有機組的測量及控制裝置,機組的調速及勵磁調節(jié)裝置 應適用魚并聯(lián)進行的要求。對重要負荷供電的備用發(fā)電機組,宜選用自動化酒店柴油發(fā)電機組當外電源故障 斷電后,能夠迅速自動起動,恢復對重要負荷的供電。柴油機運行時機房噪聲很大,自動化機組便于改 造為隔室操作、江蘇附近自動監(jiān)控的發(fā)電機組。當發(fā)電機組正常進行時,操作人員不必進入柴油機房,在控制室便可對靜音柴油發(fā)電機進行監(jiān)控。
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同步發(fā)電機的序分量電抗
同步發(fā)電機的序分量電抗X1、江蘇附近X2、江蘇附近X0
分析同步發(fā)電機不對稱運行的基本方法是對稱分量法。應用對稱分量法,可以把發(fā)電機不對稱的三相電壓、江蘇附近電流及其所激勵的磁勢分解為正序分量、江蘇附近負序分量和零序分量,然后對各個分量分別建立的端點方程式和相序方程式,求解各序分量并研究各序分量分別所產生的效果, ,將它們疊加起來,就得出實際不對稱運行的結果和影響。實踐證明,在不計飽和時,上述方法所求得的結果,特別是對于基波分量基本上是正確的。
在不對稱運行時,同步發(fā)電機的空氣隙磁場為一橢圓形旋轉磁場,即除了正序旋轉磁場以外,尚有負序旋轉磁場。因為它們的旋轉方向不同,所以轉子回路的反應也各不相同;對不同相序的電流,同步電機呈顯的電抗也就有不同的數(shù)值。
當同步電機對稱運行時,如前面各章所討論的情形,定子電流為一穩(wěn)定的對稱三相電流,實際上即一組正序分量,它們所產生的旋轉磁場(即正序旋轉磁場)和轉子之間沒有相對運動,這個磁場并不能在轉子繞組中產生感應電勢,這個電流所遇到的電抗便是同步電抗。故同步電機的正序電抗即系同步電抗,不對稱運行時,負序電流所產生的負序旋轉磁場以同步速向著和轉子轉向相反的方向旋轉,即該磁場將以兩倍同步速載切轉子繞組,將在轉子繞組中感應一個兩倍于電源頻率的交變電流。對于負序旋轉磁場而言,轉子繞組的作用為一短路繞組,致使負序電流所遇到的便不再是同步電抗,而是另一個電抗x2,稱它為負序電抗,其數(shù)值遠較同步電抗為小。
負序旋轉磁場在轉子激磁繞組和組尼繞組中所感應的兩倍頻率的交變電流,將引起附加的銅損耗;負序旋轉磁場還將在轉子表面產生渦流,從而引起附加表面損耗。這些損耗都將使轉子溫升提高。此外,負序旋轉磁場還將在轉子軸和定子機座引起振動。
根據(jù)我國“發(fā)電機運行規(guī)程”規(guī)定:在額定負載連續(xù)運行時,汽輪發(fā)電機三相電流之差,不得超過額定值的10%,水輪發(fā)電機和同步補償機的三相電流之差,不得超過額定值的20%,同時任一相的電流不得大于額定值。在低于額定負載連續(xù)運行時,各相電流之差可以大于上面所規(guī)定的數(shù)值,但應根據(jù)試驗確定。
當零序電流流過定子繞組時,由各相零序電流所產生的三個脈動磁勢,其幅值相等,時間上同相,而三者在空間各相隔120°電角度,因此三相零序基波全成磁勢恰相至抵消,不形成氣隙互磁通,只存在一些漏磁場,數(shù)值一般很小。零電流所遇到的電抗為帶有漏抗性質的零序電抗,用代表,較更小。
由于現(xiàn)代電力系統(tǒng)的規(guī)模很大,在正常運行時負載電流的嚴重不對稱是不常見的。具有實際意義的不對稱運行情況為故障狀態(tài),如單相接地短路、江蘇附近二相短路和二相接地短路等。
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