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柴油發(fā)電機(jī)組的基本原理和結(jié)構(gòu)
柴油機(jī)驅(qū)動發(fā)電機(jī)運(yùn)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(jī)組及船用柴油發(fā)電機(jī)組;如果按品牌的不同,可分為國產(chǎn)柴油發(fā)電機(jī)組和進(jìn)口柴油發(fā)電機(jī)組; 按轉(zhuǎn)速不同,可分為低速發(fā)電機(jī)組和高速發(fā)電機(jī)組。
基本原理
柴油機(jī)驅(qū)動發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),將柴油的能量轉(zhuǎn)化為電能。在柴油機(jī)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(diǎn)。柴油被點(diǎn)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(jī)與柴油機(jī)曲軸同軸安裝,就可以利用柴油機(jī)的旋轉(zhuǎn)帶動發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子,利用‘電磁感應(yīng)’原理,發(fā)電機(jī)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(jī)組基本的工作原理。要想得到可使用的、山西呂梁附近穩(wěn)定的電力輸出,還需要一系列的柴油機(jī)和發(fā)電機(jī)控制、山西呂梁附近保護(hù)器件和回路。
結(jié)構(gòu)分析
一臺普通型柴油發(fā)電機(jī)組主要由柴油機(jī)、山西呂梁附近發(fā)電機(jī)以及控制系統(tǒng)三部分組成,柴油機(jī)和發(fā)電機(jī)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(qiáng)度螺栓 將發(fā)電機(jī)鋼性連接片和柴油機(jī)飛 連接而成,目前市場上的柴油發(fā)電機(jī)組使用剛性連接的比較 多一些,柴油機(jī)和發(fā)電機(jī)連接好之后安裝在公共底架上,然后配上各種起保護(hù)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(jī)的運(yùn)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(bào)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(jī)組停掉,柴油發(fā)電機(jī)組就是采取這種方式起自我保護(hù)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(hù)功能的是柴油發(fā)電機(jī)組 的控制系統(tǒng),控制屏一般安裝在發(fā)電機(jī)上,稱為背包式控制屏,也有部分是獨(dú)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(jī)以及傳感器連接,分別顯示電參數(shù)和柴油
機(jī)運(yùn)行參數(shù)。此外 , 發(fā)電機(jī)組還有底盤、山西呂梁附近聯(lián)軸器、山西呂梁附近散熱器、山西呂梁附近燃油箱 , 有的還裝設(shè)有消聲器和外罩。
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發(fā)電機(jī)容易產(chǎn)生的問題
該系統(tǒng)不但要求發(fā)電機(jī)組自動化程度高,更要求發(fā)電機(jī)必須適應(yīng)UPS這一非線性負(fù)載的特性,使其在無市電的情況下保障UPS對負(fù)載的可靠供電。
但在實(shí)際選配和使用發(fā)電機(jī)過程中,經(jīng)常出現(xiàn)由于發(fā)電機(jī)容量不足或維護(hù)不當(dāng)?shù)仍颍斐墒须娡k姇r發(fā)電機(jī)不能正常工作的情況。如何正確選配金融業(yè)機(jī)房供電系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)組,如何做好發(fā)電機(jī)組與UPS的匹配及發(fā)電機(jī)的使用維護(hù)等工作是機(jī)房管理人員要特別重視的問題。
一、山西呂梁同城發(fā)電機(jī)使用中容易產(chǎn)生的問題
金融業(yè)機(jī)房一般采用“市電——發(fā)電機(jī)——UPS”并機(jī)系統(tǒng)組成的供電系統(tǒng)。系統(tǒng)中,發(fā)電機(jī)的負(fù)載主要包括UPS、山西呂梁同城機(jī)房專用空調(diào)、山西呂梁同城應(yīng)急照明、山西呂梁同城消防電梯等,這些負(fù)載啟動或運(yùn)行時都會對發(fā)電機(jī)產(chǎn)生振蕩和干擾。盡管在組成“市電——發(fā)電機(jī)——UPS”供電系統(tǒng)時,發(fā)電機(jī)的負(fù)載量在其額定輸出容量范圍內(nèi),但在實(shí)際情況中,市電中斷而發(fā)電機(jī)投人運(yùn)行過程中卻經(jīng)常發(fā)生工作不穩(wěn)定,產(chǎn)生多種使“發(fā)電機(jī)——UPS”系統(tǒng)不能正常工作的現(xiàn)象。
1、山西呂梁同城負(fù)載反饋的波動電壓造成發(fā)電機(jī)輸出電壓穩(wěn)定度較差,常出現(xiàn)發(fā)電機(jī)組輸出電壓振蕩現(xiàn)象。UPS整流器允許的輸人電壓范圍一般在±15%巧或更寬,發(fā)電機(jī)的輸出電壓不穩(wěn)定對其影響較小。
2、山西呂梁同城UPS整流器的輸人諧波造成多個過零點(diǎn)。
3、山西呂梁同城發(fā)電機(jī)的頻率(轉(zhuǎn)速)振蕩一般情況下,頻率振蕩比電壓、山西呂梁同城電流振蕩范圍小,但影響比較大,導(dǎo)致UPS處于頻繁切換及非正常工作狀態(tài)。頻率振蕩一般在±5%以內(nèi),由于負(fù)載有規(guī)律地忽大忽小,造成發(fā)電機(jī)組工作也忽強(qiáng)忽弱,加劇機(jī)組振動,加速機(jī)械磨損,甚至引起機(jī)件嚴(yán)重?fù)p壞。頻率振蕩明顯的特征之一,即柴油機(jī)工作噪聲有規(guī)律地忽大忽小,因此必須引起高度重視。
4、山西呂梁同城工作不正常空調(diào)壓縮機(jī)啟動和電梯升降的瞬間會導(dǎo)致發(fā)電機(jī)發(fā)生±Hz頻率漂移,造成UPS頻繁切換。當(dāng)頻率、山西呂梁同城電壓振蕩變化超出UPS輸入工作范圍時,UPS由蓄電池供電,而發(fā)電機(jī)在無UPS負(fù)載時恢復(fù)正常,隨即UPS又自動投人,這樣交錯進(jìn)行。頻率漂移會對UPS正常運(yùn)行產(chǎn)生兩方面影響。
①不能旁路。在旁路電源的頻率和電壓處于允許的范圍內(nèi),UPS的逆變器輸出跟蹤旁路電源,逆變電源與旁路電源鎖相、山西呂梁同城同步。當(dāng)旁路電源由發(fā)電機(jī)提供時,頻率會發(fā)生快速的變化。當(dāng)頻率變化超出預(yù)先設(shè)定的極限值時,逆變器頻率變化就跟不上旁路電源的頻率變化。這時靜態(tài)旁路開關(guān)將禁止切換到旁路在這種情況下切換,有可能造成逆變器過流、山西呂梁同城短路。在這種旁路電源頻率無法跟蹤的狀況下,UPS只會發(fā)出警示性告警,逆變器仍繼續(xù)提供電源給負(fù)載。
?、陔姵貕勖s短。瞬間的大負(fù)載波動可能導(dǎo)致發(fā)電機(jī)頻率產(chǎn)生±5Hz的漂移,這將導(dǎo)致可控硅整流器的驅(qū)動信號與輸入交流電失去同步,造成整流器關(guān)閉。在整流器重新啟動進(jìn)人正常工作期間,UPS轉(zhuǎn)為電池供電,這樣過分的放電循環(huán)將明顯縮短電池壽命,更嚴(yán)重的情形是會將電池能量全部放光,中斷輸出。
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