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永磁同步風(fēng)力發(fā)電機由于機械損耗小、江蘇鎮(zhèn)江附近運行效率高、江蘇鎮(zhèn)江附近維護成本低等優(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、江蘇鎮(zhèn)江附近永磁同步發(fā)動機、江蘇鎮(zhèn)江附近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、江蘇鎮(zhèn)江附近效率高、江蘇鎮(zhèn)江附近功率因數(shù)高、江蘇鎮(zhèn)江附近可靠性好等優(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、江蘇鎮(zhèn)江附近變頻器容量小,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、江蘇鎮(zhèn)江附近交通不便、江蘇鎮(zhèn)江附近燃料短缺,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、江蘇鎮(zhèn)江附近牧區(qū)、江蘇鎮(zhèn)江附近邊防哨所、江蘇鎮(zhèn)江附近氣象臺站等偏遠、江蘇鎮(zhèn)江附近負(fù)載較輕的用戶,提供電力。
發(fā)電機管理中的3個有用細節(jié)
故障背景:2017年5月20日該輪靠泊印度洋留尼旺島,鍋爐發(fā)生點火故障,于是發(fā)電機換用輕柴油。換油后不久,發(fā)現(xiàn)發(fā)電機上的燃油管有滴漏,當(dāng)時忙于處理鍋爐問題,為減少柴油損失,當(dāng)即關(guān)閉了停車狀態(tài)的一號和三號發(fā)電機燃油進出管路的相關(guān)閥門。
故障現(xiàn)象:第二天船舶離港時,當(dāng)班輪機員凌晨4點打給我,說一號發(fā)電機不能并車,三號發(fā)電機能并車但只能承擔(dān)150 KW,再加負(fù)荷就加不上去。我立即下機艙,檢查發(fā)電機相關(guān)情況,滑油、江蘇鎮(zhèn)江同城冷卻水各項參數(shù)未見明顯異常。我嘗試向三號發(fā)電機手動轉(zhuǎn)移負(fù)載,多次手動調(diào)節(jié)調(diào)速器以增加燃油供油量,但負(fù)荷沒有變化。嘗試一號發(fā)電機并車,自動與手動并車都未成功,一號發(fā)電機顯示頻率過高。
打開三號發(fā)電機保護蓋檢查高壓油泵,油泵齒條拉桿均能自由活動,油尺刻度指示在較大值,排除了油泵的問題,再檢查相關(guān)管路,發(fā)現(xiàn)有個進油閥處于關(guān)閉狀態(tài),當(dāng)即慢慢全開燃油閥,三號發(fā)電機立即加載到500KW,負(fù)荷轉(zhuǎn)移正常。
注意力再轉(zhuǎn)向一號發(fā)電機,發(fā)現(xiàn)一號發(fā)電機類似的進油閥也未打開,當(dāng)即打開進油閥,并再次嘗試并車,但還是并車失敗。到港時一號發(fā)電機是正常使用的,頻率、江蘇鎮(zhèn)江同城轉(zhuǎn)速,負(fù)荷的轉(zhuǎn)移各項指標(biāo)都正常,怎么突然就轉(zhuǎn)速過高了呢?
故障措施:三號發(fā)電機正常之后,我全部精力集中在一號發(fā)電機不能并車的問題上,之前發(fā)電機轉(zhuǎn)速感應(yīng)器出現(xiàn)過速度顯示的問題,所以首先還是考慮轉(zhuǎn)速感應(yīng)器故障,懷疑有可能是感應(yīng)器臟了或者跟飛輪的間隙超標(biāo)。該發(fā)電機有兩個pick-up(轉(zhuǎn)速感應(yīng)器),一個用于機旁控制屏顯示,一個用于發(fā)電機控制系統(tǒng)。當(dāng)即取出兩個感應(yīng)器,其中一個確實臟了,擦拭干凈后,檢查了速度感應(yīng)器的阻值,確認(rèn)正常,重新裝回,調(diào)整好間隙,重新啟動發(fā)電機,轉(zhuǎn)速還是過高--950RPM。
排除了轉(zhuǎn)速感應(yīng)器的問題,那么故障就應(yīng)該在機械部分。檢查高壓油泵,調(diào)節(jié)拉桿活動正常;檢查調(diào)速器,該調(diào)速器品牌是Regulateurs Europa,型號1102V-4G-25R。發(fā)現(xiàn)調(diào)速器上的手動速度調(diào)節(jié)旋鈕卡住了,很難轉(zhuǎn)動,聯(lián)想到二管輪的交接班記錄,提示該調(diào)速器的同步馬達(下圖中的021)不是原裝備件,當(dāng)時由于缺少原裝備件,用的是上個管理公司遺留下來的其他制造商備件。拆下同步馬達,與近期在新加坡剛接收到的原裝備件對比,發(fā)現(xiàn)兩個同步馬達參數(shù)不一致:非原裝備件,制造商Woodward,電壓24V,轉(zhuǎn)速2000 RPM,功率5瓦;原裝備件,制造商Groschopp,電壓24V ,轉(zhuǎn)速2700RPM,功率2瓦,電流0.25A。進一步拆開非原裝同步馬達,發(fā)現(xiàn)馬達的塑料齒輪磨損,不能轉(zhuǎn)動。
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啟動發(fā)電機之前,一定要檢查相關(guān)管路系統(tǒng),之前做出過狀態(tài)改變的相關(guān)閥門,一定要及時設(shè)置好。交接班工作一定要交接清楚,不能有遺漏;
該事件的起因在于啟動發(fā)電機之前沒有將關(guān)閉的燃油閥打開,該輪經(jīng)過幾任管理公司管理,燃油管路的閥門老化,在全關(guān)時仍然存在些許燃油泄漏,造成一號發(fā)電機啟動時,能正常啟動,調(diào)速器在燃油量不足的情況下加大油門以保持額定轉(zhuǎn)速,但同步馬達因為調(diào)速器不正常動作導(dǎo)致里面的齒輪損壞,造成了同步馬達卡死,以至于發(fā)電機轉(zhuǎn)速達到950RPM 后不能減速。這一點在發(fā)電機的管理工作中一定要考慮到;
不同管理公司的備件采購?fù)緩讲灰粯樱嬖诖罅康谌缴a(chǎn)的備件,與原廠備件相比,有些參數(shù)都不一致,有些即使銘牌上參數(shù)一致,但物理尺寸卻不一致。這給輪機員維護保養(yǎng)時帶來了諸多不便。主管輪機員在接受備件時一定要仔細核對,避免到使用時陷入被動;即使是原裝件,電器要考慮正負(fù)極性,機械要考慮左旋右旋。
發(fā)電機進氣門的配氣相位
(1)進氣提前角 在排氣沖程接近終了,活塞到達上止點前,進氣門便開始開啟。從進氣門開始開啟到上止點所對應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角稱為進氣提前角,一般為10°~30°。進氣門早開,使得活塞到達上止點開始向下移動時,因近期門已有一定開度,所以可較快的獲得進氣通道截面積,減少進氣阻力。
(2)進氣滯后角 在進氣沖程下止點過后,活塞重又上一行一段進氣門才關(guān)閉。從下止點到氣門關(guān)閉所對應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角稱為進氣滯后角,一般為40°~80°。進氣門晚關(guān),是因為活塞到達下止點時,由于進氣阻力的影響,氣缸內(nèi)的壓力仍然低于大氣壓,且氣流還有相當(dāng)大的慣性,仍能繼續(xù)進氣。下止點過后,隨著活塞的上行,氣缸內(nèi)壓力逐漸增大,、江蘇鎮(zhèn)江同城進氣氣流速度也逐漸減小,至流速等于零時,進氣門關(guān)閉的滯后角適合。若滯后角過大會將進入氣缸的氣體重新又壓回進氣管。
由上可見,進氣門開啟持續(xù)時間內(nèi)的曲軸轉(zhuǎn)角,即進氣持續(xù)角,它等于提前角、江蘇鎮(zhèn)江同城滯后角之和加180°曲軸轉(zhuǎn)角。
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