发电机是将其他形式的能量转换为电能的机械设备,由涡轮、汽轮机、柴油发动机或其他动力机器驱动,将水、气流、燃料燃烧或原子核裂变产生的能量转换为机械能,从发电机转换为电能。
发电机的工作方式:
本文介绍了应用最广泛的轻油发动机。
柴油发电机组的柴油发动机是动力的输出部分,以柴油为燃料,压缩在气缸中形成的高温高压空气使喷射的雾柴油燃烧膨胀,将热量转化为机械能。
通过进气、压缩、工作、排气四个过程完成工作循环,也称为四冲程发动机。
为了降低零部件温度,机身上布满了水道,泵推进了称为水冷装置(如沃尔沃、三菱、康明斯)的水冷装置
低功耗发动机也使用空气来冷却发动机,这称为风冷器(例如DEUTZ1011/912系列,常见的摩托车发动机)。
目前,我国热力发电厂的发电机都采用2极、转速为3000r/m的水平结构。如图2所示,发电机最基本的组成部分是定子和转子。
图2 300MW汽轮发电机侧视图
1-发电机主体;2周女子气;3-永磁副励磁机;4-气体冷却器;5-励磁机轴承;6-碳刷架隔音罩;7-马达端盖;8-连接涡轮配车轮。9-马达接线盒;10-电路变压器11-引线12测温引线盒;13-底座
柴油发电机组的基本概念:
柴油发电机由柴油发动机、交流发电机、控制系统和各种辅助部件组成,是将机械能转化为电能,通过电缆向用户供电的设备。
一般来说,它是备用或主电源,具有机动性、易用性、随时供电和维护方便。
根据柴油的使用情况,可分为轻型木柴机、重型机油等。
根据转速的不同,可以分为高速装置、中速装置、低速装置等。
根据用途的不同,可以分为土地单位、海洋单位等。
根据发展时间的不同,可以分为大气装置、远距离装置等。
根据使用特点,有拖车、静音、防雨型、普通机等。
正在组装:
柴油机系统结构:
柴油机由4个以上的系统和2个机构组成。
1、燃料供应系统
2、进排气系统
3、润滑系统
4、冷却系统。
5、系统启动。
6、气体分配机构;
7、曲柄连杆机构
调速系统简介:
燃油喷射控制1:
机械调速抗干扰性能好,调速精度低。
燃油喷射控制2:
燃油喷射控制3:
发动机相关名词/参数:
气缸数量:发动机设计气缸的数量(4、6、8、10、12、16);
内嵌气缸:气缸垂直站立,活塞上下移动。
v型气缸:气缸体分裂v型60度;
位移:发动机面积乘以行程乘气缸数。
压缩比:气缸体积与燃烧室体积的比率称为压缩比。
排气气流:发动机风扇排放的空气量;
气体量:发动机吸入燃烧中使用的空气量。
排气能力:排气出口烟量;
排气温度:发动机排气涡轮增压器入口的温度,通常在300 ~ 600度左右。
发电机原理:
原理:
发动机牵引发电机转子旋转磁力线产生电压。
img.com/large/pgc-image/a6290e4ef23248eaaf70f7f7598e4404?from=detail&index=6" width="504" height="250"/>内部部件图:
电压调节器:
品牌电机对比表:
单轴承、免维护;自励磁、剩磁建压;马拉松370KW以上DVR、配永磁机,其它AVR;
一般H级绝缘。
防护等级:
IP等级系统提供了一个以电器设备和包装的防尘﹑防水进行分类的方法。
保护等级以IP后跟随两个数字来表示,数字用来明白确保护等级。
IPXX:
绝缘等级:
柴油发电机组知识:
发电机组控制原理:
控制原理大致分为两部分:
1、发电质量控制原理:
*供油系统通过精密自动监视发动机转速,适时供油,尽量保证发动机在额定转速下工作。
*电压调节器通过监视电压波动,适时增减励磁保证电压平稳。
2、机组运行保护原理:
*在实现以上功能时需要保护机组,于是在发电机组上装了一些传感器把信号传送到模块中,把执行报警或关机信号发出实现对机组的控制、保护。
柴油发电机组电性能指标:
稳态电压调整率:
U—空载整定电压(标定电压)(V);
U1—负载渐变后的稳定电压最大值(或最小值)(V);
Ⅰ、Ⅱ 、 Ⅲ类电站值为≤ ±(1~3)%;
Ⅳ类电站值为≤±5%。
瞬态电压调整率:
U —标定电压(V);
U1—负载突变前的稳定电压(V);
U3—负载突变时的瞬时电压最大值和最小值(V)。
稳态频率调整率:
f—额定频率(HZ);
f1—负载渐变后的稳定频率最大值(或最小值)(HZ);
Ⅰ、Ⅱ 、 Ⅲ类电站值为≤ ±0.5%~3%;
Ⅳ类电站值为≤±5%。
瞬态频率调整率:
U—标定频率(HZ);
U1—负载突变前的稳定频率(HZ);
U3—负载突变时的瞬时频率最大值和最小值(HZ)。
电压波动率:
UBmax和UBmin—分别为同一次观测时间内的电压;
最大值和最小值(V)。
频率波动率:
fBmax和fBmin —分别为同一次观测时间内的频率;
最大值和最小值(V)。
电压和频率稳定时间:
电压稳定时间—指从电压突变时起至电压开始稳定在与稳定电压范围内所需的时间。
频率稳定时间—指从频率突变时起至频率开始稳定在频率波动范围内所需的时间。
柴油发电机组其它性能指标:
柴油发电机组功率标定:
柴油机标定运行的标准环境状况是:
(1)环境空气温度0℃~+40℃;
(2)海拔高度不超过1000m;
(3)空气相对湿度不大于95%(温度为+25℃时);
(4)有霉菌。
柴油发电机组功率标定:通常标定功率位12h功率,说明在标定功率。
下连续运行时间为12h。其中包括超过10%;
标定功率情况下连续运行1h。通常持续功率为12h功率的90%。
标准运行环境对比表:
柴油发电机组功率修正:
非标环境状况下使用时,机组的功率修正公式为:
Nf=(Ne·K1-Nfan)K2
Nf:机组输出功率(KW);
Ne:柴油机标准环境状况下的标定功率(KW);
Nfan:风扇消耗的功率(KW);
K1:非标环境下湿度,温度与大气压力的综合换算系数;
K2:发电机效率;
Nef:标准工况下的机组额定功率。
注:柴油发电机组功率修正的简要算法:
Nf=Nef·K1
柴油发电机组功率修正:
柴油机的标准输出功率是在标准环境下:气温25℃,大气压力100Kpa,测试的相对湿度30%。所以因地域差异,发动机输出功率会随着气温的升高,大气压力的下降,相对温度的增加而下降,此时应对发电机组的额定输出功率作适当修正。避免发动机过热,造成早期损坏,修正表如下:
机组功率修正表(此为国标,进口机比这相对好些)
常用行业标准:
GB《往复式内燃机驱动的交流发电机组第1部分》
GB/T12786-2006《自动化内燃机电站通用技术条件》
GB2819-1995 《移动电站通用技术条件》
JB/T8194-2001 《内燃机电站名词术语》
YD/T502-91(2000)《通讯专用柴油发电机组技术要求》
直接起动异步电动机的能力:
起动风机、水泵负载能力:
无线电干扰允许值:
机组自动化性能要求:
一级自动化机组:
(1)自动维持应急准备运行状态;
(2)能自动启动/停止机组运行;
(3)机组异常情况自动保护停机功能;
(4)声光信号系统;
(5)无人值守情况下连续运行4h。
二级自动化机组:(满足一级自动化要求外,还应满足下述要求)
(1)具有燃油、机油、冷却液自动补充功能。
(2)无人值守情况下连续运行240h。
三级自动化机组:(满足一二级自动化要求外,还应满足下述要求)
(1)当机组自启动失败时,自动起动备用机组。
(2)自动并机和解列。
(3)并机运行时能自动分配有功功率和无功功率。
机组预热装置:
预热设备的使用范围:在机组工作环境温度低于0℃的预热—确保机组启动成功率。
机组配套设备(ATS):由ATS双电源自动转换开关,时间继电器,中间继电器,按钮,指示灯等组成。
有手动/自动操作功能,自动操作,检测市电当市电掉电输出开关量信号起动发电机组,机组建压ATS转为机组供电。
机组的并车性能要求:
两台规格型号完全相同的机组,在额定功率因数下,应能在额定功率的20%~100%范围内稳定并联运行。
要求机组中柴油机调速器的稳态调速率在2%~5%范围内调节,控制屏内的调压装置可使稳态电压调整率在5%范围内调整。
机组并联条件:
相同品牌相同功率机组并联操作比较理想。
非相同品牌相同功率机组并联应满足下列条件
1、柴油机:可以远程调速,调速率相同、电压相同、相位相同;
2、发电机:可以远程调压,有电压调差功能。
3、并联机组功率相差不能超过1:3。
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