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国内外柴油发电机组自动化控制技术的现状如何
一、四川成都同城引言
用今天的眼光看,柴油发电机组自动化控制的水平,国内国外已经不存在很大的差别,经过国内从事柴油发电机组控制的科研人员多年不懈地努力,我们今天终于可以挺直腰杆,自豪地讲,我们己经看到了世界先进水平,我们正在追赶世界先进水平,
我们将要赶上世界先进水平。那么,我们在哪些方面做出了进步?在那些领域还存在不足呢?回顾国内柴油发电机组自动化控制的成长经历,分析中国电信的发展对发电机组自动化控制的推动,比较国内外同行业的差距,紧跟国际自动化控制先进模式的步伐;我们沿着这条主线做一浅析,希望能能起到抛砖引玉的作用,对业内同行带来一定的启发。
二、四川成都同城回顾发展历程,分析国内柴油发电机组自动化控制现状
回顾国内柴油发电机组自动化控制的发展,大概可以划分为四个阶段:
1、四川成都同城以时间继电器和中间继电器为主构成的自动化控制系统,这种模式当时在同行业中非常普遍,而且也以相当的批量投向市场,突出的弱点是功能简单、四川成都同城结构复杂、四川成都同城维护调试困难、四川成都同城可靠性差,终没有得到用户的认可。
2、四川成都同城用分离电子元器件组成延时电路和逻辑判断电路来实现的自动化系统,这种模式相对于 种模式,有了很大的进步,
如果精心设计,提高工艺水平,应该能取得很好的效果。但是,在那个企业大而全的年代,每个企业各自为战,造成批量小、四川成都同城工艺落后、四川成都同城质量无法保证,所以这个阶段延续时间也较短。
3、四川成都同城随着改革开放,国外各种新鲜器件纷纷出现在国人面前,PLC(可编程序控制器)以性能稳定、四川成都同城方便灵活的优势迅速成为机组自动化控制领域的主力,时至今日仍有企业在应用。这种模式的优点相对于前两种较为明显,但也逐步显露出一些缺陷,如:外围电路复杂,需配置转速、四川成都同城电压等判断电路及供电电源、四川成都同城端口扩展继电器等器件;造价相对较高(带AD转换的PLC动辄上万元)。PLC是很可靠的,但它毕竟不是专门为我们这个行业而设计的,所以以
PLC为核心构成的柴油发电机组自动化控制系统注定是一个匆匆的过客,随着技术的飞速发展很快失去了优势。
4、四川成都同城控制系统功能模块化思路的出现,彻底解决了困扰发电机组控制领域的难题,这即是以专用控制器为核心构成的自动化系统,这些专用控制器为发电机组量身打造,集多种功能于一身,甩掉了复杂的外围电路,使自动化控制系统一下子变得简单了。
这些专用控制器大多采用了先进的微处理器及控制技术,可靠性和环境适应能力较PLC大大提高,同时,很多参数可以根据实际情况而设定,使用起来非常灵活。
目前,我们已经处在第四个阶段十余年了,这种模式的生命力,随着技术的发展显示了越来越强大的生命力,可以说这种控制系统功能模块化就是柴油发电机组自动化控制的现状。
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发电机空冷和水内冷的特点是什么
现在的工业生产活动,离不开动力设备的使用,其中发电机组的使用是少不了的。发电机组类型多种多样,柴油发电机组的特点是:质量稳定,噪音小,油耗低,大修时间长,使用成本小。
1.发电机空冷的特点
全空冷的发电机具有运行可靠、四川成都附近操作简单、四川成都附近维修方便的优点。空冷机组从制造上考虑,其参数较好,额定点的效率略高。没有水冷机组的如定子水接头,水处理等附属设备,结构简单,制造上比较容易实现。目前大型发电机不再采用在工厂组装分瓣,然后运到工地合缝安装的方式,而采用在现场叠片组装的安装方式。空冷机组具有安装工艺要求相对比较简单,安装周期短的优势。空冷的主要问题是定子线棒轴向温度分布不均匀,由热引起的机械应力,定子铁芯热膨胀引起定子叠片翘曲等问题较水冷机组严重。对于后一问题,目前技术上也有一些比较好的成功经验。空冷发电机因结构相对简单,发电机定子绕组内部无特殊接头,在运行可靠性方面具有优势。
2.水内冷的特点
定子绕组采用水内冷方式,绕组的热量直接由水带走。水的体积热容量为空气的3500倍,导热系数为空气的23倍,因此水冷却的效果很好。水内冷机组的极限容量可达空冷机组的1。5~2倍。全空冷的发电机尺寸比同容量的水冷发电机要大25%左右。定子绕组水内冷的主要优点是定子线棒的内部温度可控制在65℃左右,降低定子温升,改善热应力;线棒沿定子铁芯轴向的温度分布均匀,可减少因热膨胀不均引起的变形,这样主绝缘的寿命得以增加,理论上其整机寿命应长于空冷机组。水冷机组定子铁芯长度比空冷机组短,能有效节省材料。需要的通风量比空冷机组小,相应风损也减小。虽额定负荷下的效率较空冷机组低,但空载损耗较小,在低于额定容量运行时的效率较高。水冷机组的定子槽宽而浅,增加了定子铁芯刚度,使定子振动得以减轻。由于定子线棒结构复杂,使得某些制造工艺和安装工艺也很复杂。
水冷机组的主要问题是定子水接头结构及水处理装置的可靠性。发电机附近发生突然短路或发电机非同步分,合闸时,定子线棒端部要受到很大的电磁力的作用,而此处又是绕组的水路连接处。水接头的焊接质量也是发电机运行可靠性的关键之一,这与厂家的制造水平有很大关系。此外,用于发电机定子绕组的冷却水必须是去除离子的洁净水,冷却水系统的可靠性对发电机运行的可靠性也构成一定的制约关系。
由水冷带来的其他优点:
(1)因转子重量降低,使厂房桥机的起重量降低。
(2)因定子铁芯高度降低,机组整体高度下降,因而厂房高度可以相应降低。
(3)转子重量降低,使发电机推力负荷减少,便于推力轴承的运行。
电气系统事项:
(1)只有那获得电力系统认可的专业人员,才允许依照操作规程、四川成都附近电气标准和其他规则将发电机组与负载连接。如果需要,机组启动和运行之间,这些电工的工作应得到监督部门检查和认可。
(2)当连接或拆卸线路时,必须关闭发电机组,同时必须断开电池连接。
(3)当发电机组进水,过分潮湿及表面有霉斑,切勿拆装负载线路。
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箱式发电机组市场前景很广阔
箱式发电机组主要是指有防护箱体的机组,主要分为:静音箱式、四川成都集装箱式、四川成都防雨箱式以及方舱电站等。主要特点有:噪音低、四川成都移动性强。随着城镇化的不断发展,电力设施对施工电源、四川成都备用电源、四川成都保障电源的要求也不断的,尤其是在噪音的处理、四川成都外观的设计、四川成都设备的吊装等主要性能特点要求更高。
通信行业用发电机组正逐步采用静音箱式机组来替代开架式机组,主要是因为开架式机组的机房建设、四川成都安装、四川成都噪音处理等费用大大超过开架与静音(同型号机组)的差价,并且省去了机房设计安装的大部分时间,所以通信行业在未来更加青睐静音箱式发电机组。
柴油发电机组做为一种小型发电设备,一直是野外施工电源的 。由于野外施工的环境因素不确定以及机房建设的成本一直在,并且在野外施工安装条件不够好等多种因素,开架式机组正在逐步淘汰。在用的开式机组大部分为前期购买的设备,新增机组大部分为箱式机组。尤其是集装箱式机组,体积大、四川成都可利用空间多,在设计时,大部分是前端是发电机房,后端是施工人员的休息室,更加利于野外施工。
租赁行业更加青睐防雨箱式机组。由于租赁行业的特殊性,大部分租赁用户对机组只是使用,不管白天黑夜、四川成都刮风下雨,只要机器在转、四川成都电压正常,很少有人去看管机器,所以国内的大部分租赁商在新增设备时,多数是购买箱式机组,或者对开始机组进行改造。
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1800KW柴油发电机组技术要求
柴油发电机组的首次带载能力:发电机组可首次加载,且电压降≤30%,频率降≤15%;
额定功率(12小时内输出功率)≥ 1600KW;
备用功率(1小时 输出功率)≥1760KW;
额定电压 : 10.5kV;
额定频率 : 50Hz±2% 3相 ;
电压波动范围: +2% ~ -2% 电压波形近似于正弦波;
1、四川成都本地柴油发电机组主要技术参数
接线方式:三相
频率:50Hz
功率因数:0.8(滞后)
开机至加载到满载的时间:≤15S
启动间隔:10s以内
稳态电压调整率:<±2.5%
动态电压调整率:±15%
电压稳定时间:< 3s
电压波动率:< 1.0%
频率稳态调整率:±5%
频率瞬态调整率:±10%
频率稳定时间:<3s
频率波动率:<1.0%
大修时间间隔:运行累计30000h以上
机组空载电压整定范围:不小于 95%~105%额定电压。
机组在空载额定电压时的线电压波形正弦性畸变率不大于 5%。
机组操作方式:机组可手动、四川成都本地自动起动。
柴油发电机组需配套预热装置。
起动方式:24V直流电压起动
蓄电池型式:免维护铅酸启动型蓄电池
蓄电池容量:当极端环境温度为-40℃时应能满足连续起动不少于 6 次起动(厂家要对电池容量计算做出详细说明)
充电装置:控制电压范围 18~30V,蓄电池电压低于 18V 时自动接通充电装置,电压高于 30V时,自动切断充电装置,充电装置输入为 220V交流电。充电装置按起动和控制各设一套,充电装置充电市电掉电自动报警。
机组的自动装置、四川成都本地控制、四川成都本地保护、四川成都本地信号、四川成都本地同期调速系统、四川成都本地停机、四川成都本地起动系统均采用直流电源 24V,控制设备、四川成都本地24V蓄电池及充电设备均由柴油发电机组卖方成套提供。
自起动装置应在市电失压一秒内发出市电故障信号,同时发出自起动命令。柴油发电机组应具备连续三次自起动功能,连续三次起动失败,则发出起动失败信号,亦闭锁自起动回路。
机组应装设手动和电动操作紧急停机装置。
2、四川成都本地柴油发动机的主要参数:
柴油发动机各项性能、四川成都本地指标不低于卡特彼勒、四川成都本地奔驰( MTU)、四川成都本地康明斯品牌成熟产品。
型式: 四冲程,直列或者V型排列,不得低于16汽缸,闭式循环水冷却,电喷或电子调速
频率: 50Hz
额定转速: 1500RPM
冷却方式: 水冷却
排量:≥95L
燃油耗量:≦200g/kW.hr
燃油型号:国产#-35 柴油
润滑油量: L/hr
润滑油型号: API CG-4 15W/40
起动方式:电起动
调速方式:电喷/电子
从起动到具备带额定负荷的时间必须小于等于15秒
3、四川成都本地发电机的主要参数
发电机各项性能、四川成都本地指标不低于卡特彼勒、四川成都本地康明斯、四川成都本地法国利莱森玛(LEROY-SOMER)品牌成熟产品。
型式: 三相同步交流发电机
额定电压:10.5kV
额定频率:50Hz
功率因数: 0.8(滞后)
电机效率:≥95%
定子线圈接线:三相四线, Y接线,高电阻接地
绝缘等级:H级
励磁方式:快速反应的励磁系统,并配置 AVR或DSR(数字式自动励磁调节器)
防护等级:IP23
4、四川成都本地控制器
柴油发电机组生产厂原厂数字控制屏(中文显示),各项性能、四川成都本地指标不低于卡特彼勒、四川成都本地奔驰( MTU)、四川成都本地康明斯品牌成熟产品。
控制屏型式:金属外壳喷塑
防护等级:IP41 LCD液晶 按中文,英文双语可切换显示,控制屏符合 通用电器标准。
适合远程监控的通信端口。
自动控制
当市电断电后,其低压母线上电压继电器失压信号送出接点信号到柴油机组,由机组判断,在持续维持3 秒(即延时 3 秒)时,机组可以确认为需要启动,否则不启动,3 秒时间应可调;也可以是收到由 DCS 外来接点输入,机组可以确认为需要直接启动。如果已经确认需要启动,那么应在此后 12 秒内完成自动起动、四川成都本地建立电压、四川成都本地频率达到额定值、四川成都本地机组出口主开关(带电操)自动闭合投入供电的过程。此时柴油发电机组首次加载,首次加载能力不低于柴油发电机组额定容量的 70%;首次加载时,柴油机实际输出功率不应小于发电机初始投入的起动有功功率的2 倍。 市电断电信号到发电机主开关合闸带额定负荷的时间不应超过 15 秒。 12小时内允许超载 10%运行 1 小时, 或在热状态下,能在150%
额定容量下运行,时间为 60 秒。市电恢复正常后,机组出口主开关人工就地断开,机组延时 2~5分钟停机。
自动控制系统完成包括对保安电源系统开关的监视功能,主要是显示相关开关的状态。