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关于柴油发电机组的技术探讨
一、山东德州同城柴油发电机组主要参数
当前,性能优良的柴油发电机是一个功能完善、山东德州同城功率容量范围大、山东德州同城对环境和场地条件要求低、山东德州同城安装使用方便的小型发电设备。其使用相对广泛,输出容量从数KVA到数兆VA。柴油发电机组主体主要由发动机、山东德州同城发电机和控制系统三部分组成。其中与现代柴油发电机组配套的同步交流发电机由于性能及结构的特点,普遍采用自励恒压型,通常选用自激式同步交流发电机和PMG永磁式激励式同步交流发电机。发电机组包括以下几项主要性能参数。
电压调整率:在负载功率因数为0.8-1、山东德州同城负载空载至满载变化、山东德州同城从冷机到满机及转速下跌4.5%以内等情况下,电压调整率可以控制在±1%以内。
频率调整率:负载从0-范围内变化,频率稳定不变。
随机频率波动:负载处于0-功率之间任何值,随机频率波动率 值±0.25%。
电压波形:电路开路空载, 总波形畸变1.5%,只相平衡负载 总波形畸变5%。
金融业机房一般采用“市电——发电机——UPS”并机系统组成的供电系统。系统中,发电机的负载主要包括UPS、山东德州同城机房专用空调、山东德州同城应急照明、山东德州同城消防电梯等,这些负载启动或运行时都会对发电机产生振荡和干扰。尽管在组成“市电——发电机——UPS”供电系统时,发电机的负载量在其额定输出容量范围内,但在实际情况中,市电中断而发电机投人运行过程中却经常发生工作不稳定,产生多种使“发电机——UPS”系统不能正常工作的现象。
1、山东德州同城负载反馈的波动电压造成发电机输出电压稳定度较差,常出现发电机组输出电压振荡现象。UPS整流器允许的输人电压范围一般在±15%巧或更宽,发电机的输出电压不稳定对其影响较小。
2、山东德州同城UPS整流器的输人谐波造成多个过零点。
3、山东德州同城发电机的频率(转速)振荡一般情况下,频率振荡比电压、山东德州同城电流振荡范围小,但影响比较大,导致UPS处于频繁切换及非正常工作状态。频率振荡一般在±5%以内,由于负载有规律地忽大忽小,造成发电机组工作也忽强忽弱,加剧机组振动,加速机械磨损,甚至引起机件严重损坏。频率振荡明显的特征之一,即柴油机工作噪声有规律地忽大忽小,因此必须引起高度重视。
4、山东德州同城工作不正常空调压缩机启动和电梯升降的瞬间会导致发电机发生±Hz频率漂移,造成UPS频繁切换。当频率、山东德州同城电压振荡变化超出UPS输入工作范围时,UPS由蓄电池供电,而发电机在无UPS负载时恢复正常,随即UPS又自动投人,这样交错进行。频率漂移会对UPS正常运行产生两方面影响。一方面是不能旁路,另一方面是电池寿命缩短。
二、山东德州同城发电机运行不稳定原因分析
在“市电——发电机——UPS”供电系统中,UPS电路结构决定了其输人非线性的特性。典型的是传统双变换在线式UPS,由于其输人端AC/DC变换器是整流滤波电路,它的输入电流是脉动电流,不仅输入功率因数低(0.7一0.8),还包括大量的高次谐波电流(30%一40%)。低输人功率因数和谐波电流都会通过发电机定子线圈的感性内阻,由于发电机组定子线圈内阻大于电力变压器的短路阻抗,因此发电机更易受到非线性负载的影响,即在同样的负载电流波形失真度(THDI)情况下,其电压波形失真度(THDI)大于变压器。同时的谐波电流使发电机损耗明显增大(磁滞损耗正比于电流频率,涡流损耗比于电流频率的平方及导线的电流趋肤效应),并使得发电机的输出电压波形失真度明显增大,严重影响发电机的正常工作。
此外,负载的阶跃变化、山东德州同城UPS前端滤波器提供的容性电流都是造成发电机组不能正常工作的主要原因。
三、山东德州同城发电机组的使用与维护
为确保发电机组的运行,日常运行维护和快速的故障排除至关重要。根据发电机组的不同,维护和检修的内容、山东德州同城步骤、山东德州同城方法有所区别,一般应按照发电机组保养要求和本单位制定的维护计划进行。
(1)定期检查项目定期测量发电机电池组的电压及内阻情况,并进行记录定期检查空气过滤器、山东德州同城冷却液位、山东德州同城驱动皮带、山东德州同城排烟系统、山东德州同城燃油液位、山东德州同城机油液位、山东德州同城各种控制器及工作环境等情况。
(2)须按照发电机组保养要求及时更换机油、山东德州同城三滤、山东德州同城启动电池及冷却液。
(3)定期由供应商对发电机组进行检测,并出具报上口
(4)定期(至少一个季度一次)进行发电机组空载、山东德州同城带载测试。
针对柴油发电机组出现的故障,应该有步骤有目的地进行检查与分析,切不可盲目检查,胡乱拆卸。应根据故障的异常征兆、山东德州同城迹象、山东德州同城响声、山东德州同城出现时机、山东德州同城变化规律来寻找故障产生的部位,从原理与结构层面进行细致的分析推理,做出正确判断来寻找产生故障原因。查找故障时,应从简到繁、山东德州同城由表及里,按系统部位分段分步骤进行。
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同步发电机,直流发电机的工作原理
同步发电机工作原理
· 主磁场的建立:励磁绕组通以直流励磁电流,建立极性相间的励磁磁场,即建立起主磁场。
· 载流导体:三相对称的电枢绕组充当功率绕组,成为感应电势或者感应电流的载体。
· 切割运动:原动机拖动转子旋转(给电机输入机械能),极性相间的励磁磁场随轴一起旋转并顺次切割定子各相绕组(相当于绕组的导体反向切割励磁磁场)。
· 交变电势的产生:由于电枢绕组与主磁场之间的相对切割运动,电枢绕组中将会感应出大小和方向按周期性变化的三相对称交变电势。通过引出线,即可提供交流电源。
直流发电机的工作原理
直流发电机的工作原理就是把电枢线圈中感应产生的交变电动势,靠换向器配合电刷的换向作用,使之从电刷端引出时变为直流电动势的原理。
电刷上不加直流电压,用原动机拖动电枢使之逆时针方向恒速转动,线圈两边就分别切割不同极性磁极下的磁力线,而在其中感应产生电动势,电动势方向按右手定则确定。这种电磁情况表示在图上。由于电枢连续地旋转,因此,必须使载流导体在磁场中所受到线圈边ab和cd交替地切割N极和S极下的磁力线,虽然每个线圈边和整个线圈中的感应电动势的方向是交变的.线圈内的感应电动势是一种交变电动势,而在电刷A,B端的电动势却为直流电动势(说得确切一些,是一种方向不变的脉振电动势)。因为,电枢在转动过程中,无论电枢转到什么位置,由于换向器配合电刷的换向作用,电刷A通过换向片所引出的电动势始终是切割N极磁力线的线圈边中的电动势,因此,电刷A始终有正极性。同样道理,电刷B始终有负极性,所以电刷端能引出方向不变的但大小变化的脉振电动势。如每极下的线圈数增多,可使脉振程度减小,就可获得直流电动势。这就是直流发电机的工作原理。同时也说明子直流发电机实质上是带有换向器的交流发电机。
从基本电磁情况来看,一台直流电机原则上既可工作为电动机运行,也可以作为发电机运行,只是约束的条件不同而已。在直流电机的两电刷端上,加上直流电压,将电能输入电枢,机械能从电机轴上输出,拖动生产机械,将电能转换成机械能而成为电动机,如用原动机拖动直流电机的电枢,而电刷上不加直流电压,则电刷端可以引出直流电动势作为直流电源,可输出电能,电机将机械能转换成电能而成为发电机。同一台电机,能作电动机或作发电机运行的这种原理.在电机理论中称为可逆原理。
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柴油发电机启动后在低速下暖机有什么用呢
柴油发电机启动后应先在低速下进行暖机,一般为600r/min,然后才能逐渐提高转速,绝不允许猛加油门使转速突然升高,其原因是:(1)机器刚发动机温低,机油粘度大,机油不能迅速进人各轴承间隙内及活塞与汽缸套之间;(2)柴油机未运转时,各轴颈是全部压在轴承上,在常情况下,轴颈与轴承之间仅有极少量的油膜存在,刚启动时,各轴颈与轴承之间几乎处干磨擦状态有机器逐渐走热,机温逐渐上升时,机油变稀机油才逐渐被压人轴承内和各运动件间隙之间,形成油膜得到润滑;(3)柴油机刚启动,若猛加油门将会引起下列后果:①猛加油门,供油量突增,转速由低速猛增到高速,对曲轴连杆机构产生一个冲击力,有间隙的部位会产生敲击,影响其强度,加大磨损;②由于油量猛增,而吸气量短时间供应不足,就会产生冒黑烟,既浪费油料又会产生积炭增加磨损;③猛开油门,转速突增,调速器动作来不及起调速作用,往往会产生瞬间超速等后果。
柴油机启动后,在 转速范围内,空负荷运转时应注意下列问题:
(1)检查机油压力表指示的压力,应在(200~500)kPa范围,但不同型号柴油机各有具体规定,康明斯各系列柴油机机油压力。
(2)检查外部各管系与零件连接处有无漏油、山东德州当地漏水现象。
(3)观察柴油机排烟是否正常,运转中有无异常杂音。
(4)空载低速运转时间不宜过长,以免燃烧室内引起结炭结焦现象,因此,应逐渐提高转速,从60r/min提高到1000r/min左右进行暖机。
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柴油发电机组的机组功率标定
油机发电机组是由柴油发电机和同步发电机组合而成的。柴油发电机允许使用的 功率受零部件的机械负荷和热负荷的限制,因此,需规定允许连续运转的 功率,称为标定功率。
柴油发电机不能超过标定功率使用,否则会缩短其使用寿命,&至可能造成事故。
1.柴油机的标定功率
标准规定,在柴油发电机铭牌上的标定功率分为下列四类:
(1)15分钟功率即柴油发电机允许连续运转15分钟的 有效功率。是短时间内可能超负荷运转和要求具有加速性能的标定功率,如汽车、山东德州本地摩托车等柴油发电机的标定功率。
(2)1小时功率即柴油发电机允许连续运转1小时的 有效功率。如轮式拖拉机、山东德州本地机车、山东德州本地船舶等柴油发电机的标定功率。
(3)12小时功率即柴油发电机允许连续运转12小时的 有效功率。如电站机组、山东德州本地工程机械用的柴油发电机标定功率。
(4)持续功率即柴油发电机允许长时间连续运转的 有效功率。
对于一台机组,柴油机输出的功率是指它的曲轴输出的机械功率。根据GB1105-74规定,电站用柴油机的功率标定为12小时功率。即柴油机在大气压力为101.325kPa,环境气温为20℃,相对湿度为50%标准工况下,柴油机以额定转速连续12小时正常运转时,达到的有效功率,用Ne表示。
美国康明斯NT系列柴油机,其功率分为持续功率和备用功率,两者功率之比为0.91:1,相当于我国12小时功率和持续功率之分。
2.交流同步发电机的额定功率
交流同步发电机的额定功率是指在额定转速下长期连续运转时,输出的额定电功率,用PH表示。
根据机组的运行环境和技术要求,机组输出的额定功率,由下式进行计算:
PH=K1·n(K2K3NeH-Np)(kw)
式中PH—同步交流发电机输出的额定功率(kw);
NeH—柴油机输出的额定功率(PS);
K1—单位变换系数(即kW/PS)K1=0.736;
K2—柴油机功率修正系数;
K3—环境条件修正系数;
n—同步交流发电机的效率;
Np—柴油机风扇及其他辅助件消耗的机械功率(PS)。
通常我们把柴油机输出额定功率(PS)与同步交流发电机输出的额定功率(kw)之比,称为匹配比,用K表示,即
K值的大小受当地大气压力、山东德州本地环境温度和相对湿度等多种因素的影响,对于在平原上使用一般要求的机组,通常K值取1.6对使用要求较高的机组K值应取2。