發(fā)電機組基礎(chǔ)知識

迷人的三道茶 2019-07-19

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發(fā)電機是將其他形式的能源轉(zhuǎn)換成電能的機械設(shè)備，它由水輪機、汽輪機、柴油機或其他動力機械驅(qū)動，將水流，氣流，燃料燃燒或原子核裂變產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)化為機械能傳給發(fā)電機，再由發(fā)電機轉(zhuǎn)換為電能。

發(fā)電機的工作原理：

本文講解的是運用最廣泛的輕柴油發(fā)動機。

柴油發(fā)電機組中的柴油機是動力的輸出部分，以柴油為燃料，靠氣缸中被壓縮后形成的高溫高壓空氣使噴入的霧狀柴油燃燒膨脹而做功，把熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能。

它通過進氣、壓縮、做功、排氣四個過程完成一個工作循環(huán)，又稱為四沖程發(fā)動機。

為了降低零件溫度，機體內(nèi)布滿水道，由水泵推動水冷卻機組，稱為水冷式機組（例如：volvo、三菱、康明斯）

小功率發(fā)動機也有采用空氣對發(fā)動機進行冷卻，稱為風冷機組（例如：DEUTZ1011/912兩個系列、常見的摩托車發(fā)動機）。

目前我國熱力發(fā)電廠的發(fā)電機皆采用二極、轉(zhuǎn)速為3000r/m的臥式結(jié)構(gòu)。如圖2所示，發(fā)電機最基本的組成部件是定子和轉(zhuǎn)子。

圖2 300MW汽輪發(fā)電機組側(cè)視圖

1-發(fā)電機主體；2-主勵磁機；3-永磁副勵磁機；4-氣體冷卻器；5-勵磁機軸承；6-碳刷架隔音罩；7-電機端蓋；8-連接汽輪機背靠輪；9-電機接線盒；10-電路互感器；11-引出線；12測溫引線盒；13-基座

柴油發(fā)電機組基本概念：

柴油發(fā)電機組由柴油發(fā)動機、交流發(fā)電機、控制系統(tǒng)及各種輔助部件組成，是將機械能轉(zhuǎn)化為電能，通過電纜將電能提供給用戶的設(shè)備。

通常做為備用或主用電源，具有機動靈活、使用方便、隨時供電、維護簡單的特點。

按使用柴油的不同可以分為：輕柴機組、重油機組；

按轉(zhuǎn)速的不同可分為：高速機組、中速機組、慢速機組；

按用途不同可分為：陸用機組、船用機組；

按使用發(fā)電時間不同可分為：備用機組、長行機組；

按照使用特點分：拖車式機組、靜音型機組、防雨型機組、常規(guī)機組。

正在裝配：

柴油機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：

柴油機分為四幾個系統(tǒng)、兩個機構(gòu)組成：

1、燃油供應(yīng)系統(tǒng)

2、進排氣系統(tǒng)

3、潤滑系統(tǒng)

4、冷卻系統(tǒng)

5、起動系統(tǒng)

6、配氣機構(gòu)；

7、曲柄連桿機構(gòu)

調(diào)速系統(tǒng)介紹：

噴油控制1：

機械調(diào)速抗干擾性能強，調(diào)速精度低。

噴油控制2：

噴油控制3：

發(fā)動機相關(guān)名詞/參數(shù)：

缸數(shù)：發(fā)動機設(shè)計缸體數(shù)量（4、6、8、10、12、16）；

直列缸：缸體均垂直而立，活塞上下運動做功；

V型缸：缸體分列兩邊V型成60度；

排量：發(fā)動機面積乘行程乘缸數(shù)；

壓縮比：氣缸容積與燃燒室容積之比，叫壓縮比；

排風量：發(fā)動機風扇排出的風量；

燃氣量：發(fā)動機吸入用于燃燒的空氣量；

排煙量：排煙口出煙量；

排氣溫度：發(fā)動機排煙出渦輪增壓器口的溫度，一般300—600度左右。

發(fā)電機原理：

原理：

發(fā)動機牽引發(fā)電機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)切割磁力線產(chǎn)生電壓。

內(nèi)部部件圖：

電壓調(diào)節(jié)器：

品牌電機對比表：

單軸承、免維護；自勵磁、剩磁建壓；馬拉松370KW以上DVR、配永磁機，其它AVR；

一般H級絕緣。

防護等級：

IP等級系統(tǒng)提供了一個以電器設(shè)備和包裝的防塵﹑防水進行分類的方法。

保護等級以IP后跟隨兩個數(shù)字來表示，數(shù)字用來明白確保護等級。

IPXX：

絕緣等級：

柴油發(fā)電機組知識：

發(fā)電機組控制原理：

控制原理大致分為兩部分：

1、發(fā)電質(zhì)量控制原理：

*供油系統(tǒng)通過精密自動監(jiān)視發(fā)動機轉(zhuǎn)速，適時供油，盡量保證發(fā)動機在額定轉(zhuǎn)速下工作。

*電壓調(diào)節(jié)器通過監(jiān)視電壓波動，適時增減勵磁保證電壓平穩(wěn)。

2、機組運行保護原理：

*在實現(xiàn)以上功能時需要保護機組，于是在發(fā)電機組上裝了一些傳感器把信號傳送到模塊中，把執(zhí)行報警或關(guān)機信號發(fā)出實現(xiàn)對機組的控制、保護。

柴油發(fā)電機組電性能指標：

穩(wěn)態(tài)電壓調(diào)整率：

U—空載整定電壓（標定電壓）（V）；

U1—負載漸變后的穩(wěn)定電壓最大值（或最小值）（V）；

Ⅰ、Ⅱ 、 Ⅲ類電站值為≤ ±（1~3）%；

Ⅳ類電站值為≤±5%。

瞬態(tài)電壓調(diào)整率：

U —標定電壓（V）；

U1—負載突變前的穩(wěn)定電壓（V）；

U3—負載突變時的瞬時電壓最大值和最小值（V）。

穩(wěn)態(tài)頻率調(diào)整率：

f—額定頻率（HZ）；

f1—負載漸變后的穩(wěn)定頻率最大值（或最小值）（HZ）；

Ⅰ、Ⅱ 、 Ⅲ類電站值為≤ ±0.5%~3%；

Ⅳ類電站值為≤±5%。

瞬態(tài)頻率調(diào)整率：

U—標定頻率（HZ）；

U1—負載突變前的穩(wěn)定頻率（HZ）；

U3—負載突變時的瞬時頻率最大值和最小值（HZ）。

電壓波動率：

UBmax和UBmin—分別為同一次觀測時間內(nèi)的電壓；

最大值和最小值（V）。

頻率波動率：

fBmax和fBmin —分別為同一次觀測時間內(nèi)的頻率；

最大值和最小值（V）。

電壓和頻率穩(wěn)定時間：

電壓穩(wěn)定時間—指從電壓突變時起至電壓開始穩(wěn)定在與穩(wěn)定電壓范圍內(nèi)所需的時間。

頻率穩(wěn)定時間—指從頻率突變時起至頻率開始穩(wěn)定在頻率波動范圍內(nèi)所需的時間。

柴油發(fā)電機組其它性能指標：

柴油發(fā)電機組功率標定：

柴油機標定運行的標準環(huán)境狀況是：

（1）環(huán)境空氣溫度0℃~+40℃；

（2）海拔高度不超過1000m；

（3）空氣相對濕度不大于95%（溫度為+25℃時）；

（4）有霉菌。

柴油發(fā)電機組功率標定：通常標定功率位12h功率，說明在標定功率。

下連續(xù)運行時間為12h。其中包括超過10%；

標定功率情況下連續(xù)運行1h。通常持續(xù)功率為12h功率的90%。

標準運行環(huán)境對比表：

柴油發(fā)電機組功率修正：

非標環(huán)境狀況下使用時，機組的功率修正公式為：

Nf=(Ne·K1-Nfan)K2

Nf：機組輸出功率（KW）；

Ne：柴油機標準環(huán)境狀況下的標定功率（KW）；

Nfan：風扇消耗的功率（KW）；

K1：非標環(huán)境下濕度，溫度與大氣壓力的綜合換算系數(shù)；

K2：發(fā)電機效率；

Nef：標準工況下的機組額定功率。

注：柴油發(fā)電機組功率修正的簡要算法：

Nf=Nef·K1

柴油發(fā)電機組功率修正：

柴油機的標準輸出功率是在標準環(huán)境下：氣溫25℃，大氣壓力100Kpa，測試的相對濕度30%。所以因地域差異，發(fā)動機輸出功率會隨著氣溫的升高，大氣壓力的下降，相對溫度的增加而下降，此時應(yīng)對發(fā)電機組的額定輸出功率作適當修正。避免發(fā)動機過熱，造成早期損壞，修正表如下：

機組功率修正表（此為國標，進口機比這相對好些）

常用行業(yè)標準：

GB/T2820.1-2009《往復(fù)式內(nèi)燃機驅(qū)動的交流發(fā)電機組第1部分》

GB/T12786-2006《自動化內(nèi)燃機電站通用技術(shù)條件》

GB2819-1995 《移動電站通用技術(shù)條件》

JB/T8194-2001 《內(nèi)燃機電站名詞術(shù)語》

YD/T502-91（2000）《通訊專用柴油發(fā)電機組技術(shù)要求》

直接起動異步電動機的能力：

起動風機、水泵負載能力：

無線電干擾允許值：

機組自動化性能要求：

一級自動化機組：