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上海柴油發(fā)電機(jī)組的構(gòu)成
上海柴油發(fā)電機(jī)組通常由柴油機(jī)、三相交流同步發(fā)電機(jī)和控制系統(tǒng)組成。移動(dòng)式上海柴油發(fā)電機(jī)組的柴油機(jī)、發(fā)電機(jī)和控制屏(箱)均安裝在公共底座上;固定式機(jī)組的柴油機(jī)和發(fā)電機(jī)安裝在公共底座上,且底座是固定在鋼筋混凝土基地上的,而控制屏和燃油箱等設(shè)備則與機(jī)組分開安裝。
柴油機(jī)的飛輪売與發(fā)電機(jī)前端蓋軸向采用凸肩定位,連接成一體、使柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)。同時(shí),為了減小噪聲,機(jī)組一般需要安裝專用消聲器;為了減小機(jī)組工作時(shí)的振動(dòng),在柴油機(jī)、發(fā)電機(jī)、水箱和電氣控制箱等主要組件與公共底座的連接處,一般裝有減振器或橡皮減振墊。
1.1.1柴油發(fā)動(dòng)機(jī)
柴油機(jī)是上海柴油發(fā)電機(jī)組的動(dòng)力系統(tǒng),它的優(yōu)點(diǎn)是扭矩大、熱效率和經(jīng)濟(jì)性能好,具有較高的供電可靠性和自動(dòng)化功能,同時(shí)在節(jié)能和CO2排放上具有優(yōu)勢(shì)。但柴油機(jī)由于工作壓力大,要求各有關(guān)零件具有較高的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度,所以柴油機(jī)比較笨重,體積較大;柴油機(jī)的噴油泵與噴嘴制造精度要求高,所以成本較高;另外,柴油機(jī)工作時(shí)振動(dòng)噪聲大;柴油不易蒸發(fā),冬季冷車時(shí)啟動(dòng)困難。
柴油機(jī)的基本構(gòu)成包括機(jī)體、兩大機(jī)構(gòu)(曲柄連桿機(jī)構(gòu)、配氣機(jī)構(gòu))和四大系統(tǒng)(柴油機(jī)燃料系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和起動(dòng)充電系統(tǒng))。
1.機(jī)體
機(jī)體是發(fā)動(dòng)機(jī)的骨架,用于安裝和支撐發(fā)動(dòng)機(jī)各總成零部件,由氣缸體—曲軸箱、油底殼、氣缸套、氣缸蓋、氣缸墊、齒輪室和飛輪殼等組成。
2.兩大機(jī)構(gòu)
柴油機(jī)的兩大機(jī)構(gòu)即曲柄連桿機(jī)構(gòu)和配氣機(jī)構(gòu)。
(1)曲柄連桿機(jī)構(gòu)
曲柄連桿機(jī)構(gòu)固定在機(jī)體之上,是發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)工作循環(huán),完成能量轉(zhuǎn)換的主要運(yùn)動(dòng)零件(熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能)。其組成可分為活塞組、連桿組和曲軸飛輪組。其中活塞組由活塞、活塞環(huán)和活塞銷組成、而連桿組由連桿、連桿螺釘(栓)和連桿軸承構(gòu)成。曲軸飛輪組則由曲軸、飛輪和扭轉(zhuǎn)減振器等組成。
(2)配氣機(jī)構(gòu)
配氣機(jī)構(gòu)的功能是按上海柴油發(fā)電機(jī)工作循外的要求,定時(shí)啟閉各缸的進(jìn)排氣門,保證混合氣或新鮮空氣及時(shí)充入氣缸,在壓縮和膨脹過程中,維持燃燒室的密封,并及時(shí)排除燃燒后的廢氣。包括氣門組和氣門傳動(dòng)組。氣門組包括氣門、氣門座、氣門導(dǎo)管、氣門彈簧、彈簧座及鎖緊裝置等件,氣門傳動(dòng)組包括凸輪軸、正時(shí)齒輪、挺柱、推桿、搖臂和搖臂軸等零件。
3.四大系統(tǒng)
四大系統(tǒng)包括進(jìn)柴油機(jī)燃料系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和啟動(dòng)充電系統(tǒng)。
(1)柴油機(jī)燃料系統(tǒng)
柴油機(jī)燃料系統(tǒng)的功能是向氣缸供給清潔的空氣和按柴油機(jī)各種工況的要求定時(shí)定量地向燃燒室噴入燃油,并將燃燒的廢氣排到大氣中去。
柴油供給系統(tǒng)由油箱、輸油泵、燃油弗列加濾清器、噴油泵,噴油器及燃油管路等零部件組成。
(2)潤滑系統(tǒng)
潤滑系統(tǒng)由機(jī)油泵、弗列加濾清器、壓力表、溫度表、冷卻器、調(diào)壓閥等組成,基本任務(wù)是將一定數(shù)量、清潔和溫度適宜的潤滑油送至各摩擦表面進(jìn)行潤滑,主要功能是減磨、冷卻、清潔、密封和防銹。
(3)冷卻系統(tǒng)
根據(jù)冷卻介質(zhì)的不同,冷卻系統(tǒng)通常分為兩種類型風(fēng)冷系統(tǒng)和水冷系統(tǒng),對(duì)應(yīng)的有空冷發(fā)動(dòng)機(jī)和液冷發(fā)動(dòng)機(jī)。
(4)啟動(dòng)充電系統(tǒng)
上海柴油發(fā)電機(jī)在靜止?fàn)顟B(tài)下,用外力推動(dòng)曲軸,使上海柴油發(fā)電機(jī)開始運(yùn)轉(zhuǎn)的全過程稱為啟動(dòng),完成啟動(dòng)所需的裝置稱為啟動(dòng)系統(tǒng)。常見的啟動(dòng)方式有人力啟動(dòng)、發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)、壓縮空氣啟動(dòng)和輔助柴油機(jī)啟動(dòng)。



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同步發(fā)電機(jī)的序分量電抗
同步發(fā)電機(jī)的序分量電抗X1、X2、X0
分析同步發(fā)電機(jī)不對(duì)稱運(yùn)行的基本方法是對(duì)稱分量法。應(yīng)用對(duì)稱分量法,可以把發(fā)電機(jī)不對(duì)稱的三相電壓、電流及其所激勵(lì)的磁勢(shì)分解為正序分量、負(fù)序分量和零序分量,然后對(duì)各個(gè)分量分別建立的端點(diǎn)方程式和相序方程式,求解各序分量并研究各序分量分別所產(chǎn)生的效果, ,將它們疊加起來,就得出實(shí)際不對(duì)稱運(yùn)行的結(jié)果和影響。實(shí)踐證明,在不計(jì)飽和時(shí),上述方法所求得的結(jié)果,特別是對(duì)于基波分量基本上是正確的。
在不對(duì)稱運(yùn)行時(shí),同步發(fā)電機(jī)的空氣隙磁場(chǎng)為一橢圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng),即除了正序旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)以外,尚有負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。因?yàn)樗鼈兊男D(zhuǎn)方向不同,所以轉(zhuǎn)子回路的反應(yīng)也各不相同;對(duì)不同相序的電流,同步電機(jī)呈顯的電抗也就有不同的數(shù)值。
當(dāng)同步電機(jī)對(duì)稱運(yùn)行時(shí),如前面各章所討論的情形,定子電流為一穩(wěn)定的對(duì)稱三相電流,實(shí)際上即一組正序分量,它們所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)(即正序旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng))和轉(zhuǎn)子之間沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng),這個(gè)磁場(chǎng)并不能在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì),這個(gè)電流所遇到的電抗便是同步電抗。故同步電機(jī)的正序電抗即系同步電抗,不對(duì)稱運(yùn)行時(shí),負(fù)序電流所產(chǎn)生的負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)以同步速向著和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向相反的方向旋轉(zhuǎn),即該磁場(chǎng)將以兩倍同步速載切轉(zhuǎn)子繞組,將在轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)一個(gè)兩倍于電源頻率的交變電流。對(duì)于負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)而言,轉(zhuǎn)子繞組的作用為一短路繞組,致使負(fù)序電流所遇到的便不再是同步電抗,而是另一個(gè)電抗x2,稱它為負(fù)序電抗,其數(shù)值遠(yuǎn)較同步電抗為小。
負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在轉(zhuǎn)子激磁繞組和組尼繞組中所感應(yīng)的兩倍頻率的交變電流,將引起附加的銅損耗;負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)還將在轉(zhuǎn)子表面產(chǎn)生渦流,從而引起附加表面損耗。這些損耗都將使轉(zhuǎn)子溫升提高。此外,負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)還將在轉(zhuǎn)子軸和定子機(jī)座引起振動(dòng)。
根據(jù)我國“發(fā)電機(jī)運(yùn)行規(guī)程”規(guī)定:在額定負(fù)載連續(xù)運(yùn)行時(shí),汽輪發(fā)電機(jī)三相電流之差,不得超過額定值的10%,水輪發(fā)電機(jī)和同步補(bǔ)償機(jī)的三相電流之差,不得超過額定值的20%,同時(shí)任一相的電流不得大于額定值。在低于額定負(fù)載連續(xù)運(yùn)行時(shí),各相電流之差可以大于上面所規(guī)定的數(shù)值,但應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)確定。
當(dāng)零序電流流過定子繞組時(shí),由各相零序電流所產(chǎn)生的三個(gè)脈動(dòng)磁勢(shì),其幅值相等,時(shí)間上同相,而三者在空間各相隔120°電角度,因此三相零序基波全成磁勢(shì)恰相至抵消,不形成氣隙互磁通,只存在一些漏磁場(chǎng),數(shù)值一般很小。零電流所遇到的電抗為帶有漏抗性質(zhì)的零序電抗,用代表,較更小。
由于現(xiàn)代電力系統(tǒng)的規(guī)模很大,在正常運(yùn)行時(shí)負(fù)載電流的嚴(yán)重不對(duì)稱是不常見的。具有實(shí)際意義的不對(duì)稱運(yùn)行情況為故障狀態(tài),如單相接地短路、二相短路和二相接地短路等。


