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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(chēng)運(yùn)行的基本方法是對(duì)稱(chēng)分量法。應(yīng)用對(duì)稱(chēng)分量法,可以把發(fā)電機(jī)不對(duì)稱(chēng)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(lái),就得出實(shí)際不對(duì)稱(chēng)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(chēng)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(chēng)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(chēng)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(méi)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(chēng)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?xún)杀锻剿佥d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(chēng)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(guó)“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(guò)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(guò)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(guò)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(chēng)是不常見(jiàn)的。具有實(shí)際意義的不對(duì)稱(chēng)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。
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柴油發(fā)電機(jī)組的型號(hào)中符號(hào)和數(shù)字的含義
柴油發(fā)電機(jī)組是以柴油機(jī)作動(dòng)力,驅(qū)動(dòng)同步交流發(fā)電機(jī)而發(fā)電的電源設(shè)備。為了便于生產(chǎn)管理和使用, 對(duì)柴油機(jī)發(fā)電機(jī)組的名稱(chēng)和型號(hào)編制方法做了統(tǒng)一規(guī)定,機(jī)組的型號(hào)排列和符號(hào)含義如下
柴油發(fā)電機(jī)組的型號(hào)其中符號(hào)和數(shù)字代表的型號(hào)含義如下:
1---輸出額定功率(KW),用數(shù)字表示。
2---輸出電壓種類(lèi)G代表交流工頻;P代表交流中頻;S代表交流雙頻;Z代表直流。
3---發(fā)電機(jī)組類(lèi)型;F代表陸用;FC代表船用;Q代表汽車(chē)用;T代表掛車(chē)用。
4---控制特征,缺位為手動(dòng)(普通型)機(jī)組;Z代表自動(dòng)化機(jī)組;S代表低噪聲機(jī)組;SZ代表低噪音自動(dòng)化機(jī)組。
5---設(shè)計(jì)序號(hào),用數(shù)字表示。
6---變型代號(hào),用數(shù)字表示。
7---環(huán)境特征,缺位普通型;TH代表濕熱型。
所有當(dāng)了解了這些就可以從柴油發(fā)電機(jī)的型號(hào)也可以看出是屬于什么類(lèi)型的柴油發(fā)電機(jī)。
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從4個(gè)方面來(lái)分析并比較發(fā)電機(jī)的風(fēng)冷和水冷系統(tǒng)
柴油發(fā)電機(jī)過(guò)冷或者過(guò)熱(即發(fā)電機(jī)冷卻能力過(guò)強(qiáng)或者過(guò)弱)都會(huì)對(duì)其動(dòng)力性,經(jīng)濟(jì)性,工作可靠性帶來(lái)不利的影響。因此設(shè)計(jì)良好的冷卻系統(tǒng),能夠保證發(fā)電機(jī)始終處于適宜的溫度下工作,以獲得較高的發(fā)電機(jī)經(jīng)濟(jì)性能,動(dòng)力性能,工作可靠性指標(biāo)等。冷卻系統(tǒng)的功用就是使發(fā)電機(jī)在各種工況下都保持在適當(dāng)?shù)臏囟确秶鷥?nèi),冷卻系統(tǒng)既要防止發(fā)電機(jī)過(guò)熱,又要防止冬季發(fā)電機(jī)過(guò)冷,在冷態(tài)下的發(fā)電機(jī)啟動(dòng)之后,冷卻系統(tǒng)還要保證發(fā)電機(jī)迅速升溫,盡快達(dá)到正常的工作溫度。
冷卻系統(tǒng),顧名思義,其主要作用就是對(duì)柴油發(fā)電機(jī)進(jìn)行冷卻,保證柴油發(fā)電機(jī)在一定的溫度范圍內(nèi)可靠的工作,根據(jù)冷卻介質(zhì)的不同,分為風(fēng)冷系統(tǒng)和水冷系統(tǒng)兩種。下面康明斯發(fā)電機(jī)公司結(jié)合風(fēng)冷系統(tǒng)和水冷系統(tǒng)的系統(tǒng)構(gòu)造、振動(dòng)噪聲、冷卻效果、低溫性能、使用壽命,進(jìn)行分析比較。
1.系統(tǒng)構(gòu)造:水冷柴油發(fā)電機(jī)的氣缸套分為干式氣缸套(不直接與水接觸)和濕式氣缸套(直接與水接觸),活塞在缸套內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí),將熱量傳給缸套,缸套又將熱量傳遞給冷卻液來(lái)實(shí)施冷卻,需要有水泵、水管、節(jié)溫器等專(zhuān)用零部件,構(gòu)造復(fù)雜;風(fēng)冷柴油發(fā)電機(jī)則省去許多部件和環(huán)節(jié),結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單,但風(fēng)冷系統(tǒng)對(duì)材料的耐熱,耐磨,膨脹系數(shù)要求更高,制造起來(lái)技術(shù)工藝要求也比水冷要高。
2.振動(dòng)噪聲:水冷系統(tǒng)由于在缸套外側(cè)配備水套,噪音經(jīng)過(guò)水后變小,從而大大降低了發(fā)電機(jī)內(nèi)部噪音,相對(duì)來(lái)說(shuō)水冷柴油發(fā)電機(jī)的噪聲更小、震動(dòng)較小,擁有更高的壓縮比,爆發(fā)力更強(qiáng),功率更高,風(fēng)冷系統(tǒng)需要風(fēng)扇高速運(yùn)轉(zhuǎn)來(lái)進(jìn)行抽風(fēng)與排風(fēng),風(fēng)燥比較大,震動(dòng)較為明顯。
3.冷卻效果:水冷系統(tǒng)的缸體和缸蓋剛度好,冷卻強(qiáng)度高,發(fā)電機(jī)內(nèi)部和外部冷卻均勻,冷卻水路設(shè)計(jì)自由度大,工作可靠,循環(huán)性好,降溫迅速,不容易過(guò)熱,不受環(huán)境影響;風(fēng)冷系統(tǒng)的冷卻介質(zhì)為空氣,空氣的比熱容大約為水的比熱容的1/4左右,空氣的傳熱系數(shù)大概為水的傳熱系數(shù)的1/20—1/30左右,空氣的降溫效果不如水明顯,尤其在夏季使用中,水冷系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)更為明顯。
4.低溫性能:風(fēng)冷系統(tǒng)啟動(dòng)方便、運(yùn)行經(jīng)濟(jì),啟動(dòng)后氣缸的溫度上升較快,在短時(shí)間內(nèi)即可進(jìn)入大負(fù)荷工作狀態(tài),沒(méi)有凍裂和過(guò)熱沸騰的危險(xiǎn),其低溫性能優(yōu)良;水冷系統(tǒng)啟動(dòng)后,溫升比較緩慢,而且冷卻液更換不及時(shí)容易凍壞發(fā)電機(jī),需要定期檢查冷卻液的質(zhì)量,低溫環(huán)境下風(fēng)冷系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)更大。使用壽命風(fēng)冷系統(tǒng)中于氣缸壁溫度高,升溫速度快,酸性腐蝕和磨損在很大程度上降低了,柴油發(fā)電機(jī)在露點(diǎn)以下的工作時(shí)間也大大縮短了,因而風(fēng)冷系統(tǒng)機(jī)件腐蝕、銹蝕程度小,而且缸體、缸蓋、散熱器、冷卻部件上也不會(huì)像水冷系統(tǒng)一樣存有水垢;水冷系統(tǒng)時(shí)間久了,冷卻管道容易受到腐蝕和損壞,相關(guān)部件容易老化、開(kāi)裂,水箱容易產(chǎn)生水垢反而影響冷卻效果,風(fēng)冷系統(tǒng)使用壽命更長(zhǎng)。
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額外輸出:當(dāng)手動(dòng)停止被時(shí)停止/關(guān)閉狀態(tài)1被,或者在ESM1.自動(dòng)停車(chē)或外部自動(dòng)停車(chē)輸入被的情況下,信號(hào)連接到MCM并通過(guò)光耦到外部接口。
·IS7309在OS7309外部自動(dòng)停車(chē)1狀態(tài)輸入被,當(dāng)外部自動(dòng)停車(chē)1狀態(tài)被時(shí),信號(hào)連接到MCM。
外部自動(dòng)停車(chē)2狀態(tài)被,當(dāng)外部自動(dòng)停車(chē)2輸入被時(shí),信號(hào)連接到MCM?!ね獠孔詣?dòng)停車(chē)3狀態(tài)被,當(dāng)外部自動(dòng)停車(chē)3輸人被時(shí),信號(hào)連接到MCM。在ESM中的外部自動(dòng)停車(chē)4狀態(tài)輸出被,當(dāng)057305外部自動(dòng)停車(chē)4(緊急停止)輸入被時(shí)。在EsM中的發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)停車(chē)1狀態(tài)輸出,當(dāng)可選的自動(dòng)停車(chē)時(shí),信號(hào)連接到MCM。在ESM中的發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)停車(chē)2狀態(tài)輸出,當(dāng)可選的自動(dòng)停車(chē)時(shí),信號(hào)連接到MCM在ESM中的S739發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)停車(chē)3狀態(tài)輸出,當(dāng)可選的自動(dòng)停車(chē)時(shí),信號(hào)連接到MCM。
·在ESM中的停止/關(guān)閉越控狀態(tài)輸出被,當(dāng)輸入057306對(duì)UNC的停止/自動(dòng)停止的越控時(shí),越控MCM中的內(nèi)部自動(dòng)停車(chē)。
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