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一文帶你了解發(fā)電機 一、發(fā)電機的種類和功能特點 發(fā)電機是指受到機械動力的作用時產(chǎn)生電的設(shè)備。在這種轉(zhuǎn)換過程中,機械動力來自于各種各樣的其他形式的能源,如風(fēng)能、水能、熱能、太陽能等。 根據(jù)產(chǎn)生電的類型不同,發(fā)電機主要分為直流發(fā)電機和交流發(fā)電機兩大類。 1.直流發(fā)電機的功能特點 直流發(fā)電機是指受外部機械力作用產(chǎn)生直流電的發(fā)電機。 一文帶你了解發(fā)電機 直流發(fā)電機具有使用方便、運行可靠等特點,可以直接為各種需要直流電源的用電設(shè)備提供電能。但是直流發(fā)電機內(nèi)部有換向器,易產(chǎn)生電火花,發(fā)電效率較低。直流發(fā)電機一般可作為直流電動機、電解、電鍍、充電及交流發(fā)電機的勵磁等所需的直流電源。 2.交流發(fā)電機的功能特點 交流發(fā)電機是指受外部機械力作用產(chǎn)生交流電的發(fā)電機,該類發(fā)電機又可分為同步交流發(fā)電機和異步交流發(fā)電機。其實物外形如圖2所示。 在交流發(fā)電機中同步發(fā)電機為常見,該類發(fā)電機由直流電流勵磁,既能提供有功功率,也能提供無功功率,可用于為各種需要交流電源的負(fù)載設(shè)備供電。另外,同步發(fā)電機按所用原動機的不同又可分為汽輪發(fā)電機、水輪發(fā)電機、柴油發(fā)電機、風(fēng)力發(fā)電機4種。 交流發(fā)電機的應(yīng)用十分廣泛,例如各種發(fā)電站、企業(yè)、商鋪及家庭備用電源、汽車等均使用發(fā)電機供電,其應(yīng)用實例如圖3所示。 二、發(fā)電機的型號與技術(shù)參數(shù) 為了便于對發(fā)電機的生產(chǎn)管理和使用, 對發(fā)電機的型號進(jìn)行了編制方法的統(tǒng)一,并在其外殼比較明顯的位置貼有發(fā)電機的銘牌,其中包含的參數(shù)主要有發(fā)電機的型號、額定電壓、額定電源、額定功率、絕緣等級、頻率、功率因數(shù)以及轉(zhuǎn)速等。 1.發(fā)電機的型號含義 發(fā)電機的型號通常是對機組的型號進(jìn)行的說明,其中包含的信息有發(fā)電機輸出的電壓的種類、發(fā)電機機組的類型、控制特征、設(shè)計序號以及環(huán)境特征等,如圖5所示。 除此之外,有些發(fā)電機的型號較為直觀簡單,識別時較為方便,如圖6所示,其中包含有產(chǎn)品編號、額定電壓及額定電流等。 例如,圖7所示典型發(fā)電機的銘牌標(biāo)識,從中可以了解其型號為“200GF6,參照上述命名方法可了解其型號所標(biāo)識的含義。” 2.發(fā)電機的主要技術(shù)參數(shù) 發(fā)電機的技術(shù)參數(shù)通常與型號一樣通過銘牌標(biāo)簽粘貼或直接標(biāo)識在發(fā)電機的外殼上,以供選用和檢修時參考,如圖8所示。 發(fā)電機的主要技術(shù)參數(shù)包括:額定電壓、額定電流、轉(zhuǎn)速、頻率、功率因數(shù)、定子接法和絕緣等級等。 (1)額定電壓 額定電壓指發(fā)電機在正常運行時輸出的額定電壓,單位是kV。 (2)額定電流 額定電流是指發(fā)電機正常并連續(xù)工作時的 工作電流,單位是kA。當(dāng)發(fā)電機其他各參數(shù)都在額定的情況下,發(fā)電機以該電流運行,其定子繞組的溫升不會超過允許的范圍。 (3)轉(zhuǎn)速 發(fā)電機的轉(zhuǎn)速是指發(fā)電機主軸在1min內(nèi)的 旋轉(zhuǎn)速度。該參數(shù)是判斷發(fā)電機性能好壞的重要參數(shù)之一。 (4)頻率 頻率是指發(fā)電機中交流電正弦波周期的倒數(shù),其單位為赫茲(Hz)。例如一臺發(fā)電機的頻率為50Hz,則表明其交變電流的方向等參數(shù)1s改變50次。 (5)功率因數(shù) 發(fā)電機是靠電磁轉(zhuǎn)換進(jìn)行發(fā)電的,其輸出的功率可以分為兩種,即無功功率和有功功率。無功功率主要是用來產(chǎn)生磁場,進(jìn)行電與磁的轉(zhuǎn)換;而有功功率則是為用戶提供的。在發(fā)電機輸出的總功率中,有功功率所占的比例就是功率因數(shù)。 (6)定子接法 發(fā)電機的定子接法主要可以分為兩種,即三角形(△形)聯(lián)結(jié)和星形(Y形)聯(lián)結(jié),如圖9所示。在發(fā)電機中,通常發(fā)電機定子的3個繞組一般都聯(lián)結(jié)成星形。 (7)絕緣等級 發(fā)電機的絕緣等級主要是指其絕緣材料耐高溫的等級。在發(fā)電機中絕緣材料是較為薄弱的環(huán)節(jié),該材料在過高的溫度中很容易加速老化甚至損壞,所以不同的絕緣材料其耐熱等級 也有所區(qū)別。該參數(shù)通常是用字母表示的,其中Y 表示耐熱溫度為90℃,A 表示耐熱溫度為105℃,E 表示耐熱溫度為120℃,B 表示耐熱溫度為130℃,F(xiàn) 表示耐熱溫度為155℃,H 表示耐熱溫度為180℃,C 表示耐熱溫度為180℃以上。 (8)其他 在發(fā)電機中,除上述技術(shù)參數(shù)外,還有發(fā)電機的相數(shù)、機組總重量和制造日期等參數(shù)。這些參數(shù)在識讀時比較直觀易懂,主要供使用者在使用時或是購買時參考。 三、發(fā)電機在線路中的符號標(biāo)識 發(fā)電機是電力拖動、機床等控制線路中必不可少的部件之一。在繪制各控制線路對應(yīng)的原理圖時,發(fā)電機并不是用其實際外形體現(xiàn),而是由代表其功能的圖樣或簡圖、字母等符號進(jìn)行標(biāo)識的。發(fā)電機的符號與電動機符號相似,一般用字母“G”文字符號標(biāo)識。其中G表示發(fā)電機,GD表示直流發(fā)電機,GA表示交流發(fā)電機(異步發(fā)電機),GS表示同步發(fā)電機,GH表示永磁發(fā)電機。根據(jù)這些不同的字母標(biāo)識,可以快速識別出該線路中使用的發(fā)電機的類型。


發(fā)電機逆功率保護(hù)學(xué)習(xí) 發(fā)電機逆功率保護(hù) 發(fā)電機逆功率保護(hù)又稱功率方向保護(hù)。一般而言,發(fā)電機的功率方向應(yīng)該為由發(fā)電機流向母線,但是當(dāng)發(fā)電機失磁或其他某種原因,發(fā)電機有可能變?yōu)殡妱訖C運行,即從系統(tǒng)中吸取有功功率。這就是逆功率。當(dāng)逆功率達(dá)到一定值時,發(fā)電機的保護(hù)動作,或動作于發(fā)信號或動作于跳閘。 1、概述說明 并網(wǎng)運行的汽輪發(fā)電機,在汽輪機的主汽門關(guān)閉之后,便作為同步電動機運行:吸收有功功率而拖著汽輪機轉(zhuǎn)動,可向系統(tǒng)發(fā)出無功功率。由于汽輪機主汽門已關(guān)閉,汽機尾部葉片與殘留蒸汽產(chǎn)生摩擦而形成鼓風(fēng)損耗,長期運行過熱而損壞。燃?xì)廨啓C和水輪機也主要是對原動機的損害。發(fā)電機逆功率保護(hù)主要保護(hù)汽輪機不受損害。 對汽輪機逆功率保護(hù)的整定計算,就是要確定該保護(hù)的動作功率Pdz及動作延時t。 1、動作功率Pdz的整定 汽輪發(fā)電機逆功率保護(hù)的動作功率可按下式計算:Pdz=(Krel*P1)/η Pdz-逆功率保護(hù)的動作功率 Krel-可靠系數(shù),取0.8 P1-主汽門關(guān)閉后,汽輪機維持同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)所消耗的功率,該功率的大小除與汽輪機的結(jié)構(gòu)及容量有關(guān)之外,還與汽輪發(fā)電機的主蒸汽系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)(管道結(jié)構(gòu)及有無旁路管道等)有關(guān),一般取額定功率的1.5~2% η-發(fā)電機拖動汽輪發(fā)電機旋轉(zhuǎn)時的效率,取0.98~0.99 所以:Pdz≈(1.2~1.6%)PN PN-發(fā)電機的額定功率。 實際中,Pdz=可取1~1.5%PN。 2、動作延時發(fā)電機逆功率保護(hù)的動作延時,應(yīng)按照汽輪發(fā)電機主汽門關(guān)閉后允許運行的時間來整定,該允許時間一般為10~15min。計算及運行實踐表明,當(dāng)汽輪機蒸汽系統(tǒng)有旁路管道時,允許運行時間還要長一些。 因此,若按照汽輪機主汽門關(guān)閉之后允許運行的時間來整定保護(hù)的動作延時,可取5~10min。動作后作用于解列滅磁。 另外,投運的大型汽輪發(fā)電機,多采用逆功率保護(hù)去啟動程序跳閘回路,此時,動作時間通常取1~2s。 對于程控逆功率保護(hù),由于動作時間短,在主汽門點閉后很短的時間內(nèi),由于汽輪機及發(fā)電機的慣性,實際逆功率可能很小,因此逆功率的定值不應(yīng)大于1%PN。 2、原理介紹 當(dāng)發(fā)電機出現(xiàn)逆功率(外部功率指向發(fā)電機,也就是發(fā)電機變成電動機工況),逆功率保護(hù)動作斷路器跳閘。需要采集三相電壓和二相電流信號。 由于一次能源形態(tài)的不同,可以制成不同的發(fā)電機。利用水利資源和水輪機配合,可以制成水輪發(fā)電機;由于水庫容量和水頭落差高低不同,可以制成容量和轉(zhuǎn)速各異的水輪發(fā)電機。利用煤、石油等資源,和鍋爐,渦輪蒸汽機配合,可以制成汽輪發(fā)電機,這種發(fā)電機多為高速電機(3000rpm)。 此外還有利用太陽能、風(fēng)能、原子能、地?zé)?、潮汐、生物能等能量的各類發(fā)電機。 此外,由于發(fā)電機工作原理不同又分作直流發(fā)電機,異步發(fā)電機和同步發(fā)電機。在廣泛使用的大型發(fā)電機都是同步發(fā)電機。 何為逆功率? 眾所周知,發(fā)電機的功率方向應(yīng)該由發(fā)電機方向流向系統(tǒng)方向。但由于某種原因,當(dāng)汽輪機失去原動力,而發(fā)電機出口開關(guān)又未能跳閘,則功率方向變?yōu)橛上到y(tǒng)流向發(fā)電機,即發(fā)電機變?yōu)殡妱訖C在運行。此時發(fā)電機從系統(tǒng)中吸取有功功率,此即為逆功率。 逆功率的危害 發(fā)電機逆功率保護(hù)是汽輪機由于某種原因?qū)е轮髌T關(guān)閉而失去原動力時,發(fā)電機變?yōu)殡妱訖C帶動汽輪機旋轉(zhuǎn),汽輪機葉片在無蒸汽情況下高速旋轉(zhuǎn)會引起鼓風(fēng)摩擦,特別是在末級葉片可能會引起過熱,導(dǎo)致轉(zhuǎn)子葉片的損壞事故。 所以說逆功率保護(hù)實則是對汽輪機無蒸汽運行的保護(hù)。 發(fā)電機的程序逆功率保護(hù) 發(fā)電機程序逆功率保護(hù)主要是防止發(fā)電機在帶有一定負(fù)荷的情況下,突然跳開發(fā)電機出口開關(guān)而汽輪機主汽門又未能全部關(guān)閉的情況。在此情況下,汽輪發(fā)電機組極易發(fā)生超速,甚至飛車。為避免此種情況,對于非短路故障的某些保護(hù),動作信號發(fā)出后,先作用于關(guān)閉汽輪機主汽門,待發(fā)電機逆功率繼電器動作后,與主汽門關(guān)閉的信號組成與門,經(jīng)一短時限組成程序逆功率保護(hù),動作作用于全停。 逆功率保護(hù)與程序逆功率保護(hù)的區(qū)別 逆功率保護(hù)是為了防止逆功率后,發(fā)電機變?yōu)殡妱訖C,帶動汽輪機旋轉(zhuǎn),造成汽輪機的損壞。歸根到底,是怕原動機動力不足,反被系統(tǒng)帶著跑! 程序逆功率保護(hù)是為了防止發(fā)電機組突然解列后,主汽門未完全關(guān)閉,導(dǎo)致汽輪機超速,從而利用逆功率來規(guī)避。歸根到底,是怕原動機動力太足導(dǎo)致機組超速! 所以說嚴(yán)格意義上來說,逆功率保護(hù)是發(fā)電機繼電保護(hù)的一種,但主要是保護(hù)汽輪機。而程序逆功率保護(hù)不是一種保護(hù)而是為了實現(xiàn)程序跳閘而設(shè)置的動作過程,也叫程序跳閘,一般應(yīng)用于停機方式。 關(guān)鍵的是逆功率只要定值達(dá)到就會跳閘,而程序逆功率除了定值達(dá)到,還要求汽機主汽門關(guān)閉,所以說在機組啟動過程中并網(wǎng)瞬間,一定要避免逆功率動作。



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