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柴油機的啟動和運行
柴油機的啟動和運行:
(1)停車超過24小時,須打開試動閥,并啟動潤滑油泵,長久停用(一般為七天)的發(fā)電機,勵磁機應測量電機及操作回路的絕緣電阻符合要求。手動盤車轉1~2圈,自由啟動電機拖動柴油機空轉數圈,以排出缸內的油和水,然后關閉試動閥,方合好前離合器;
(2)啟動燃油泵,放出管路中的空氣,其油壓應在規(guī)定范圍內之間,方可進行正式啟動;
(3)察看啟動電源的電壓是否正常后,按下“啟動”按鈕待柴油機著火后即松開。潤滑油壓力升到規(guī)定值以上時,停止啟動滑油泵。并關閉掃氣泵排污閥,穿好前離合器銷釘;
(4)不能啟動時,應認真判明原因,原因不明,不應再次啟動。連續(xù)起動不應超過三次,間隔時間不應少于2分鐘,第三次仍不能起動時,應認真分析檢查,確認排除故障后,允許第四次起動;
(5)發(fā)電機啟動后,即認為發(fā)電機及全部電氣設備均已帶電,嚴禁人體接觸帶電部分,如果需要帶電作業(yè),應遵守危險作業(yè)審批制度和電工操作規(guī)程;
(6)在調整柴油機轉速時,應注意發(fā)電機運轉是否正常,滑環(huán)及整流子上的碳刷應無跳動,無冒火花現象,無異常聲響,此外還要與電工人員配合。調整頻率和電壓,使之接近額定值;
(7)當接到“準備并列”的信號后,發(fā)電機運轉必須是正常、平穩(wěn)的。而且達到頻率相等,電壓一樣,相位相同,相序一致方能進行并列工作。并列時,以同步表為準,進一步調整轉速,調節(jié)勵磁。將電壓和頻率升至與系統(tǒng)電壓、頻率相接近。當自動勵磁損壞改為手動時,其負載不宜過大,并隨時監(jiān)視有關工作參數。并列同步操作步驟如下:1)合上發(fā)電機出線的刀開關;
2)若是三相四線制供電的發(fā)電機,應合上中性點接地刀閘;
3)合上同步指示開關,檢驗相序,進一步調節(jié);
4)認真查看同步指示器信號,若基本同步,立即迅速合上主開關,向系統(tǒng)送電。并列時采用自動準同期裝置時,應參看說明書進行。采用手動準同期并列操作時,若發(fā)現同步表跳動(或不動),同步指示燈閃爍無規(guī)則(或亮度不變),不準合閘并列;
(8)正常運行中,嚴禁使用故障停車開關或按鈕,嚴禁擦拭機組,如發(fā)現柴油機的超速保險裝置脫開時,應通知電工人員卸除負荷,停車后,將超速保險恢復原位,然后再啟動;
(9)密切注意各種運行儀表,保護裝置、絕緣監(jiān)視和調速器的工作情況;
(10)對于用壓縮空氣啟動的氣罐,應檢查試驗壓力表和閥,是否保持靈敏可靠。
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廣東廣州柴油發(fā)電機的工作原理
工作原理
一、廣東廣州柴油發(fā)電機組生成機理:
廣東廣州柴油發(fā)電機組中常用的發(fā)電機為同步交流發(fā)電機,是以電磁感應為基礎的旋轉式機械。根據其結構特點可分為旋轉電樞式和旋轉磁極式兩種。
在柴油機汽缸內,經過空氣濾清器過濾后的潔凈空氣與噴油嘴噴射出的高壓霧化柴油 充分混合,在活塞上行的擠壓下,體積縮小,溫度迅速升高,達到柴油的燃點。柴油被點燃,混合氣體劇烈燃燒,體積迅速膨脹,推動活塞下行,稱為‘作功’。各汽缸按一定順序依次作功,作用在活塞上的推力經過連桿變成了推動曲軸轉動的力量,從而帶動曲軸旋轉。
將無刷同步交流發(fā)電機與柴油機曲軸同軸安裝,就可以利用柴油機的旋轉帶動發(fā)電機的轉子,利用‘電磁感應’原理,發(fā)電機就會輸出感應電動勢,經閉合的負載回路就能產生電流。
廣東廣州柴油發(fā)電機組工作結構圖
二、交流發(fā)電機生成機理
以旋轉電樞式同步發(fā)電機為例介紹柴油機組中發(fā)電機的工作原理。
旋轉磁極式發(fā)電機產生電動勢的原理與旋轉電樞式相同,都是電磁感應現象。而主要區(qū)別有兩點:
(1)產生感應電流的方式:旋轉電樞式發(fā)電機通過電樞的旋轉使閉合線圈的磁通量變化,從而產生感應電流;旋轉磁極式發(fā)電機則通過磁極的旋轉使定子線圈切割磁力線,從而在定子線圈中產生感應電流。
(2)電力輸出方式:旋轉電樞式發(fā)電機通過電刷和集電環(huán)向外接電路供電;而旋轉磁極式發(fā)電機則直接將電力送往外接電路,因此相對于旋轉電樞式、旋轉磁極式發(fā)電機可提供電高的電壓,適用于大型發(fā)電機。
1、電動勢的產生
● 當導體切割磁場的磁力線時,會在導體中產生感應電動勢。
● 線圈abcd代表整個電傴繞組、其兩端分別固定在同一轉軸上的滑環(huán)1和2上,兩者同軸旋轉,且相對位置和連接關系不隨轉子位置的變化而變化。電刷A和B通過刷架固定在發(fā)電機的端蓋上、且與滑環(huán)1、2的滑動接觸關系不變。
● 當電樞沿順時針方向旋轉,ab邊處于N極下時、山邊的感應電動勢方向為由c至d,并設此時電動勢方向為正方向;當電樞旋轉180。后、ab邊處于S極下,cd邊處于N極下,此時ab和cd邊中的電動勢均改變方向,顯然此時電動勢為負值。
由上述過程可知,對于一對磁極的單向同步交流發(fā)電機、其轉子旋轉一周,在電樞繞組中產生一個周波的交流電動勢。若磁通密度B按正弦規(guī)律分布,則可產生正弦交流電動勢。而對于三相同步交流發(fā)電機、其各項繞組產生交流電動勢的原理與單項同步交流發(fā)電機完全相同。
2、電動勢的大小
根據電磁感應定律,當導體與磁場發(fā)生相對運動時、導體中的感應電動勢e可由式求得:
E=BLV
● B——磁通密度;
● L——導體在磁場中的有效長度;
● V——導體垂直于磁場方向的運動速度。
而正弦交流電動勢的有效值E計算:
E=Kn
● 式中n——發(fā)電機轉速;
● K——發(fā)電機的結構常數。
同步交流發(fā)電機制成后,其結構常數K已成定值。因此,可通過改變發(fā)電機的轉速n或每極磁通來調整其輸出電壓的高傲。但是,通常情況下要求電動勢的頻率f恒定,而頻率f與轉速n成正比,所以發(fā)電機的轉速是不能隨便調整的。因此,主要通過調節(jié)同步交流發(fā)電機磁通量的大小,達到調整其輸出電壓的目的。
3、電動勢的頻率
● 當發(fā)電機磁極對數一定時(如P=1),其轉子每旋轉一周,電樞繞組可產生一個周波的交流電動勢。轉子旋轉兩周,產生兩個周波的交流電動勢,苦轉子每秒旋轉n/60周,則產生n/60周/s的交流電動勢。由此可知,交流電動勢的頻率f與發(fā)電機轉速n成正比。
● 當發(fā)電機的轉速一定時(如n=1周/s),磁極對數P=1,轉子每旋轉一周產生一個周波的交流電動勢。磁極對數P=2,轉子每旋轉一周產生兩個周波的交流電動勢。若為P對磁極,轉子每旋轉一周產生P個周波的交流電動勢。由此可知,交流電動勢的頻率f還與磁極對數P成正比。
綜上所述,同步交流發(fā)電機電動勢的頻率f與其轉速n 和磁極對數P成正比,因此f的計算公式為:
F=P*n/60 (周/s)
改變同步交流發(fā)電機的轉速n或磁極對數P,均可改變其頻率f。但是,發(fā)電機制成后,其磁極對數P是不能改變的因此,只能通過改變轉速n來調整頻率f。一旦頻率f達到額定值后,就不能再隨便改變轉速n。
4、改善電動勢波形的措施
根據要求,同步交流發(fā)電機輸出電壓應為正弦波。但是,由于發(fā)電機定子鐵芯結構、磁極結構、電樞繞組結構、三相發(fā)電機電樞繞組的連接形式等因素的影響,電動勢的波形會產生畸變,形成非正弦交流電動勢。
非正弦交流電動勢中除含有基波分量外,還含有頻率不同的許多高次諧波分量。不僅嚴重影響發(fā)電機的性能和工況,還影響用電設備的正常工作。因此,在設計、生產同步交流發(fā)電機時,采取了諸多方法,改善電動勢波形,使其成為正弦波。其具體方法有:改善磁極形狀、采用斜槽定子、改善定子繞組結構和三相發(fā)電機采用星形接法。
(1)改善磁極形狀:磁極的分布規(guī)律由磁極的形狀決定,將磁極尖削尖或采用扭斜磁極,使磁通密度B近似按正弦規(guī)律分布,進而使電動勢成為正弦波;
(2)采用斜槽定子:將定子鐵芯扭斜一個槽距的位置,使其成為斜糟定子,無論轉子旋轉至何種位置,磁極端畫所覆蓋的鐵芯齒面積始終保持不變,這樣可齒諧波的影響;
(3)改善定子繞組結構:同步交流發(fā)電機通常采用短距分布式繞組結構,可或削弱許多高次諧波分量,使電動勢接近于正弦波;
(4)三相發(fā)電機采用星形接法:三相同步發(fā)電機的三相電樞繞組采用星形接法,其線電壓中將不再含有三次及三的整倍數次諧波分量·改善線電壓的波形。
5、同步交流發(fā)電機勵磁方式
發(fā)電機勵磁功率的產生方式,稱為其勵磁方式。同步交流發(fā)電機的勵磁方式有他勵式和自勵式兩種。
(1)他勵式:勵磁功率由本身以外的其他電源供給,這種發(fā)電機稱為:他勵式發(fā)電機。根據獲得勵磁功率形式的不同,他勵式交流發(fā)電機又有采用血流勵磁機勵磁和采用無刷交流勵磁機勵磁之分。其中、采用直流勵磁機勵磁是靠同軸轉動的并勵直流發(fā)電機供給勵磁功率的;采用無刷交流勵磁機勵磁是由同軸轉動的交流勵磁發(fā)電機供給勵磁功率的。
(2)自勵式:勵磁功率由本身供給的發(fā)電機稱為自勵式發(fā)電機。其勵磁功率一般由以下三種方法獲得:直接從同步交流發(fā)電機輸出端取得,由安裝在同步交流發(fā)電機的定子槽中的副繞組供給;發(fā)電機電樞繞組為帶抽頭式的,由抽頭處引出部分電樞繞組供給。
綜上所述,無論是他勵式同步交流發(fā)電機,還是自勵式同步交流發(fā)電機,改變勵磁電流的大小,均可調整發(fā)電機的輸出電壓。
在廣東廣州柴油發(fā)電機組名牌上總是能看到 KW和KVA,初學者也總是高不清兩者的關系。
千伏安KVA是視在功率,其中包括有功功率和無功功率。
千瓦KW是有功功率。
千瓦(KW)=千伏安(KVA)乘以功率因數。
1KW=1.25KVA或者 1KVA=0.8KW
發(fā)電機有功功率單位KW(千瓦)
發(fā)電機視在功率單位KVA(千伏安)(也稱裝機容量)
有功功率=視在功率×功率因數
功率因數=Cosφ (一般為0.85)
另外:
發(fā)電機無功功率單位KVar(千乏)
視在功率^2=有功功率^2+無功功率^2
P=UIcosφ
P=UI只適用與純阻性負載,因為阻性負載的功率因數是1;然而感性負載的功率因數就不是1了,是0.5——0.9不等,甚至更低。
所以1kva=0.8kw
1kva=1kw 都對1kva=0.8kw 也就是功率因數是0.8的時候的計算方法。
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