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一文带你了解发电机
一、发电机的种类和功能特点
发电机是指受到机械动力的作用时产生电的设备。在这种转换过程中,机械动力来自于各种各样的其他形式的能源,如风能、水能、热能、太阳能等。
根据产生电的类型不同,发电机主要分为直流发电机和交流发电机两大类。
1.直流发电机的功能特点
直流发电机是指受外部机械力作用产生直流电的发电机。
一文带你了解发电机
直流发电机具有使用方便、运行可靠等特点,可以直接为各种需要直流电源的用电设备提供电能。但是直流发电机内部有换向器,易产生电火花,发电效率较低。直流发电机一般可作为直流电动机、电解、电镀、充电及交流发电机的励磁等所需的直流电源。
2.交流发电机的功能特点
交流发电机是指受外部机械力作用产生交流电的发电机,该类发电机又可分为同步交流发电机和异步交流发电机。其实物外形如图2所示。
在交流发电机中同步发电机为常见,该类发电机由直流电流励磁,既能提供有功功率,也能提供无功功率,可用于为各种需要交流电源的负载设备供电。另外,同步发电机按所用原动机的不同又可分为汽轮发电机、水轮发电机、甘肃柴油发电机、风力发电机4种。
交流发电机的应用十分广泛,例如各种发电站、企业、商铺及家庭备用电源、汽车等均使用发电机供电,其应用实例如图3所示。
二、发电机的型号与技术参数
为了便于对发电机的生产管理和使用, 对发电机的型号进行了编制方法的统一,并在其外壳比较明显的位置贴有发电机的铭牌,其中包含的参数主要有发电机的型号、额定电压、额定电源、额定功率、绝缘等级、频率、功率因数以及转速等。
1.发电机的型号含义
发电机的型号通常是对机组的型号进行的说明,其中包含的信息有发电机输出的电压的种类、发电机机组的类型、控制特征、设计序号以及环境特征等,如图5所示。
除此之外,有些发电机的型号较为直观简单,识别时较为方便,如图6所示,其中包含有产品编号、额定电压及额定电流等。
例如,图7所示典型发电机的铭牌标识,从中可以了解其型号为“200GF6,参照上述命名方法可了解其型号所标识的含义。”
2.发电机的主要技术参数
发电机的技术参数通常与型号一样通过铭牌标签粘贴或直接标识在发电机的外壳上,以供选用和检修时参考,如图8所示。
发电机的主要技术参数包括:额定电压、额定电流、转速、频率、功率因数、定子接法和绝缘等级等。
(1)额定电压
额定电压指发电机在正常运行时输出的额定电压,单位是kV。
(2)额定电流
额定电流是指发电机正常并连续工作时的 工作电流,单位是kA。当发电机其他各参数都在额定的情况下,发电机以该电流运行,其定子绕组的温升不会超过允许的范围。
(3)转速
发电机的转速是指发电机主轴在1min内的 旋转速度。该参数是判断发电机性能好坏的重要参数之一。
(4)频率
频率是指发电机中交流电正弦波周期的倒数,其单位为赫兹(Hz)。例如一台发电机的频率为50Hz,则表明其交变电流的方向等参数1s改变50次。
(5)功率因数
发电机是靠电磁转换进行发电的,其输出的功率可以分为两种,即无功功率和有功功率。无功功率主要是用来产生磁场,进行电与磁的转换;而有功功率则是为用户提供的。在发电机输出的总功率中,有功功率所占的比例就是功率因数。
(6)定子接法
发电机的定子接法主要可以分为两种,即三角形(△形)联结和星形(Y形)联结,如图9所示。在发电机中,通常发电机定子的3个绕组一般都联结成星形。
(7)绝缘等级
发电机的绝缘等级主要是指其绝缘材料耐高温的等级。在发电机中绝缘材料是较为薄弱的环节,该材料在过高的温度中很容易加速老化甚至损坏,所以不同的绝缘材料其耐热等级
也有所区别。该参数通常是用字母表示的,其中Y 表示耐热温度为90℃,A 表示耐热温度为105℃,E 表示耐热温度为120℃,B 表示耐热温度为130℃,F 表示耐热温度为155℃,H 表示耐热温度为180℃,C 表示耐热温度为180℃以上。
(8)其他
在发电机中,除上述技术参数外,还有发电机的相数、机组总重量和制造日期等参数。这些参数在识读时比较直观易懂,主要供使用者在使用时或是购买时参考。
三、发电机在线路中的符号标识
发电机是电力拖动、机床等控制线路中必不可少的部件之一。在绘制各控制线路对应的原理图时,发电机并不是用其实际外形体现,而是由代表其功能的图样或简图、字母等符号进行标识的。发电机的符号与电动机符号相似,一般用字母“G”文字符号标识。其中G表示发电机,GD表示直流发电机,GA表示交流发电机(异步发电机),GS表示同步发电机,GH表示永磁发电机。根据这些不同的字母标识,可以快速识别出该线路中使用的发电机的类型。
甘肃柴油发电机组降噪办法
发电机降噪根本的办法是从声源着手,采用一些常规的降低噪声的技术;如消声器、隔声、吸声、隔振等乃是有效的办法。
1、降低排气噪声。排气噪声是机组主要的噪声源,其特点是噪声级高,排气速度快,治理难度大。采用特制的阻抗型复合式的消声器,一般可使排气噪声降低40-60 db (a )。
2、降低轴流风机噪声。降低发电机组冷却风机噪声时,必须考虑两个问题,一是排气通道所允许的压力损失。二是要求的消声量。针对上述两点,可选用阻性片式消声器。
3、机房的隔声、吸声处理和机组隔振
(1)、机房隔声。机组的排气噪声和冷却风机噪声降低之后,剩下来的 主要噪声源是柴油机机械噪声和燃烧噪声。采用的方法是除必要的与观察室相连接的内墙观察窗之外,其余窗户均除去,所有孔、洞要密实封堵,砖墙墙体的隔声量要求要40 db (a )以上。机房门窗采用防火隔声门窗。
(2)、进风和排风。机房隔声处理之后,要解决机房内通风散热问题。进风口应与发电机组、排风口设置在同一直线上。进风口应配以阻性片式消声器,由于进风口压力损失亦在容许范围之内,可以使机房内进出风量自然达到平衡,通风散热效果明显。
(3)、吸声处理。机房内除地面外的五个壁面可作吸声处理,根据发电机组的频谱特性采用穿孔板共振吸声结构。
(4)、室内空气的交流,机房的良好隔声,会使闭式水冷发电机组停机时机房内的空气得不到对流,房内的高温亦不能及时降下来,可采用低噪声轴流风机,再配上阻性片式消声器就可以解决问题。
(5)、机组隔振。发电机组安装前,应严格按厂家提供的有关资料进行隔振处理,避免造成结构声的远距离传播,并在传播中不断幅射空气声,无法使厂界噪声级达标。对因超标而要求治理的现有发电机组,必须实测机组附近地面的振动情况,如果振感明显,则先要对发电机组进行隔振处理。
在有效的降低噪声后,为使机房环境更加美观及实用,通常墙面及吊顶的吸声层外还以微孔铝塑冲孔板装饰,同时合理配置照明系统等。
多台发电机组并机的特点
1、手动/全自动并机方式选择。
2、同步并机准确,无冲击,并机时间短(不超过3秒)。
3、根据负载需要待并机组自动并机或解列,使运行更为经济。
4、多台机组并机工作时,负载分配差值小于5%,保证了机组运行的可靠性。
5、配合机组自启动控制模块,可以实现市电故障时自动启动和投入,自动并机;市电恢复后自动解列和停机。
6、具有逆功、过流、短路、机械故障、市电浮充电器故障指示和保护功能。
7、可以与ATS柜联合使用,市电来后,机组自动延时切除,负载转到市电端;市电故障时,机组自启动,负载转到发电机端。这其中的转换中,市电总是优先的。
发电机容易产生的问题
该系统不但要求发电机组自动化程度高,更要求发电机必须适应UPS这一非线性负载的特性,使其在无市电的情况下保障UPS对负载的可靠供电。
但在实际选配和使用发电机过程中,经常出现由于发电机容量不足或维护不当等原因,造成市电停电时发电机不能正常工作的情况。如何正确选配金融业机房供电系统中发电机组,如何做好发电机组与UPS的匹配及发电机的使用维护等工作是机房管理人员要特别重视的问题。
一、发电机使用中容易产生的问题
金融业机房一般采用“市电——发电机——UPS”并机系统组成的供电系统。系统中,发电机的负载主要包括UPS、机房专用空调、应急照明、消防电梯等,这些负载启动或运行时都会对发电机产生振荡和干扰。尽管在组成“市电——发电机——UPS”供电系统时,发电机的负载量在其额定输出容量范围内,但在实际情况中,市电中断而发电机投人运行过程中却经常发生工作不稳定,产生多种使“发电机——UPS”系统不能正常工作的现象。
1、负载反馈的波动电压造成发电机输出电压稳定度较差,常出现发电机组输出电压振荡现象。UPS整流器允许的输人电压范围一般在±15%巧或更宽,发电机的输出电压不稳定对其影响较小。
2、UPS整流器的输人谐波造成多个过零点。
3、发电机的频率(转速)振荡一般情况下,频率振荡比电压、电流振荡范围小,但影响比较大,导致UPS处于频繁切换及非正常工作状态。频率振荡一般在±5%以内,由于负载有规律地忽大忽小,造成发电机组工作也忽强忽弱,加剧机组振动,加速机械磨损,甚至引起机件严重损坏。频率振荡明显的特征之一,即柴油机工作噪声有规律地忽大忽小,因此必须引起高度重视。
4、工作不正常空调压缩机启动和电梯升降的瞬间会导致发电机发生±Hz频率漂移,造成UPS频繁切换。当频率、电压振荡变化超出UPS输入工作范围时,UPS由蓄电池供电,而发电机在无UPS负载时恢复正常,随即UPS又自动投人,这样交错进行。频率漂移会对UPS正常运行产生两方面影响。
①不能旁路。在旁路电源的频率和电压处于允许的范围内,UPS的逆变器输出跟踪旁路电源,逆变电源与旁路电源锁相、同步。当旁路电源由发电机提供时,频率会发生快速的变化。当频率变化超出预先设定的极限值时,逆变器频率变化就跟不上旁路电源的频率变化。这时静态旁路开关将禁止切换到旁路在这种情况下切换,有可能造成逆变器过流、短路。在这种旁路电源频率无法跟踪的状况下,UPS只会发出警示性告警,逆变器仍继续提供电源给负载。
②电池寿命缩短。瞬间的大负载波动可能导致发电机频率产生±5Hz的漂移,这将导致可控硅整流器的驱动信号与输入交流电失去同步,造成整流器关闭。在整流器重新启动进人正常工作期间,UPS转为电池供电,这样过分的放电循环将明显缩短电池寿命,更严重的情形是会将电池能量全部放光,中断输出。
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柴油机的启动和运行
柴油机的启动和运行:
(1)停车超过24小时,须打开试动阀,并启动润滑油泵,长久停用(一般为七天)的发电机,励磁机应测量电机及操作回路的绝缘电阻符合要求。手动盘车转1~2圈,自由启动电机拖动柴油机空转数圈,以排出缸内的油和水,然后关闭试动阀,方合好前离合器;
(2)启动燃油泵,放出管路中的空气,其油压应在规定范围内之间,方可进行正式启动;
(3)察看启动电源的电压是否正常后,按下“启动”按钮待柴油机着火后即松开。润滑油压力升到规定值以上时,停止启动滑油泵。并关闭扫气泵排污阀,穿好前离合器销钉;
(4)不能启动时,应认真判明原因,原因不明,不应再次启动。连续起动不应超过三次,间隔时间不应少于2分钟,第三次仍不能起动时,应认真分析检查,确认排除故障后,允许第四次起动;
(5)发电机启动后,即认为发电机及全部电气设备均已带电,严禁人体接触带电部分,如果需要带电作业,应遵守危险作业审批制度和电工操作规程;
(6)在调整柴油机转速时,应注意发电机运转是否正常,滑环及整流子上的碳刷应无跳动,无冒火花现象,无异常声响,此外还要与电工人员配合。调整频率和电压,使之接近额定值;
(7)当接到“准备并列”的信号后,发电机运转必须是正常、平稳的。而且达到频率相等,电压一样,相位相同,相序一致方能进行并列工作。并列时,以同步表为准,进一步调整转速,调节励磁。将电压和频率升至与系统电压、频率相接近。当自动励磁损坏改为手动时,其负载不宜过大,并随时监视有关工作参数。并列同步操作步骤如下:1)合上发电机出线的刀开关;
2)若是三相四线制供电的发电机,应合上中性点接地刀闸;
3)合上同步指示开关,检验相序,进一步调节;
4)认真查看同步指示器信号,若基本同步,立即迅速合上主开关,向系统送电。并列时采用自动准同期装置时,应参看说明书进行。采用手动准同期并列操作时,若发现同步表跳动(或不动),同步指示灯闪烁无规则(或亮度不变),不准合闸并列;
(8)正常运行中,严禁使用故障停车开关或按钮,严禁擦拭机组,如发现柴油机的超速保险装置脱开时,应通知电工人员卸除负荷,停车后,将超速保险恢复原位,然后再启动;
(9)密切注意各种运行仪表,保护装置、绝缘监视和调速器的工作情况;
(10)对于用压缩空气启动的气罐,应检查试验压力表和阀,是否保持灵敏可靠。
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