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柴油发电机的环流产生的静态分析
以模块化并联控制系统为例,发电机组的并联调试一般先把并联机组空载并联时的环流调平衡、足够小且稳定运行,再通过负荷分配器把有功功率调平衡,其中关键是解决空载并联时的环流问题。以两台机组并联为例,空载并联常出现的问题:
(1)环流过大,远远超过并联机组额定电流的10%;
(2)并联后,环流随运行时间逐渐变大,直至逆功率报警;
(3)环流不稳定,随机性忽大忽小。
由以上分析可知:
(1)将两台机组并联,首先要将两台机组的空载电压、调压特性调整到完全相同,这是保证两台机组无功功率完全平均分配的前提条件,也是后续调整两台机组功率平均分配的基础。当上述两项调整平衡后,才能保证并联运行的两台机组输出端电压在任意负荷下都相等,同时保证功率平均分配,才能保证环流为0(理想状态)。表明:环流产生的根本原因是两台机组空载电压不是完全相等或调压特性有差异,造成输出端电压不相等而产生了环流。
(2)两台机组的空载电压、调压特性都相等,而两台机组的输出电流不相等,也就是两台机组的功率分配不均匀,也会造成U1和U2不相等,而产生环流。
(3)影响无功功率分配的因素还有很多,像自动电压调节器特性、用均压线环节的稳定作用等,在此不再分析。
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为您讲解什么是柴油发电机组
柴油发电机组由柴油机、同步发电机、配套电气控制设备及各种辅助部件组成,是将柴油机的机械能转变为电能并通过电力电缆将电能提供给用户的设备。在无法实现正常电力供电或突然断电时,柴油发电机组便能够提供稳定可靠的电力。对一些不允许突然断电的特殊部门或重要场合,柴油发电机组更能发挥备份电力的作用,可有效地保证连续、正常、稳定、的用电。
柴油发电机组所使用的柴油机是动力输出部分,它以柴油为燃料,靠汽缸中压缩后形成的高温高压空气使喷入的雾状柴油燃烧膨胀而做功,把热能转变为机械能。由于柴油是靠被压缩的高温空气而自燃,因此柴油机又称为压缩引燃式内燃机。柴油发电机组所使用的柴油机一般为四冲程水冷式高速柴油机。所谓四冲程柴油机即为进气、压缩、做功(膨胀)、排气4个过程完成一个工作循环。柴油机的种类很多,分类方法多样,按汽缸排列方式一般可分为2、4、6缸直列型和12缸V型柴油机;按进气方式可分为自燃吸气型和增压型柴油机;按活塞冲程可分为140mm和150mm柴油机(135系列);按用途可分为发电用、船用、车用、农业灌溉用、工程机械用及其他工业配套用柴油机。
柴油发电机组中的发电机是将机械能转变为电能的装置,是电力输出部分。发电机的种类也很多,分类方法多样,按输出电流的性质可分为直流发电机和交流发电机;按所用原动机的不同可分为柴油发电机、汽油发电机、水轮发电机和汽轮发电机等多种。
柴油机和发电机为刚性连接,并通过减震器直接安装于挂车车架或固定支架上,其他配套件(如控制箱、油箱和电池箱等)均直接或通过架子固定在车架上(固定式柴油发电机组的油箱一般与固定支架分离,另设支架支撑油箱,电池放置在地面上),由车架直接承受负荷。
发电机组有柴油发电机组和汽油发电机组两种。以柴油机作为发电机动力源的柴油发电机组,与以汽油机作为发电机动力源的汽油发电机组相比有多项优点:
①燃油经济。柴油机的热效率高,燃油消耗率低,而且在工况变化时,燃油消耗率曲线变化比较平坦,这对经常在部分负荷下工作的柴油机来说是非常重要的。
②工作可靠、耐久。柴油机由于没有点火系统,所以故障相对较少,工作可靠。
③使用范围广。现代柴油机采用对空气增压的进气方式来提高功率,如自燃吸气(非增压型)的6135型柴油机的标定功率为88.26kW(120马力),而增压型6135ZD柴油机的标定功率为139.75kW(190马力),6135AZD型则为161.81kW(220马力)。
④有害排放物较少。
⑤防火性好。
由于上述优点,柴油发电机组被广泛地应用于科研、工农业生产、城市建设及生活等诸多领域中的野外供电、应急供电和备份供电等方面。例如,为确保作战指挥连续畅通,各级指挥所必须有稳定、充足和连续的供电电源;在野外条件下,难以实现用电力电缆供电,而体积较小、机动性强的柴油发电机组能够为各种设备提供稳定可靠的充足电力。
目前,柴油发电机组的在用型号较多,功率大小不一,其中发电机组大多以柴油为燃料,功率较小的发电机组所配原动机的个别型号采用汽油为燃料。发电机多为有刷同步发电机和无刷同步发电机。发电机自动调压部分形式较多,目前采用可控硅、相复励和TDI型碳阻式自动调压原理的较多,个别型号的发电机自动调压部分采用大功率管等。不同的供电场所使用的用电设备也不同,发电机也应采用不同的自动调压方式。
随着微电子技术、自动控制技术以及复合材料等技术的不断发展,柴油发电机组正向高度机动化、小型化和智能化方向发展。相关技术的不断进步和更新,使得柴油发电机组的保障能力和技术水平不断得以提高,这必将极大地促进各领域综合供电保障能力的不断提高。
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发电机频率不稳定是什么原因造成的呢
发电机工作时转建不稳,表现在转速忽高忽低,这种情况在怠速时较明显。转速不稳的原因和排除方法如下:
一、燃油系统导致发电机频率不稳定
(1)故障分析。柴油发电机组在运转中,若燃油系统中有空气、水分、泄漏,或低压油路发生堵塞现象,易使供油时断、时续或供油不畅,造成柴油发电机组转速不稳定。
(2)故障排除方法。首先要观察燃油系统各接口部位是否有泄漏现象。若没有泄漏时,应松开喷油泵放气螺钉,按压手压泵,排除低压油路内部的空气。若低压油路内部没有空气时,应冉拆下输油泵进油滤网进行检查。若输油泵进油滤网未堵塞,则应检查柴油滤清器或油箱进油管是出现堵塞、漏气等。
二、调速器故障导致发电机频率不稳定
(1)散障分析。柴油机调速器中的调速弹簧弹力减弱或单向推力轴承损坏后,易造成柴油发电机组转速不稳。
(2)故障排除方法。喷油泵-调速器总成应使用1000h左右就应在喷油泵试验台上进行校正。若是由于长期没有校正而导致出现上述故障现象时,只要将喷油泵-调速器总成送到校泵中心进行调试就可排除柴油发电机转速不稳的故障。
三、喷油泵故障导致发电机频率不稳定
(1)故障分析。喷油泵各缸供油量不均匀度过多,内部柱塞有卡滞现象,油量调节齿杆移动不灵活,油量控制套筒固定螺钉松动等,均会使柴油发电机组转速不稳定
(2)故障排除方法。喷油泵损坏后,维修人员一般不要随意拆卸喷油泵部件,应送到校泵中心由专业人员进行修理或校正。