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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。
柴油发电机组的机组功率标定
油机发电机组是由柴油发电机和同步发电机组合而成的。柴油发电机允许使用的 功率受零部件的机械负荷和热负荷的限制,因此,需规定允许连续运转的 功率,称为标定功率。
柴油发电机不能超过标定功率使用,否则会缩短其使用寿命,&至可能造成事故。
1.柴油机的标定功率
标准规定,在柴油发电机铭牌上的标定功率分为下列四类:
(1)15分钟功率即柴油发电机允许连续运转15分钟的 有效功率。是短时间内可能超负荷运转和要求具有加速性能的标定功率,如汽车、摩托车等柴油发电机的标定功率。
(2)1小时功率即柴油发电机允许连续运转1小时的 有效功率。如轮式拖拉机、机车、船舶等柴油发电机的标定功率。
(3)12小时功率即柴油发电机允许连续运转12小时的 有效功率。如电站机组、工程机械用的柴油发电机标定功率。
(4)持续功率即柴油发电机允许长时间连续运转的 有效功率。
对于一台机组,柴油机输出的功率是指它的曲轴输出的机械功率。根据GB1105-74规定,电站用柴油机的功率标定为12小时功率。即柴油机在大气压力为101.325kPa,环境气温为20℃,相对湿度为50%标准工况下,柴油机以额定转速连续12小时正常运转时,达到的有效功率,用Ne表示。
美国康明斯NT系列柴油机,其功率分为持续功率和备用功率,两者功率之比为0.91:1,相当于我国12小时功率和持续功率之分。
2.交流同步发电机的额定功率
交流同步发电机的额定功率是指在额定转速下长期连续运转时,输出的额定电功率,用PH表示。
根据机组的运行环境和技术要求,机组输出的额定功率,由下式进行计算:
PH=K1·n(K2K3NeH-Np)(kw)
式中PH—同步交流发电机输出的额定功率(kw);
NeH—柴油机输出的额定功率(PS);
K1—单位变换系数(即kW/PS)K1=0.736;
K2—柴油机功率修正系数;
K3—环境条件修正系数;
n—同步交流发电机的效率;
Np—柴油机风扇及其他辅助件消耗的机械功率(PS)。
通常我们把柴油机输出额定功率(PS)与同步交流发电机输出的额定功率(kw)之比,称为匹配比,用K表示,即
K值的大小受当地大气压力、环境温度和相对湿度等多种因素的影响,对于在平原上使用一般要求的机组,通常K值取1.6对使用要求较高的机组K值应取2。
柴油发电机组的使用注意事项
一、发电机组的固定安装需采用混凝土基础,地基深度及范围由机组重量及外形尺寸确定,一般250kW机组的地基深度约350mm,如不固定安装,应在底盘下采用减振效果良好的减震垫以防振动过大。
二、发电机组除满足自身噪音指标(1m处检测指标)外,还应考虑其噪音对环境的影响,一般需加装消音器装置以降低噪音污染。
三、机房内要做好通风散热,还要保证 温度在0℃以上,特别在寒冷的冬季应做好燃油、润滑油、冷却水的防冻保暖措施。
四、机组的保养主要是柴油机的保养,按柴油机说明书的要求定期维护保养。机组起动成功后,应密切注意机油压力,待机油压力达到0 5bar时,方可逐步加速,待柴油机的出水温度高于70℃、机油温度高于45℃、机油压力高于2 5bar时,才可进入全负荷运转。机组正常工作时,水温不得大于90℃,油温不得大于95℃,机油压力应在2 5~4bar范围内。
五、注意触电危险
柴油发电机组的电力进入公用线路必须经过具有机械连锁的转换开关,一定要确保与市电的分开。在需要与市电并网时必须经专业部门(供电局)审批,并采用并网专用设备。否则会有严重的设备及人身事故危害。
柴油发电机组一定要做到可靠接地,进行带电设备的检修一定要使用绝缘工具,在潮湿的环境下更是要注意触电危险。遵守所有的电气规定,设备的电气部分安装和检修必须由具备资格的专业电气人员进行。
六、废气有毒
应该有合适的废气排出系统,保证发动机的废气排出室外,要经常检查废气排出系统有无漏气。当柴油发电机房内有废气时,应先开门窗排出废气再进屋,以防废气中的一氧化碳使人中毒。
七、运行
不要在有爆炸物危险的地方使用发电机组。靠近运转的柴油发电机很危险。宽松的衣服、头发和坠落的工具会造成人身及设备的重大事故,运行中的柴油发电机组,部分裸露的管道和部件处于高温状态,要防止触摸灼伤。
八、火灾
金属物品将导致电线短路,可引发火灾隐患。柴油发电机的发动机要保持清洁,过量的油污有可能引发机体过热所造成损坏及火灾发生。要在柴油发电机房内方便的地方放置数个干粉或二氧化碳气体灭火器。
九、铅酸电池使用
铅酸电池的稀硫酸电解液有毒并具有腐蚀性,接触到皮肤会造成灼伤,应立即用清水冲洗。
如果溅入眼睛,要立即用大量洁净水冲洗并送医院治疗。电池在使用过程中会释放爆炸性气体,要保证室内通风良好并禁止明火靠近。
十、启动
在极寒冷的环境下,启动柴油发电机组需要预热装置,千万不能用明火烘烤机体,蓄电池电解液温度 保持在10℃以上,才能使蓄电池提供出足够的电力。五、发电机组虽属备用电源,也应每隔一段时间(两周左右)运行一次,使其处于良好备用状态。