發(fā)電機(jī)是將其他形式的能源轉(zhuǎn)換成電能的機(jī)械設(shè)備，它由水輪機(jī)、汽輪機(jī)、柴油機(jī)或其他動(dòng)力機(jī)械驅(qū)動(dòng)，將水流，氣流，燃料燃燒或原子核裂變產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能傳給發(fā)電機(jī)，再由發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)換為電能。

發(fā)電機(jī)的工作原理：

本文講解的是運(yùn)用最廣泛的輕柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。

柴油發(fā)電機(jī)組中的柴油機(jī)是動(dòng)力的輸出部分，以柴油為燃料，靠氣缸中被壓縮后形成的高溫高壓空氣使噴入的霧狀柴油燃燒膨脹而做功，把熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能。

它通過進(jìn)氣、壓縮、做功、排氣四個(gè)過程完成一個(gè)工作循環(huán)，又稱為四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)。

為了降低零件溫度，機(jī)體內(nèi)布滿水道，由水泵推動(dòng)水冷卻機(jī)組，稱為水冷式機(jī)組（例如：volvo、三菱、康明斯）

小功率發(fā)動(dòng)機(jī)也有采用空氣對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行冷卻，稱為風(fēng)冷機(jī)組（例如：DEUTZ1011/912兩個(gè)系列、常見的摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)）。

目前我國(guó)熱力發(fā)電廠的發(fā)電機(jī)皆采用二極、轉(zhuǎn)速為3000r/m的臥式結(jié)構(gòu)。如圖2所示，發(fā)電機(jī)最基本的組成部件是定子和轉(zhuǎn)子。

圖2 300MW汽輪發(fā)電機(jī)組側(cè)視圖

1-發(fā)電機(jī)主體；2-主勵(lì)磁機(jī)；3-永磁副勵(lì)磁機(jī)；4-氣體冷卻器；5-勵(lì)磁機(jī)軸承；6-碳刷架隔音罩；7-電機(jī)端蓋；8-連接汽輪機(jī)背靠輪；9-電機(jī)接線盒；10-電路互感器；11-引出線；12測(cè)溫引線盒；13-基座

柴油發(fā)電機(jī)組基本概念：

柴油發(fā)電機(jī)組由柴油發(fā)動(dòng)機(jī)、交流發(fā)電機(jī)、控制系統(tǒng)及各種輔助部件組成，是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，通過電纜將電能提供給用戶的設(shè)備。

通常做為備用或主用電源，具有機(jī)動(dòng)靈活、使用方便、隨時(shí)供電、維護(hù)簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。

按使用柴油的不同可以分為：輕柴機(jī)組、重油機(jī)組；

按轉(zhuǎn)速的不同可分為：高速機(jī)組、中速機(jī)組、慢速機(jī)組；

按用途不同可分為：陸用機(jī)組、船用機(jī)組；

按使用發(fā)電時(shí)間不同可分為：備用機(jī)組、長(zhǎng)行機(jī)組；

按照使用特點(diǎn)分：拖車式機(jī)組、靜音型機(jī)組、防雨型機(jī)組、常規(guī)機(jī)組。

正在裝配：

柴油機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：

柴油機(jī)分為四幾個(gè)系統(tǒng)、兩個(gè)機(jī)構(gòu)組成：

1、燃油供應(yīng)系統(tǒng)

2、進(jìn)排氣系統(tǒng)

3、潤(rùn)滑系統(tǒng)

4、冷卻系統(tǒng)

5、起動(dòng)系統(tǒng)

6、配氣機(jī)構(gòu)；

7、曲柄連桿機(jī)構(gòu)

調(diào)速系統(tǒng)介紹：

噴油控制1：

機(jī)械調(diào)速抗干擾性能強(qiáng)，調(diào)速精度低。

噴油控制2：

噴油控制3：

發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)名詞/參數(shù)：

缸數(shù)：發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)缸體數(shù)量（4、6、8、10、12、16）；

直列缸：缸體均垂直而立，活塞上下運(yùn)動(dòng)做功；

V型缸：缸體分列兩邊V型成60度；

排量：發(fā)動(dòng)機(jī)面積乘行程乘缸數(shù)；

壓縮比：氣缸容積與燃燒室容積之比，叫壓縮比；

排風(fēng)量：發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇排出的風(fēng)量；

燃?xì)饬浚喊l(fā)動(dòng)機(jī)吸入用于燃燒的空氣量；

排煙量：排煙口出煙量；

排氣溫度：發(fā)動(dòng)機(jī)排煙出渦輪增壓器口的溫度，一般300—600度左右。

發(fā)電機(jī)原理：

原理：

發(fā)動(dòng)機(jī)牽引發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)切割磁力線產(chǎn)生電壓。

內(nèi)部部件圖：

電壓調(diào)節(jié)器：

品牌電機(jī)對(duì)比表：

單軸承、免維護(hù)；自勵(lì)磁、剩磁建壓；馬拉松370KW以上DVR、配永磁機(jī)，其它AVR；

一般H級(jí)絕緣。

防護(hù)等級(jí)：

IP等級(jí)系統(tǒng)提供了一個(gè)以電器設(shè)備和包裝的防塵﹑防水進(jìn)行分類的方法。

保護(hù)等級(jí)以IP后跟隨兩個(gè)數(shù)字來表示，數(shù)字用來明白確保護(hù)等級(jí)。

IPXX：

絕緣等級(jí)：

柴油發(fā)電機(jī)組知識(shí)：

發(fā)電機(jī)組控制原理：

控制原理大致分為兩部分：

1、發(fā)電質(zhì)量控制原理：

*供油系統(tǒng)通過精密自動(dòng)監(jiān)視發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，適時(shí)供油，盡量保證發(fā)動(dòng)機(jī)在額定轉(zhuǎn)速下工作。

*電壓調(diào)節(jié)器通過監(jiān)視電壓波動(dòng)，適時(shí)增減勵(lì)磁保證電壓平穩(wěn)。

2、機(jī)組運(yùn)行保護(hù)原理：

*在實(shí)現(xiàn)以上功能時(shí)需要保護(hù)機(jī)組，于是在發(fā)電機(jī)組上裝了一些傳感器把信號(hào)傳送到模塊中，把執(zhí)行報(bào)警或關(guān)機(jī)信號(hào)發(fā)出實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)組的控制、保護(hù)。

柴油發(fā)電機(jī)組電性能指標(biāo)：

穩(wěn)態(tài)電壓調(diào)整率：

U—空載整定電壓（標(biāo)定電壓）（V）；

U1—負(fù)載漸變后的穩(wěn)定電壓最大值（或最小值）（V）；

Ⅰ、Ⅱ 、 Ⅲ類電站值為≤ ±（1~3）%；

Ⅳ類電站值為≤±5%。

瞬態(tài)電壓調(diào)整率：

U —標(biāo)定電壓（V）；

U1—負(fù)載突變前的穩(wěn)定電壓（V）；

U3—負(fù)載突變時(shí)的瞬時(shí)電壓最大值和最小值（V）。

穩(wěn)態(tài)頻率調(diào)整率：

f—額定頻率（HZ）；

f1—負(fù)載漸變后的穩(wěn)定頻率最大值（或最小值）（HZ）；

Ⅰ、Ⅱ 、 Ⅲ類電站值為≤ ±0.5%~3%；

Ⅳ類電站值為≤±5%。

瞬態(tài)頻率調(diào)整率：

U—標(biāo)定頻率（HZ）；

U1—負(fù)載突變前的穩(wěn)定頻率（HZ）；

U3—負(fù)載突變時(shí)的瞬時(shí)頻率最大值和最小值（HZ）。

電壓波動(dòng)率：

UBmax和UBmin—分別為同一次觀測(cè)時(shí)間內(nèi)的電壓；

最大值和最小值（V）。

頻率波動(dòng)率：

fBmax和fBmin —分別為同一次觀測(cè)時(shí)間內(nèi)的頻率；

最大值和最小值（V）。

電壓和頻率穩(wěn)定時(shí)間：

電壓穩(wěn)定時(shí)間—指從電壓突變時(shí)起至電壓開始穩(wěn)定在與穩(wěn)定電壓范圍內(nèi)所需的時(shí)間。

頻率穩(wěn)定時(shí)間—指從頻率突變時(shí)起至頻率開始穩(wěn)定在頻率波動(dòng)范圍內(nèi)所需的時(shí)間。

柴油發(fā)電機(jī)組其它性能指標(biāo)：

柴油發(fā)電機(jī)組功率標(biāo)定：

柴油機(jī)標(biāo)定運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境狀況是：

（1）環(huán)境空氣溫度0℃~+40℃；

（2）海拔高度不超過1000m；

（3）空氣相對(duì)濕度不大于95%（溫度為+25℃時(shí)）；

（4）有霉菌。

柴油發(fā)電機(jī)組功率標(biāo)定：通常標(biāo)定功率位12h功率，說明在標(biāo)定功率。

下連續(xù)運(yùn)行時(shí)間為12h。其中包括超過10%；

標(biāo)定功率情況下連續(xù)運(yùn)行1h。通常持續(xù)功率為12h功率的90%。

標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行環(huán)境對(duì)比表：

柴油發(fā)電機(jī)組功率修正：

非標(biāo)環(huán)境狀況下使用時(shí)，機(jī)組的功率修正公式為：

Nf=(Ne·K1-Nfan)K2

Nf：機(jī)組輸出功率（KW）；

Ne：柴油機(jī)標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境狀況下的標(biāo)定功率（KW）；

Nfan：風(fēng)扇消耗的功率（KW）；

K1：非標(biāo)環(huán)境下濕度，溫度與大氣壓力的綜合換算系數(shù)；

K2：發(fā)電機(jī)效率；

Nef：標(biāo)準(zhǔn)工況下的機(jī)組額定功率。

注：柴油發(fā)電機(jī)組功率修正的簡(jiǎn)要算法：

Nf=Nef·K1

柴油發(fā)電機(jī)組功率修正：

柴油機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)輸出功率是在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下：氣溫25℃，大氣壓力100Kpa，測(cè)試的相對(duì)濕度30%。所以因地域差異，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率會(huì)隨著氣溫的升高，大氣壓力的下降，相對(duì)溫度的增加而下降，此時(shí)應(yīng)對(duì)發(fā)電機(jī)組的額定輸出功率作適當(dāng)修正。避免發(fā)動(dòng)機(jī)過熱，造成早期損壞，修正表如下：

機(jī)組功率修正表（此為國(guó)標(biāo)，進(jìn)口機(jī)比這相對(duì)好些）

常用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：

GB/T2820.1-2009《往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的交流發(fā)電機(jī)組第1部分》

GB/T12786-2006《自動(dòng)化內(nèi)燃機(jī)電站通用技術(shù)條件》

GB2819-1995 《移動(dòng)電站通用技術(shù)條件》

JB/T8194-2001 《內(nèi)燃機(jī)電站名詞術(shù)語》

YD/T502-91（2000）《通訊專用柴油發(fā)電機(jī)組技術(shù)要求》

直接起動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)的能力：

起動(dòng)風(fēng)機(jī)、水泵負(fù)載能力：

無線電干擾允許值：

機(jī)組自動(dòng)化性能要求：

一級(jí)自動(dòng)化機(jī)組：

（1）自動(dòng)維持應(yīng)急準(zhǔn)備運(yùn)行狀態(tài)；

（2）能自動(dòng)啟動(dòng)/停止機(jī)組運(yùn)行；

（3）機(jī)組異常情況自動(dòng)保護(hù)停機(jī)功能；

（4）聲光信號(hào)系統(tǒng)；

（5）無人值守情況下連續(xù)運(yùn)行4h。

二級(jí)自動(dòng)化機(jī)組：（滿足一級(jí)自動(dòng)化要求外，還應(yīng)滿足下述要求）

（1）具有燃油、機(jī)油、冷卻液自動(dòng)補(bǔ)充功能。

（2）無人值守情況下連續(xù)運(yùn)行240h。

三級(jí)自動(dòng)化機(jī)組：（滿足一二級(jí)自動(dòng)化要求外，還應(yīng)滿足下述要求）

（1）當(dāng)機(jī)組自啟動(dòng)失敗時(shí)，自動(dòng)起動(dòng)備用機(jī)組。

（2）自動(dòng)并機(jī)和解列。

（3）并機(jī)運(yùn)行時(shí)能自動(dòng)分配有功功率和無功功率。

機(jī)組預(yù)熱裝置：

預(yù)熱設(shè)備的使用范圍：在機(jī)組工作環(huán)境溫度低于0℃的預(yù)熱—確保機(jī)組啟動(dòng)成功率。

機(jī)組配套設(shè)備（ATS）：由ATS雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)，時(shí)間繼電器，中間繼電器，按鈕，指示燈等組成。

有手動(dòng)/自動(dòng)操作功能，自動(dòng)操作，檢測(cè)市電當(dāng)市電掉電輸出開關(guān)量信號(hào)起動(dòng)發(fā)電機(jī)組，機(jī)組建壓ATS轉(zhuǎn)為機(jī)組供電。

機(jī)組的并車性能要求：

兩臺(tái)規(guī)格型號(hào)完全相同的機(jī)組，在額定功率因數(shù)下，應(yīng)能在額定功率的20%~100%范圍內(nèi)穩(wěn)定并聯(lián)運(yùn)行。

要求機(jī)組中柴油機(jī)調(diào)速器的穩(wěn)態(tài)調(diào)速率在2%~5%范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，控制屏內(nèi)的調(diào)壓裝置可使穩(wěn)態(tài)電壓調(diào)整率在5%范圍內(nèi)調(diào)整。

機(jī)組并聯(lián)條件：

相同品牌相同功率機(jī)組并聯(lián)操作比較理想。

非相同品牌相同功率機(jī)組并聯(lián)應(yīng)滿足下列條件

1、柴油機(jī)：可以遠(yuǎn)程調(diào)速，調(diào)速率相同、電壓相同、相位相同；

2、發(fā)電機(jī)：可以遠(yuǎn)程調(diào)壓，有電壓調(diào)差功能。

3、并聯(lián)機(jī)組功率相差不能超過1：3。

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