04-油机原理和应用.ppt

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1、Page 1,油机原理与应用,TK业务部 唐建华,Page 2,油机原理与应用,一、柴油发电机组概况 二、柴油发动机原理及结构 三、三相交流同步发电机 四、机组控制系统 五、ATS自动电源转换系统 六、柴油发电机组安装 七、柴油发电机组配置选择指南,Page 3,一、柴油发电机组概况,1.1 柴油发电机机组对通信局站的必要性 1.2 柴油发电机组的组成 1.3 标准机组结构功能分类 1.4 柴油发电机组功率 1.5 柴油发电机组运行环境 1.6 柴油发电机组负载类型,Page 4,通信行业对供电的可靠性要求是不言而喻的，我们通常形容供电是通信系统的“心脏”。为确保通信枢纽机房的电力供应， “市

2、电供电+柴油发电机组备用”的供电系统成为通信行业的标准配置方案。 为确保各类通信设备的正常工作，要求提供不间断、高质量稳定的供电电源，尤其对于现代通信设备的运行，除保证设备正常运行所用的各类电源外，还要求保证设备运行环境，如确保空调的供电，对这些设备运行所需的交流电源主要由电力部门提供，但当遇到电力部门正常检修或停电时，就必须依靠业主自己的备用发电机组来发电，以保证通信设备的正常运行；有些偏远地区没有市电，必需依靠油机来供电。因此，通信局站的备用发电机组是通信设备的重要组成部分，它的任务为通信设备安全、可靠运行提供优质的电源，确保通信的畅通。,1.1 柴油发电机机组对通信局站的必要性,Page

3、 5,1.1 柴油发电机机组对通信局站的必要性,柴油发电机组属自备电站交流供电设备的一种类型，是一种中小型独立的发电设备。与其它发电设备相比较，柴油发电机组具有结构紧凑、占地面积小、热效率高、启动迅速、控制灵活以及燃料存储方便等特点。 柴油发电机组适用于市电电网不能输送到的通信局站、矿区、林区、野外作业、国防工程等场合，要求能独立供电，作为动力和照明的主电源。对于有市电的地区，而供电可靠性要求高，不允许停电或要求几秒钟能迅速供电的单位，可作为应急备用电源，一旦市电停电能迅速提供稳定的交流电源。 柴油发电机组是通信电源设备的重要组成部分，对其主要要求是：随时能开动、及时供电、运行安全可靠，保证供

4、电的电压和频率、满足通信设备的要求。,柴油发电机组的特点与用途,Page 6,现代柴油发电机组由柴油机、三相交流无刷同步发电机、控制箱（屏）、散热水箱、电气控制箱、燃油箱、消声器及公共底座等组件组成刚性整体。除功率较大的机组的控制屏、燃油箱单独安装，其他的主要部件均装置在型钢焊接而成的公共底座上，便于移动和安装。 柴油机的飞轮壳与发电机前端盖的轴向采用凸肩定位直接连接成一体，并采用SAE标准的刚性飞轮联接盘由飞轮直接驱动发电机旋转。这种联接方式由螺钉固定在一起，使两者联接成一刚体，保证了柴油机的曲轴与发电机转子的同心度在规定准允许范围内。 为了减小机组的振动，在柴油机、发电机、水箱和电气控制箱

5、等主要组件与公共底架的连接处，通常均装有减震器或橡胶减震垫。,1.2 柴油发电机组的组成,Page 7,1.3 标准机组结构功能分类,1.3.1基本型机组 1.3.2自启动机组 1.3.3 微机控制自动化机组,Page 8,1.3.1 基本型机组 这类机组最为常见，由柴油机、封闭式水箱、油箱、消声器、同步交流发电机、励磁电压调节装置、控制箱（屏）、联轴器和底盘等组成。机组具有电压和转速自动调节功能。通常能作为主电源或备用电源。,1.3 标准机组结构功能分类,Page 9,1.3.2 自启动机组 该机组是在基本型机组基础上增加自动控制系统。它具有自动化的功能。当市电突然停电时，机组能自动启动、自

6、动切换开关、自动运行、自动送电和自定停机等功能；当机油压力过低、机油温度或冷却水温过高时，能自动发出声光告警信号；当机组超速时，能自动紧急停机进行保护。,1.3 标准机组结构功能分类,Page 10,1.3.3微机控制自动化机组 机组由性能完善的柴油机、三相无刷同步发电机、燃油自动补给装置、机油自动补给装置、冷却水自动补给装置及自动控制屏组成。自动控制屏采用可编程自动控制器PLC或油机专用微微处理控制器控制。它除了具有自启动、自切换、自运行、自投入和自停机等功能外，并配有各种故障报警和自动保护装置，此外，它通过RS232通信接口，与主计算机联接，进行集中监控，实现遥控、遥信和遥测，做到无人值守

7、。,1.3 标准机组结构功能分类,Page 11,功率定义： 备用功率（STANDBY POWER）或限时运行功率（LTP） 长行功率（PRP）或基本功率,1.4 柴油发电机组功率,Page 12,备用功率（Standby Power）： 发电机组在规定的维修周期之间和规定的环境条件下能够连续运行300h,每年最多500h工作小时的最大功率。一般适用于通信、楼宇等负载变化较多的偶然应急工况。These ratings are applicable for supplying continuous electrical power (at variable load) in the event

8、of a utility power failure. No overload is permitted on these ratings. The alternator on this model is peak continuous rated (as defined in ISO8528-3).,1.4 柴油发电机组功率,Page 13,长行功率（Prime power）： 在规定的维修周期之间和规定的环境条件下，每年可能运行的时数不受限制的某一可变功率序列内存在的最大功率，等同于国标和ISO标准中的基本功率（PRP）。一般适用于负载变化较小的经常运行工况。 These ratings

9、are applicable for supplying continuous electrical power (at variable load) in lieu of commercially purchased power.There is no limitation to the annual hours of operation and this model can supply 10% overload power for 1 hour in 12 hours.,1.4 柴油发电机组功率,Page 14,额定现场条件： 海拔高度：或海拔高度1000m 环境温度：40 相对湿度：6

10、0%,1.5 柴油发电机组运行环境,Page 15,1.相对湿度 2.海拔高度 3.环境温度 4. 特殊气候及环境,1.5 柴油发电机组运行环境,Page 16,1.稳态负载 当施加可变正弦电压时，其负载阻抗参数（Z）恒定为常数的那种负载。什么是阻抗：具有电阻、电感和电容的电路里，对交流电所起的阻碍作用叫做阻抗。阻抗常用Z表示2.瞬态负载(电动机负载) 3.非线性负载,如UPS,SCR等负载 负载阻抗参数（Z）不总为恒定常数，随诸如电压或时间等其它参数而变化的那种负载。,1.6 柴油发电机组负载类型,Page 17,2.1 柴油发动机简介2.2 总体结构2.3 工作原理2.4 机体2.5 曲轴

11、连杆机构2.6 进、排气系统2.7 燃油系统2.8 调速器 2.9 润滑系统2.10 冷却系统2.11 操纵系统,二、柴油发动机原理及结构,Page 18,2.1 柴油发动机简介,柴油机是内燃机的一种，将柴油喷射到汽缸内与空气混合，燃烧得到热能转变为机械能的热力发动机；柴油机是发电机组的动力部分，一般由曲轴连杆机构与机体组件、配气机构与进排气系统、柴油供给系统、润滑系统、冷却系统和电气系统等组成。,二、柴油发动机原理及结构,Page 19,2.2 总体结构,柴油机总体结构一般由以下几大系统或机构组成： 机体 燃油系统 曲轴连杆机构 进排气系统 润滑系统 冷却系统 操纵系统 由于汽缸数、汽缸排列

12、和冷却方式等不同，因此各种机型结构上略有差异。,二、柴油发动机原理及结构,Page 20,1、首先欲得到热能，这就必须提供一定数量的燃料，送进燃烧室与空气充分混合燃烧产生热量，因此，必须有燃料系统。它包括柴油箱、滤油器、喷油泵和喷油嘴等零部件。2、为了将得到的热能转变为机械能，需要通过曲轴连杆机构来完成。此机构主要由气缸体、曲轴箱、气缸盖、活塞、活塞销、连杆、曲轴和飞轮等零件构成。当燃料在燃烧室内着火燃烧时，由于燃气的膨胀作用在活塞顶部产生压力，推动活塞作直线的往复运动，借助连杆转变曲轴旋转，使曲轴带动工作机械（负荷）做功。,2.2 总体结构,二、柴油发动机原理及结构,Page 21,2.2

13、总体结构,3、对于一台设备要连续实现热能转变为机械能，还必须配备一套配气机构来保证定期吸入新鲜空气，排出燃烧后的废气。此机构由进气门、排气门、凸轮轴及驱动零件等组成。 4、为了减少柴油机的摩擦损失，保证各零部件的正常温度，柴油机必须有润滑系统和冷却系统。润滑系统应由机油泵、机油滤清器和润滑油道组成。冷却系统应由水泵、散热器、节温器、风扇和水套等部件组成。,二、柴油发动机原理及结构,Page 22,2.2 总体结构,5、为了使柴油机能迅速启动，还需配置启动装置，对柴油机启动进行控制。根据不同的启动方法，启动装置配备的零部件，通常采用电动马达或气动马达启动，对于大功率的机组，则采用压缩空气启动。

14、凡是把燃料燃烧时所放出的热能转化为机械能的机器都称为热力发动机（简称热机）。内燃机是热机的一种。它是将燃料直接喷射到气缸内燃烧，依靠燃料燃烧时的燃气的膨胀来推动活塞对外做功。,二、柴油发动机原理及结构,Page 23,2.2 总体结构-内部结构,飞轮,活塞,活塞环,连杆,曲轴,二、柴油发动机原理及结构,Page 24,2.3 工作原理,(一）常用名词 1、活塞冲程：上、下止点的最小直线距离称为活塞冲程（或行程）。 2、工作循环：内燃机中热能与机械能的转化是通过活塞在汽缸内工作，连续进行进气、压缩、膨胀、排气四个过程来完成的。机器每进行这样一个过程称为一个工作循环。 3、上、下止点：活塞在汽缸中

15、移动时，活塞在汽缸中的最高位置称为上止点；活塞在汽缸中的最低位置称为下止点。,二、柴油发动机原理及结构,Page 25,2.3 工作原理,（二）四冲程 a、进气冲程 b、压缩冲程 c、膨胀冲程 d、排气冲程,二、柴油发动机原理及结构,Page 26,2.3 单缸四冲程工作原理示意图,二、柴油发动机原理及结构,Page 27,2.4 机体,作用 发动机的骨架，是发动机各系统、机构工作和装配的基础，承受发动机的各种负荷。 组成 汽缸盖、汽缸体、曲轴箱,二、柴油发动机原理及结构,Page 28,2.4 气缸机体,二、柴油发动机原理及结构,Page 29,2.5 曲轴连杆机构,作用 曲轴连杆机构是将活

16、塞承受的气体压力通过连杆传给曲轴，并将活塞的往复直线运动变为曲轴的旋转运动输出机械能。 组成 活塞组件、连杆组、曲轴飞轮组,二、柴油发动机原理及结构,Page 30,2.6 进、排气系统,作用:通过配气机构实现进气和排气过程，使新鲜空气及时充入气缸并及时从气缸中排出废气。 组成:气门组件、气门传动组件,二、柴油发动机原理及结构,Page 31,2.6.1 进气增压系统,废气涡论增压是利用柴油机排出的废气能量来驱动增压器，将空气压缩后再输送入气缸。 增压的目的是增加进入气缸的空气量，在柴油机容积不变的情况下增加气缸内的空气密度，使柴油机能燃烧更多的柴油以提高其输出功率，这是最经济最有效的方法。,二、柴油发动机原理及结构,Page 32,2.6.2 排气系统,消音器,弹性吊码,绝热包扎,密封夹板,排烟管吊码,二、柴油发动机原理及结构,Page 33,2.7 燃油系