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1、发 电 机 知 识一、机组的类型和功能柴油发电机组类型很多，按其结构型式、控制方式和保护功能等不同，可分下述几种类型。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。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、自动切换开关、自动运行、自动送电和自动停机等功能；当机组超速时，能自动紧急停机进行保护。3 微机控制自动化机组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
2、器PLC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。 二、机组的结构简介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、联轴器、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、燃油箱单独装设计，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构成一体，并采用圆柱型的弹性联轴器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
3、，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、水箱和电气控制箱等主要组件与公共底架的连接处，通常均装有减振器或橡皮减振垫。机组的工作条件： 机组的工作条件是指在规定的使用环境条件下能输出额定功率，并能可靠地进行连续工作。国家标准规定的电站（机组）工作条件，主要按海拔高度、环境温度、相对湿度、有无霉菌、盐雾以及放置的倾斜度等情况来确定的。根据GB2819-81国家标准规定，电站在下列条件下应能输出额定功率，并能可靠地进行工作。A类电站：海拔高度1000m，环境温度40，相对湿度60%；B类电站：海拔高度0m，环境温度20，相对
4、湿度60%；电站在下列条件下应能可靠地工作，即海拔高度不超过4000m，环境温度上、下限值分别为：上限值为40、45下限值为5、-25、-40相对湿度分别为60%、90%、95%三、机组的主要技术性能指标机组的技术性能指标，是衡量机组供电质量和经济指标的主要依据，其主要技术性能通常按机组功率因数从0.81.0，三相对称负载在（0100）%或（1000）%额定值的范围内渐变或突变时，应达到的性能有： 1 稳态电压调整率u (%)u =（U1- U）100%式中 U1 - 负载变化后的稳定电压的最大值（或最小值）；U - 空载整定电压值。2 稳态频率调整率f（%）f =（f1-f）100%式中 f
5、1 - 负载渐变后的稳态频率的最大值（或最小值）；f2 - 额定负载时的频率；f - 额定频率。3 电压稳定时间（s）从负载突变时算起到电压开始稳定所需的时间，通常用示波器来测量。4 频率稳定时间（s）从负载突变时算起到频率开始稳定所需的时间，通常也是用示波器来测量。5 空载电压整定范围 机组整定电压应能在额定值的（95-105）%范围内调节和稳定工作。例如额定电压为400V的机组，其空载电压可在（380-420）V之间调整。6 在三相不对称负载下运行线电压的稳定度 在三相不对称负载下运行时，如果每相电流都不超过额定值，而且各相电流之差不超过额定值的25%，则各线电压与三相电压平均值之差应不超
6、过三相线电压平均值的5%。7 机组的并机性能 两台规格型号完全相同的三相机组，在额定功率因数下，应能在（20100）%额定功率范围内稳定并联运行。为了提高有功功率和无功功率合理分配精度和运行的稳定性，要求机组中柴油机调速器具有稳态调速率在（25）%范围内调节的装置。在控制箱（屏）内的调压装置可使稳态电压调整率在5%范围内调整。机组功率的标定 柴油发电机组是由内燃机和同步发电机组合而成的。内燃机允许使用的最大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最大功率，称为标定功率。 内燃机不能超过标定功率使用，否则会缩短其使用寿命，甚至可能造成事故。四、柴油机的标定功率国家标准规定
7、，在内燃机铭牌上的标定功率分为下列四类：（1） 15分钟功率 即内燃机允许连续运转15分钟的最大有效功率。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、摩托车等内燃机的标定功率。（2） 1小时功率 即内燃机允许连续运转1小时的最大有效功率。如轮式拖拉机、机车、船舶等内燃机的标定功率。（3） 12小时功率 即内燃机允许连续运转12小时的最大有效功率。如电站机组、工程机械用的内燃机标定功率。（4） 持续功率 即内燃机允许长时间连续运转的最大有效功率。 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GGB1105 -74规定，电站用柴油机的功率标定为12小时功率。即柴
8、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。五、 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（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
9、系数； - 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 = 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。五、柴油机的总体结构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、输油泵、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
10、要由汽缸体、曲轴箱、汽缸盖、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力矩，使曲轴带动工作机械（负荷）作功。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 为了减少柴油机的磨擦损失，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、风扇和水套等到部件组成。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。7
