《柴油发电机》PPT课件.ppt
柴油发电机组,组成及原理简介,中国民航大学航空自动化学院,主要内容,柴油发电机组概况柴油发电机组主要电气性能指标柴油发电机组的基本结构和工作原理柴油发电机组的控制屏柴油发电机组的维护,一、柴油发电机组概况,组成：三大部分 柴油发动机 三相交流同步发电机 控制屏（自动检测、控制及保护装置）类型：移动式：中、小功率，如地面电源车 固定式：中、大功率,柴油发电机组的特点,单机容量等级多：几KW几千KW 配套设备少，安装地点灵活，占地面积小 无须水坝、锅炉；冷却水少；不与电网并联 热效率高，燃油消耗低 柴油机：30-46%；蒸汽机20-40%；燃气轮机：20-30%启动迅速，可快速达到全功率：min等级 维护简单；建设成本低：风电/水电/太阳能/核电/火电,柴油机的技术特点,发出50Hz的交流电，机组转速只能是3000、1500、1000、750、500、375、300rpm；输出电压为400/230V，频率50Hz，PF=0.8 功率变化范围大：0.5kW-10000kW，12-1500kW为移动电站、备用电源 装有调速装置，以保持频率稳定；自动化程度高：具有自启动、自动加载、自动报警、自动保护功能,二、柴油发电机组的主要电气性能指标,空载电压整定范围：为Un的95%105%冷热态电压变化：2%5%稳态电压调整率：（13）%（负载变化）稳态频率调整率：（0.53）%（同上）电压畸变率：10%电压波动率和频率波动率：负载不变时 容许不对称负载：5%,三、柴油发电机组的基本结构和工作原理,由三大部分组成：柴油发动机 交流同步发电机 励磁调节系统及控制屏功率转换关系：燃油热能 机械能 电能 柴油发动机 交流发电机,柴油发动机（1）,1 机体组件+曲柄连杆机构 机体组件：是油机的骨架，上有汽缸体-曲 柄箱、汽缸套、汽缸盖、汽缸垫、油底壳等 曲柄连杆机构：将热能机械能，包括：活塞组+连杆组 曲轴飞轮组：驱动辅助系统 2 配气系统与进排气系统 按照工作循环和点火顺序，定时启闭各汽缸的进排气门，确保进气多，排气充分,柴油发动机（2）,3 供油系统：定时、定量、定压喷油调速器：根据柴油机负载情况，自动调节供 油量，以保持油机转速稳定4 冷却系统：冷却活塞、汽缸、汽缸盖、气门等 水冷80-85/风冷150-1805 润滑系统：减磨、冷却、清洁、密封、防锈6 启动与电气系统：人工/电动机/汽油机/压缩 空气启动7 柴油机增压系统：提高进气压力提高功率,交流同步发电机,同步发电机：p 磁极对数；f 交流电频率；n 转速机载电源f=400Hz，p=2，则n=12000rpm工频电源f=50Hz，p=2，则n=1500rpm备用电源/地面电源种类：1）静止变流器INV：功率小，用于通信电站2）直流电动机-发电机组：机载二次电源3）柴油发电机组：功率大，自备电站,交流同步发电机：两种结构示意图,旋转磁极式,旋转电枢式,同步发电机类型：旋转磁极式 中、大容量发电机 旋转电枢式 小容量发电机,交流同步发电机：组成,定子：铁心+机座+电枢绕组转子：转轴+磁极+励磁绕组+集电环 定、转子间隙：很小端盖及轴承：上有电刷、风扇（风冷）集电环：将固定的直流励磁电流用电刷引入 到转子励磁绕组上（指旋转磁极式）,交流无刷同步发电机,组成：主发电机：旋转磁极式，为电网供电 交流励磁机：旋转电枢式，为主发励磁 旋转整流器：将励磁机的ACDC 永磁发电机（PMG）：旋转磁极式，为交 流励磁机励磁电气结构示意图：,三级交流无刷同步发电机：电气图,无刷交流发电机结构图（二级）,励磁调节系统及控制屏,1.发电机控制系统：两大部分 调速系统：控制发电机转速频率 励磁系统：控制发电机励磁电流电压,励磁调节系统：组成,主要由三部分组成：测量比较环节：测量发电机输出电压，与 基准值比较，输出差值信号 综合放大环节：U与其他信号综合，放大 后作为SCR的控制信号 可控硅移相触发单元：形成同步脉冲，控制 SCR的触发角，以调节直流励磁电压的大小,励磁调节器组成,种类：大功率：可控硅式（柴油发电机组）小功率：振动式、晶体管式（机载发电机）功用：调节励磁，使发电机输出电压稳定；改善动态性能,同步发电机励磁系统：分类,根据励磁电源的来源和种类，可分为两大类：采用变压器的静止励磁系统（自励）电网电压变压器静止整流器励磁绕组 两种：自并励方式；自复励方式（相复励方式）采用交流发电机的旋转励磁系统（自励/他励）交流励磁机静止/旋转整流器励磁绕组,四、柴油发电机组的控制屏,控制屏任务：控制机组的起/停、供/断电、状态调整等，监 控机组状态、显示、报警、保护控制屏组成：普通控制屏：断路器、电流表、电压表、频率 表、水温表、油压表、油温表、转速表、计时器、电流互感器等 自动化机组控制屏：自动控制器、自动加热器、自动充水器、上述电表、报警器等,柴油发电机组：状态信号种类,启动/停机信号：主电源是否正常（失电、缺相、超压），控制机组自动启动或延时停机；柴油机工况信号：启动情况、转速大小、滑油温度和压力，异常时自动停机并报警；发电机状态信号：U、I、f，超限时进行保护其他信号：BAT电压、充电电压、燃油液位、机房环境等,柴油发电机组：型号及参数举例,型号：495A D-6型柴油发动机 额定功率 P=78kW；额定转速 n=1500rpm；出厂日期：1991年5月；生产厂家：上海内燃机厂,工频柴油发电机组：型号及参数举例,型号：20GF12型工频柴油发电机组 额定功率：20kW 额定电压：380/220V 额定电流：36.1A 额定频率：50Hz 额定转速：1500rpm（磁极对数p=2）功率因数：cos=0.8 相数：3相 出厂日期：1991年7月；郑州电机厂,五、柴油发电机组的日常维护,柴油发动机的维护保养发电机及其绕组的维护保养机组的维护与排故,柴油发动机的使用,应急用柴油机，为便于应急时能迅速起动运行，应每隔1周左右起动试运行一次，直至水、机油温度达到60以上为止。柴油机必须空载起动。柴油机起动后，空载运转时间约5min后，将转速逐渐增加到额定值，并开始带部分负载。当水温、油温、油压达到正常值时，再满载运行。停车：卸载降速停车,柴油发动机的维护保养,1）日常维护2）一级技术保养（100h或1个月）3）二级技术保养（500h或6个月）4）三级技术保养（1000h或1年）,发电机的维护保养 日常维护,清洁，以保持散热良好；防止各种液体、金属零件等进入电机内部；油机起动怠速期间，监听电机转子运转声音，不能有杂音；额定转速时，应无剧烈震动；监测发电机各种电气参数及发热情况；察看电刷、绕组端部有无火花；不能突加或突减大负载，严禁超载或不对称运行 保持通风、冷却，防止受潮或曝晒。,发电机电枢绕组的功能及要求,功能：输出大电流 易发热要求：绝缘良好 防止漏电、短路绝缘材料特点：机械强度差、怕潮湿、耐热差保持绝缘良好之措施：防止电机过载和短路，禁止乱拆、碰撞，禁止化学物、油类、水进入电机内部，保持清洁干燥，保证通风等。绕组须紧固：防止各种应力使其松动,发电机绕组的维护保养,日常维护：清洁、防潮、防机械损伤、防 过载过热等测量绝缘电阻：兆欧表电机烘干处理：1）烘箱烘烤法 定、转子拆开进行2）稳态短路电流法 三相短接，额定转速，调节励磁电流，使短路电流为Ie的50-70%，保持4-5h，测量绝缘电阻。,发电机的试验,空载实验：测量空载特性曲线：Eo=f（Ij）（I=0）条件：转速=ne，EoUe负载实验：测量负载特性曲线：U=f（Ij）（I0）条件：转速=ne，IIe三相对称短路实验：测量电机的短路参数 条件：转速=ne，UUe,
