扫一扫
浅析柴油发电机容量选择、启动方式及冷却系统
一、设置原则
导读：在《柴油发电机组的选择过程中》我们主要是以负荷要求为基础来判断是否设置柴油发电机组。具体来说：首先，针对一级负荷中的重要负荷用电情况下，可采用柴油发电机组作为补充、应急电源；其次，针对一级负荷用电过程中，由于地理条件、经济、技术等要素的限制而难以从市电中获取第二电源的用电情况，也可适当选配柴油发电机组作为补充；第三，大中型商用建筑或者建筑高度超过100m情况下。市电中断将会带来巨大的财产损失，并有较大概率造成人身伤害，因此也同样有必要采用柴油发电机组作为应急电源： 针对部分难以从市电中获取电源的二级负荷用电也可适当配置柴油机发电机组。
二、机组选择（一）容量选择
（1)应急负荷大小、单台电动机 启动容量以及投入顺序是确定装机容量的主要影响因素。如应急负荷较大，可采用多机组并列运行的方式供电，而当用电负荷谐波较大的时候，必须对该因素对发电机组发电能力可能带来的影响给予充分的重视。
（2）具体的装机容量的计算方法包括：稳定负荷计算装机容量、电机启动过程中负荷为基础计算装机容量、启动过程中发电机母线可承受电压压降计算装机容量。
（3）为了保证电机的顺利启动，自备发电机组的装机容量必须和建筑内电动机的功率之间保持高度一致，不然将会导致由于发电机绕组升温过快或者母线承载能力不足而导致的保护开关动作。
（4）发电机数量应和实际需求保持一致，一般情况下，800KW以下应选用单机供电，而高于800Kw可根据实际情况选择两台或以上机组供电。在多台机组联合发点的过程中，应选择那些型号、规格基本相同的设备，为运行并车的顺利进行提供有效支持。高速柴油发电机组以及无刷励磁交流同步发电机配合自动电压调整装置在实际的应用过程中供电效果更为良好。
（二）启动方式
（1)带有自启动装置的机组最为合适，这是因为作为备用设备，应保持常备启动状态。尤其是在高层建筑中和火灾自动报警系统保护对象，一旦出现停电事故，机组能够快速启动，在3S内完成整个供电运转工作。机组在出现停电事故后的3s内自动启动，启动时间正常为10S，最长时间不超过15S。当一次启动失败之后，将在3S内自动进行第二次启动，共有三次自启动功能，总用时不超过30S。发电机输出主开关合闸供电。市电恢复后，机组延时2-5min不卸载运行5min后主开关自动跳闸，空载冷却运行 10min后自动停车。
（2）为了保证在实际应用过程中，柴油发电机组的稳定性，设备应具有不同延时错开启动功能，当用电重要性相同的情况下，应首先启动容量大的负荷，这样可 限度的保障供电水平。
（3）自启动机组的操作电源、机组预热系统、燃料油、润滑油、冷却水以及室内环境温度等均应保证机组随时启动。必须有独立水源，在市电供电停止之后，能够正常提供供水。
（三）冷却方式
在实际运转过程中，柴油发电机组往往会产生大量的热量，尤其是燃烧产生的高温，如果没有相应的散热手段作为支持，其增压器、外壳工作性能必然受到严重的影响。冷却系统的功用在于，通过油或者水、风循环来带走各个部件的热量，从而保证部件的正常工作温度。当前阶段技术水平下，
主要采用水冷和风冷的方式对柴油机组进行冷却处理，包括水泵、水箱、降温风扇构成的散热系统能够有效的降低柴油机发电机组在运转过程中的工作温度。实际上，温度过高或者过低都会对柴油机发电机组的正常运行带来一定的负面影响，因此在散热设备的选择过程中，应以柴油机各个部件的工作温度为主要依据。
维曼发电机租赁
维曼发电机租赁
柴油发电机结构：讲的太清楚了
这里介绍柴油发电机的构造，由于发电机大小不同，结构也不相同，但主要部分的结构与功能相同，本课件就柴油发电机的基本结构与组成进行介绍，为显示清楚，定子与转子槽数都较少，定子线圈外形按导线绕制的线圈绘制(不是用铜条或铜管连接成的线圈)。发电机主要部件结构则参考大中型柴油发电机绘制。
发电机主要由转子与定子组成。柴油发电机是同步发电机，由于柴油机的转速很高，故柴油发电机的转子只有一对磁极，在额定转速每分钟3000转时输出50赫兹的三相交流电。下面通过一个柴油发电机模型来介绍柴油发电机的基本构造与组成。
由于大型柴油发电机转速高，转子磁极表面线速度达150m/s以上，离心力很大，故转子直径不能过大，大型发电机转子都为细长型。转子圆周上没有凸出的磁极，转子铁芯是一个在圆周上开有一些槽的圆柱，在圆周两侧各有一段槽距大的面称为大齿，就是磁极(图1所示)，称之为隐极式转子。在槽中嵌有励磁绕组，隐极式转子将励磁绕组分成多个线圈，便于安装与加固。
励磁绕组两端通过集电环(滑环)接到励磁电源，在转子圆周两侧就形成北极与南极，旋转时就产生旋转磁场。
放大的定子铁芯与转子铁芯截面图，两铁芯间有气隙。定子铁芯的内圆周有嵌放定子线圈的槽，在槽口两侧有固定槽楔的小槽，槽楔用途是压住定子线圈。转子铁芯的外圆周有嵌放转子线圈的槽，在槽口两侧有小槽，用来固定槽楔，在槽底有用于通风的槽。
转子铁芯与轴用高强度高磁导率的合金钢材整体制作，在转子铁芯部分有一些轴向与径向的孔隙，用来通风冷却。由于各种电机冷却方式不同，孔隙布置走向也不同，这里就不作介绍了，见图4。
柴油发电机转子
转子励磁绕组由多个线圈组成，嵌放在转子铁芯的槽中，多个线圈串联起来组成转子绕组，在转子轴的励磁端(简称励端)安装集电环，转子绕组的两个线端分别连接到两个集电环。见图5。
嵌装好绕组的柴油发电机转子
嵌放好线圈后在槽口塞入槽楔，压住槽内线圈，线圈在槽外的端部用护环压住，防止线圈被离心力甩出，见图6。
为减小负序磁场的影响，在转子表面还装有阻尼装置，这里就不介绍了。
转子线圈与护环
为降低发电机的温度，在转子两端还装有轴流风扇对机内气体进行强制循环。见图7，这是整个转子，是发电机中的旋转部件。
安装好集电环与风扇的柴油发电机转子
定子
因为定子铁芯内的磁通是在不停的变化，为防止涡流损耗，定子铁芯采用多层硅钢片叠成，硅钢片涂绝缘漆相互绝缘。硅钢片导磁良好。为通风冷却定子铁芯分成多段，段间有缝隙实现径向通风。在定子铁芯的两端用压圈与穿心螺杆压紧定子铁芯，见图8。
柴油发电机定子铁芯
在定子铁芯槽内嵌放定子的三相绕组，绕组形式一般为双层叠绕。每相绕组由多个线圈组成，按一定规律对称排列，大型发电机的线圈只有几匝，是用一根根铜条或铜管弯成，在端部进行连接形成线圈。本模型简化处理，线圈是由表皮绝缘的导线绕成多匝的线圈。
在24槽电机模型有24个线圈，分为3组，组成三相绕组，6个引出线中3个是A、B、C相输出端，3个为中性线端，一同连接到到电机下方的出线盒的瓷套管端子。
嵌装好线圈还要在槽口插入槽楔，把线圈压紧固定。图11是嵌装好线圈的定子铁芯剖视图。
发电机的实际组装过程是定子铁芯先安装进机座，然后才进行线圈的嵌装工作。
定子与转子装入机座
机座(机壳)由钢板卷制焊接而成，为确保刚度在壳内壁焊有多圈圆环筋与多条轴向筋。本模型圆环筋较宽，为便于冷却气体流动，开有多个通气孔。在机座下方有发电机出线盒，发出的三相交流电从这里引出，见图12。安装好的机壳加端盖应有很好的气密性，以防止冷却介质泄露。
发电机机壳
把定子铁芯安装在发电机机座内，再进行定子线圈嵌装，把各相线圈连接起来组成三相绕组。在定子铁芯的槽口插入定子槽楔，压紧槽内线圈，见图13。三相绕组的6个线端连接到出线盒的六个瓷套管端子，在出线盒外接成 Y 形连接，按三相四线输出。
装入机座的发电机定子铁芯与绕组
把转子插入定子铁芯内是发电机安装的重要工序，要保证不损伤定子与转子的任何部分。图14是插入转子后的状态。
发电机安装转子
本模型的两个转子轴承安装在机壳两侧的端盖上，称为端盖式轴承。每块端盖由上下两块组成，在端盖上安装轴承部件，轴承部件由轴瓦与轴承油密封等组成，循环的密封油可以润滑轴瓦、防止氢气泄露、降低轴瓦温度。
安装好机壳两侧的下端盖，在端盖上安装轴承部件，轴承把转子支撑起来，转子磁极与定子铁芯间留有气隙，转子可自由旋转，见图15。
发电机安装轴承
安装电刷装置
转子的励磁电源连接到电刷，电刷与集电环紧密接触，励磁电流先通过电刷，再通过集电环到转子励磁绕组。电刷由天然石墨制成，有很好的自润滑特性，导电良好，电刷通过刷辫接到励磁端子。电刷装在刷盒内，可自由上下移动，压簧把电刷压向集电环。压簧采用恒压弹簧，在电刷整个行程中压力基本不变，恒压弹簧固定在弹簧夹上，弹簧夹上有楔形卡子，弹簧夹插在刷盒内，卡子进入卡孔就卡住了。图16左图是压簧，右图是较新的电刷在刷盒的状态，中图是磨损较多的电刷(待换电刷)在刷盒的状态。
电刷盒结构
刷盒固定在刷握上，刷握固定在刷握架上，刷辫连接到励磁电源接线端子上，见图17左图，在图17右图中显示了电刷与集电环的相对位置(图中隐去了转子轴)。
电刷装置与集电环
仅为发电机电刷示意图，实际大型发电机的励磁电流很大，每个集电环由几段组成，电刷组相应增多，电刷数量达数十个。集电环采用耐磨的优质合金钢制成，为降低集电环温度，集电环有通风孔，在两集电环之间还装有离心风扇。
电刷装置安装在发电机的励端集电环的两侧。在转子两端还要安装转子上的风扇，为了使风扇的气流按照指定路径流动，必须安装上导风罩，见图18。
发电机安装电刷与风扇
发电机整机
把机座两端的上半端盖安装好，发电机就组装好了，图19是柴油发电机的剖视图。
冷却系统
大型发电机产生的热量很大，必须有强有力的冷却措施，不同型号发电机的定子、转子、机座等主要结构基本一样，但冷却系统五花八门，也较复杂。
主要的冷却介质是氢气与水，也有用空气。氢气比空气的密度小很多、导热系数大很多;水与很大的比热容、导热系数大、价格低廉。冷却方式主要有：
全氢冷发电机，电机定子绕组、转子绕组、定子铁芯均用氢气冷却。
水氢冷发电机，电机定子绕组采用水内冷、转子绕组与定子铁芯用氢气冷却。
水水空发电机，电机定子绕组与转子绕组采用水内冷、定子铁芯用空气冷却。
水水氢发电机，电机定子绕组与转子绕组采用水内冷、定子铁芯用氢气冷却。
全水冷发电机，电机定子绕组与转子绕组采用水内冷、定子铁芯也用水冷却。
空冷发电机，电机定子绕组、转子绕组、定子铁芯均用空气冷却，仅用于中小型发电机。
氢气或水如何在电机内循环则有多种途径，根据循环路线在定子铁芯与转子铁芯上制作冷却介质的通道，绕组水冷采用空心铜管作导线，在管内通水冷却。
，机座完全密封，在机壳靠两端设有氢气冷却器，氢气冷却器就是排管式热交换器，管内是流动的水，水通过电机外设备冷却。在机壳内部充满氢气，风扇向两端抽出热氢气，热氢气经过氢气冷却器降温，再次进入定子与转子带走热量。图中浅蓝色箭头线示意氢气的流动路径。
除了上述的基本部件外，在定子、转子、绕组、轴承等部位分布着许多温度传感器;在一些部位还有压力传感器、振动传感器、位移传感器等，全面监视发电机的工作状态。
在机外还配有发电机的励磁系统、冷却水的净化装置与循环装置、氢气的储存与控制装置、密封油的循环系统等。
的技术工人就是电工，这句话没毛病吧?
维曼发电机租赁
电机进相运行技术措施
发电机正常运行时，向系统提供有功的同时还提供无功，定子电流滞后于端电压一个角度，此种状态即迟相运行。当逐渐减少励磁电流使发电机从向系统提供无功而变为从系统吸收无功，定子电流从滞后而变为超前发电机端电压一个角度，此种状态即进相运行。同步发电机进相运行时较迟相运行状态励磁电流大幅度减少，发电机电势Eq亦相应降低。从P-功角关系看，在有功不变的情况下，功角必将相应增大，比值整步功亦相应降低，发电机静态稳定性下降。其稳定极限与发电机短路比，外接电抗，自动励磁调节器性能及其是否投运等有关。
进相运行时发电机定子端部漏磁较迟相运行时增大。特别是大型发电机线负荷高，正常运行时端部漏磁比较大，端部铁芯压指连接片温升高，进相运行时因为漏磁增大，温升加剧。进相运行时发电机端部电压降低，厂用电电压也相应降低，如果超出10%，将影响厂用电运行。
因此，同步发电机进相运行要通过试验确定进相运行深度。即在供给一定有功状态下，吸收多少无功才能保持系统静态稳定和暂态稳定，各部件温升不超限，并能满足电压的要求。
进相运行进相运行现象：
1、励磁电流大幅度减少;
2、发电机定子电压降低;
3、发电机无功负荷变为负值。
相运行进相运行危害：
1、增加发电机有功负荷，将使发电机向不稳定方向发展，易造成发电机失稳运行甚至系统振荡事故。
2、继续减少发电机励磁电流，使发电机进相深度增加，可能导致发电机失磁保护动作或发电机失稳运行。
3、发电机进相运行，定子电流增加，定子发热增加;发电机进相运行时，定子端部漏磁通变化比增大，使得端部发热最严重，发电机定子线圈温度将持续上升。
4、发电机进相运行，发电机出口电压降低，使得6KV母线电压降低。设有低电压保护的高压电动机将跳闸;运行中的各电气设备，因母线电压降低，电流增大，导致设备发热，长时间运行会损坏设备绝缘。
该厂母线电压考核范围为230—235KV，在电网某些运行方式下，会出现我厂发电机无功减至 但是母线电压仍然高出235KV，此时应考虑发电机进相运行。
一、运行人员要密切监视220KV母线电压和机组有功、无功负荷，当母线电压超过235 KV时，必须控制发电机组功率因数达到0.99以上。当机组功率因数已达0.99以上，母线电压接近控制上限值时，值长应主动向上级调度汇报，根据上级调度的命令调整机组无功出力，直至进相运行。
二、发电机是否进相运行由值长统一命令执行，在进相运行前应汇报上级调度发电机带无功及220KV母线电压情况，并请示上级调度申请进相运行，如上级调度未许可则申请220KV母线电压超限点免考核，未经上级调度许可不得擅自进相运行。
三、机组在不同运行方式下进相运行规定：
1、单机运行时原则上不进相运行，但在春节等特殊方式下除外。
2、双机运行时原则上一台机进相运行，另一台机组保持高功率因数迟相运行，即控制无功尽量在最小范围。但在春节等特殊方式下可以同时进相运行。
3、在考虑进相运行的机组时，该机组运行情况应保持稳定。否则考虑另一台机组进相运行，当两台机组运行都不稳定时，应向上级调度说明详细情况，并按照调度命令执行。
4、若两台机同时运行时，考虑两台机同时进相，且两台机进相深度应保持平衡。
四、连续进相运行时间不得超过6小时。
五、进相运行时，应专设监盘人员，并严格按照上级调度命令进行。
六、在发电机进相运行期间，无值长允许任何岗位人员不得私自启动6KV转机，包括输煤、脱硫、化学、水源地，否则将按严重违反生产调度纪律处理!待启动6KV转机前，值班员需将6KV厂用母线电压调整至6.1KV以上，在启动电泵、循泵、增压风机等大容量设备需将6KV厂用母线电压调整至6.45KV以上。
七、进相运行时操作：在进相运行前，请示上级调度解除AVC装置自动，手动减少发电机励磁，发电机在减少无功操作时，要循序渐进缓慢进行，严禁超调度规定进相深度值。进相结束后，手动增加发电机励磁，使之恢复正常运行方式观察五分钟无异常后，投入AVC自动。在手动调整期间应保持220KV母线电压合格。
八、进相运行期间监视参数：发电机出入口风温、定冷水、氢气压力;定子铁芯及铁芯端部温度、定子线圈各部温升、温差不超过规定允许值、轴振不超过允许值;定子电流、励磁电流、端电压、励磁变高压侧电流、滑环温度、励磁变温度不超过允许值;上述参数每小时检查一次。
九、进相运行参数控制：
1、任一段6KV厂用母线电压不得低于5.8KV，0.4KV母线电压不得低于0.36KV(照明段除外)，发电机端电压不得低于20KV，220KV母线电压230—235KV，功率因数不得低于0.95。
2、发电机进相运行时功角不得大于60度，防止系统冲击破坏发电机静态稳定而造成发电机震荡。
3、进相深度试验数据(二零零九年河南省电力实验院)：
4、根据我厂实际情况且在实验数据基础上再留有充分进相裕度，现规定：发电机进相深度限制不得超过调度规定的进相深度。
5、在机组负荷大于500MW情况下需要进相时，应向上级调度充分说明此时进相运行危险性，并按上级调度命令处理。
十、发电机进相运行必要条件：励磁系统自动运行，励磁自动调节器无异常报警信号;低励限制、失磁保护投入。
十一、进相运行机组应具备双向无功表，自动励磁调节装置正常投入，其低励定值应按满足进相运行进行整定。
十二、若进相运行引起系统故障时，应立即恢复原运行方式。
十三、进相运行期间做好事故预想，在值班日志做好进相运行时间、进相深度及命令人等相关记录。
十四、进相运行期间事故处理：
1、若发电机出现机端电压越下限，应立即停止进相并汇报上级调度，积极恢复6KV母线电压不超过规定值，确保厂用电系统稳定。
2、运行期间参数异常达到停机值则应申请停机。
3、若震荡或者失去同步时，应立即增加励磁电流，同时减少有功负荷，恢复正常运行方式，若在1分钟内不能恢复则申请停机，待系统正常后再申请并网。
4、发电机失磁，若失磁保护动作跳闸，则按发电机跳闸处理，若保护未动作则应立即解列发电机。
5、在进相运行过程中若发生异常情况，应及时汇报调度。
维曼机电设备有限公司拥有先进的 广东惠州出租400kw发电机生产设备以及完善的生产工艺，高学术技术团队和研发团队，确保了 广东惠州出租400kw发电机产品的质量与性能。良好的企业文化以及务实的创新精神，使企业的技术不断的提高，与国际同类产品有广泛的互换性，以便于国内外的 广东惠州出租400kw发电机产品相互替换应用。
技术支持：s797.com
