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多臺發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)措施和技術(shù)怎樣實(shí)施
風(fēng)能是 有開發(fā)價(jià)值的新能源,風(fēng)能是分布廣,離我們近,取用方便的無污染的清潔能源,用好風(fēng)電對減少碳排放,改善環(huán)境意義重大。風(fēng)能也是儲量巨大的新能源,風(fēng)能取之不盡,用之不竭,并具有相對 的開發(fā)成本,所以風(fēng)電的發(fā)展應(yīng)該作為新能源發(fā)展的重點(diǎn)。
一、陜西附近陸地微風(fēng)新型風(fēng)電機(jī)
風(fēng)電開發(fā)對我國來說才剛剛起步,風(fēng)電占全國的用電量還非常小,面對如此巨大的市場,為什么我們的80多家生產(chǎn)企業(yè)大部分產(chǎn)能閑置?為什么會出現(xiàn)嚴(yán)重產(chǎn)能過剩?有人認(rèn)為是電網(wǎng)瓶頸的限制,也有大部分人認(rèn)為是產(chǎn)業(yè)發(fā)展過快過熱造成的。這些問題與風(fēng)電產(chǎn)業(yè)巨大的發(fā)展空間相比,可以說是微不足道的。目前大家都盯著 和地方的那點(diǎn)風(fēng)電項(xiàng)目肯定是不行的,我們應(yīng)該在風(fēng)電機(jī)的推廣普及上尋找“突破口”,我國地域遼闊,急需用電、陜西附近大量用電的地方很多,任何山區(qū)、陜西附近草原、陜西附近邊防站、陜西附近海島、陜西附近勘探單位、陜西附近企業(yè)廠礦,冶煉單位等,這些地方蘊(yùn)藏著巨大的開發(fā)空間,如果這些市場得到開發(fā),都用上大型風(fēng)電設(shè)備,不但可以使這些企業(yè)產(chǎn)能得到釋放,還可能會岀現(xiàn)產(chǎn)能不足的問題。所以我們要在風(fēng)電機(jī)的普及推廣上下功夫,大幅提高風(fēng)電機(jī)微風(fēng)發(fā)電性能,適合在全國各地推廣;大幅降低風(fēng)電機(jī)成本,使風(fēng)電成本小于火電和水電,提高風(fēng)電的競爭能力。
我國陸地風(fēng)速較低,有多風(fēng)地區(qū),但都較偏遠(yuǎn),大部分是少風(fēng)地區(qū),我們要讓少風(fēng)地區(qū)也用上風(fēng)電機(jī),就必須大幅提高微風(fēng)發(fā)電性能。目前歐美的風(fēng)電技術(shù)都是以海洋性氣候發(fā)展起來的高風(fēng)速風(fēng)電機(jī),陸地使用 的缺點(diǎn)是發(fā)電效率太低,三級風(fēng)以下基本沒有發(fā)電能力,設(shè)計(jì)風(fēng)速是13~15米/秒,也就是要達(dá)到七級大風(fēng)才能滿負(fù)荷,這樣的大風(fēng)在陸地很罕見。還有風(fēng)電機(jī)的高昂成本也不利于風(fēng)電機(jī)推廣普及。提高發(fā)電量,降低風(fēng)電機(jī)成本是目前迫切解決的問題。
我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的“突破口”在于生產(chǎn)開發(fā)微風(fēng)的新型風(fēng)電機(jī),這種風(fēng)電機(jī)性能應(yīng)當(dāng)是一、陜西附近二級風(fēng)就能啟動,三四級風(fēng)就能很好發(fā)電,五級風(fēng)就可以達(dá)到滿負(fù)荷,適合在全國大部分地區(qū)推廣使用,具有良好的并網(wǎng)穩(wěn)定性,風(fēng)電機(jī)成本降低60%以上,基本實(shí)現(xiàn)免維護(hù),讓人人都敢用,人人都好用,并可以實(shí)現(xiàn)在三年內(nèi)收回投資,風(fēng)電機(jī)優(yōu)良的發(fā)電性能和低成本將為風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展開辟巨大的空間。
首先各工礦企業(yè)都有安裝大型風(fēng)電設(shè)備的需求,如果能一次投資,享受二、陜西附近三十年的收益,安裝風(fēng)電機(jī)的積極性肯定非常高,對于大型冶煉單位,一般都有自己的發(fā)電廠,如果能夠大量利用風(fēng)電,起到節(jié)能減排的作用,對提高企業(yè)效益有很大的幫助,低成本的風(fēng)電肯定會得到大量推廣使用,全國的工礦企業(yè)蘊(yùn)藏著巨大的風(fēng)電市場,這個(gè)市場的規(guī)模將比 投資在建的“陸地三峽”大數(shù)倍。我國各地還有無數(shù)的火電廠,在電廠周圍都可以布滿風(fēng)電機(jī),可以實(shí)現(xiàn)風(fēng)電與火電的互補(bǔ),并可以隨時(shí)根據(jù)風(fēng)電調(diào)控火電,這對降低火電廠的碳排放是非常有利的,并且投資較小,控制靈活,取得效益顯著,這些火電廠周圍衍生出來的風(fēng)電場規(guī)模不會小于“陸地三峽”的規(guī)模,進(jìn)一步擴(kuò)展了風(fēng)電的發(fā)展空間。我國還有分布在山區(qū)的數(shù)百個(gè)水電站,山頂都有很豐富的風(fēng)能,由于新型風(fēng)電機(jī)可以實(shí)現(xiàn)免維護(hù),并且安裝方便,成本和安裝費(fèi)用都較低,不需要太大的投資就可以實(shí)現(xiàn)規(guī)?;\(yùn)營。風(fēng)電 的不足就是具有間歇性,而水電 的優(yōu)點(diǎn)就是調(diào)控方便,風(fēng)電和水電可以說是一種完美結(jié)合,并將成為風(fēng)電的一種發(fā)展方向,又為風(fēng)電發(fā)展開辟巨大的發(fā)展空間。所以,大力發(fā)展低成本的適合在全國各地推廣的微風(fēng)新型風(fēng)電機(jī)是促進(jìn)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展,解決風(fēng)電產(chǎn)能過剩的“突破口”。
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同步發(fā)電機(jī)的序分量電抗
同步發(fā)電機(jī)的序分量電抗X1、陜西同城X2、陜西同城X0
分析同步發(fā)電機(jī)不對稱運(yùn)行的基本方法是對稱分量法。應(yīng)用對稱分量法,可以把發(fā)電機(jī)不對稱的三相電壓、陜西同城電流及其所激勵的磁勢分解為正序分量、陜西同城負(fù)序分量和零序分量,然后對各個(gè)分量分別建立的端點(diǎn)方程式和相序方程式,求解各序分量并研究各序分量分別所產(chǎn)生的效果, ,將它們疊加起來,就得出實(shí)際不對稱運(yùn)行的結(jié)果和影響。實(shí)踐證明,在不計(jì)飽和時(shí),上述方法所求得的結(jié)果,特別是對于基波分量基本上是正確的。
在不對稱運(yùn)行時(shí),同步發(fā)電機(jī)的空氣隙磁場為一橢圓形旋轉(zhuǎn)磁場,即除了正序旋轉(zhuǎn)磁場以外,尚有負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁場。因?yàn)樗鼈兊男D(zhuǎn)方向不同,所以轉(zhuǎn)子回路的反應(yīng)也各不相同;對不同相序的電流,同步電機(jī)呈顯的電抗也就有不同的數(shù)值。
當(dāng)同步電機(jī)對稱運(yùn)行時(shí),如前面各章所討論的情形,定子電流為一穩(wěn)定的對稱三相電流,實(shí)際上即一組正序分量,它們所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(即正序旋轉(zhuǎn)磁場)和轉(zhuǎn)子之間沒有相對運(yùn)動,這個(gè)磁場并不能在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電勢,這個(gè)電流所遇到的電抗便是同步電抗。故同步電機(jī)的正序電抗即系同步電抗,不對稱運(yùn)行時(shí),負(fù)序電流所產(chǎn)生的負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁場以同步速向著和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向相反的方向旋轉(zhuǎn),即該磁場將以兩倍同步速載切轉(zhuǎn)子繞組,將在轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)一個(gè)兩倍于電源頻率的交變電流。對于負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁場而言,轉(zhuǎn)子繞組的作用為一短路繞組,致使負(fù)序電流所遇到的便不再是同步電抗,而是另一個(gè)電抗x2,稱它為負(fù)序電抗,其數(shù)值遠(yuǎn)較同步電抗為小。
負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁場在轉(zhuǎn)子激磁繞組和組尼繞組中所感應(yīng)的兩倍頻率的交變電流,將引起附加的銅損耗;負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁場還將在轉(zhuǎn)子表面產(chǎn)生渦流,從而引起附加表面損耗。這些損耗都將使轉(zhuǎn)子溫升提高。此外,負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁場還將在轉(zhuǎn)子軸和定子機(jī)座引起振動。
根據(jù)我國“發(fā)電機(jī)運(yùn)行規(guī)程”規(guī)定:在額定負(fù)載連續(xù)運(yùn)行時(shí),汽輪發(fā)電機(jī)三相電流之差,不得超過額定值的10%,水輪發(fā)電機(jī)和同步補(bǔ)償機(jī)的三相電流之差,不得超過額定值的20%,同時(shí)任一相的電流不得大于額定值。在低于額定負(fù)載連續(xù)運(yùn)行時(shí),各相電流之差可以大于上面所規(guī)定的數(shù)值,但應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)確定。
當(dāng)零序電流流過定子繞組時(shí),由各相零序電流所產(chǎn)生的三個(gè)脈動磁勢,其幅值相等,時(shí)間上同相,而三者在空間各相隔120°電角度,因此三相零序基波全成磁勢恰相至抵消,不形成氣隙互磁通,只存在一些漏磁場,數(shù)值一般很小。零電流所遇到的電抗為帶有漏抗性質(zhì)的零序電抗,用代表,較更小。
由于現(xiàn)代電力系統(tǒng)的規(guī)模很大,在正常運(yùn)行時(shí)負(fù)載電流的嚴(yán)重不對稱是不常見的。具有實(shí)際意義的不對稱運(yùn)行情況為故障狀態(tài),如單相接地短路、陜西同城二相短路和二相接地短路等。
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發(fā)電機(jī)為什么能發(fā)電?
發(fā)電機(jī)原理及構(gòu)造——發(fā)電機(jī)的勵磁系統(tǒng)
眾所周知,同步發(fā)電機(jī)要用直流電流勵磁。在以往的他勵式同步發(fā)電機(jī)中,其直流電流是有附設(shè)的直流勵磁機(jī)供給。直流勵磁機(jī)是一種帶機(jī)械換向器的旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機(jī)。其多相閉合電樞繞組切割定子磁場產(chǎn)生了多相交流電,由于機(jī)械換向器和電刷組成的整流系統(tǒng)的整流作用,在電刷上獲得了直流電,再通過另一套電刷,滑塊系統(tǒng)將獲得的直流輸送到同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子,勵磁繞組去勵磁,因此直流勵磁機(jī)的換向器原則上是一個(gè)整流器,顯然可以用一組硅二節(jié)管取代,而功率半導(dǎo)體器件的發(fā)展提供了這個(gè)條件。將半導(dǎo)體元件與發(fā)電機(jī)的軸固結(jié)在一起轉(zhuǎn)動,則可取消換向器、陜西同城滑塊等滑動接觸部分、陜西同城利用二極管換成直流電流。直流送給轉(zhuǎn)子勵磁、陜西同城繞組勵磁。這就是無刷系統(tǒng)。
下面我們以典型的幾種不同發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng),介紹它的工作原理。
一、陜西同城相復(fù)勵勵磁原理
由線形電抗器DK把電樞繞組抽頭電壓移相約90°、陜西同城和電流互感器LH提供的電壓幾何疊加,經(jīng)過橋式整流器ZL整流,供給發(fā)電機(jī)勵磁繞組。負(fù)載時(shí)由電流互感器LH供給所需的復(fù)勵電流,進(jìn)行電流補(bǔ)償,由線形電抗器DK移相進(jìn)行相位補(bǔ)償。
二、陜西同城三次諧波原理
對一般發(fā)電機(jī)來源,我們需要的是工頻正弦波,稱為基波,比基波高的正弦波都稱為諧波、陜西同城其中三次諧波的含量 ,在諧波發(fā)電機(jī)定子槽中,安放有主繞組和諧波勵磁繞組(s1、陜西同城s2),而這個(gè)繞組之間沒有電的聯(lián)系。諧波繞組將繞組中150HZ諧波感應(yīng)出來,經(jīng)過ZL橋式整流器整流,送到主發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組LE中進(jìn)行勵磁。
三、陜西同城可控硅直接勵磁原理
可控硅直接勵磁是采用可控硅整流器直接將發(fā)電機(jī)輸出的任一相一部分能量,經(jīng)整流后送入勵磁繞組去的勵磁方式,它是由自動電壓調(diào)節(jié)器(AVR),控制可控硅的導(dǎo)通角來調(diào)節(jié)勵磁電流大小而維持發(fā)電機(jī)端電壓的穩(wěn)定。
四、陜西同城無刷勵磁原理
無刷勵磁主要用于西門子、陜西同城斯坦福、陜西同城利萊等無刷發(fā)電機(jī)。它是利用交流勵磁機(jī),其定子上的剩磁或 磁鐵(帶永磁機(jī))建立電壓,該交流電壓經(jīng)旋轉(zhuǎn)整流起整流后,送入主發(fā)電機(jī)的勵磁繞組,使發(fā)電機(jī)建壓。自動電壓調(diào)節(jié)器(AVR)能根據(jù)輸出電壓的微小偏差迅速地減小或增加勵磁電流,維持發(fā)電機(jī)的所設(shè)定電壓近似不變
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