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關(guān)于柴油發(fā)電機(jī)組的技術(shù)探討
一、保定阜平同城柴油發(fā)電機(jī)組主要參數(shù)
當(dāng)前,性能優(yōu)良的柴油發(fā)電機(jī)是一個(gè)功能完善、保定阜平同城功率容量范圍大、保定阜平同城對(duì)環(huán)境和場(chǎng)地條件要求低、保定阜平同城安裝使用方便的小型發(fā)電設(shè)備。其使用相對(duì)廣泛,輸出容量從數(shù)KVA到數(shù)兆VA。柴油發(fā)電機(jī)組主體主要由發(fā)動(dòng)機(jī)、保定阜平同城發(fā)電機(jī)和控制系統(tǒng)三部分組成。其中與現(xiàn)代柴油發(fā)電機(jī)組配套的同步交流發(fā)電機(jī)由于性能及結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),普遍采用自勵(lì)恒壓型,通常選用自激式同步交流發(fā)電機(jī)和PMG永磁式激勵(lì)式同步交流發(fā)電機(jī)。發(fā)電機(jī)組包括以下幾項(xiàng)主要性能參數(shù)。
電壓調(diào)整率:在負(fù)載功率因數(shù)為0.8-1、保定阜平同城負(fù)載空載至滿載變化、保定阜平同城從冷機(jī)到滿機(jī)及轉(zhuǎn)速下跌4.5%以內(nèi)等情況下,電壓調(diào)整率可以控制在±1%以內(nèi)。
頻率調(diào)整率:負(fù)載從0-范圍內(nèi)變化,頻率穩(wěn)定不變。
隨機(jī)頻率波動(dòng):負(fù)載處于0-功率之間任何值,隨機(jī)頻率波動(dòng)率 值±0.25%。
電壓波形:電路開路空載, 總波形畸變1.5%,只相平衡負(fù)載 總波形畸變5%。
金融業(yè)機(jī)房一般采用“市電——發(fā)電機(jī)——UPS”并機(jī)系統(tǒng)組成的供電系統(tǒng)。系統(tǒng)中,發(fā)電機(jī)的負(fù)載主要包括UPS、保定阜平同城機(jī)房專用空調(diào)、保定阜平同城應(yīng)急照明、保定阜平同城消防電梯等,這些負(fù)載啟動(dòng)或運(yùn)行時(shí)都會(huì)對(duì)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生振蕩和干擾。盡管在組成“市電——發(fā)電機(jī)——UPS”供電系統(tǒng)時(shí),發(fā)電機(jī)的負(fù)載量在其額定輸出容量范圍內(nèi),但在實(shí)際情況中,市電中斷而發(fā)電機(jī)投人運(yùn)行過程中卻經(jīng)常發(fā)生工作不穩(wěn)定,產(chǎn)生多種使“發(fā)電機(jī)——UPS”系統(tǒng)不能正常工作的現(xiàn)象。
1、保定阜平同城負(fù)載反饋的波動(dòng)電壓造成發(fā)電機(jī)輸出電壓穩(wěn)定度較差,常出現(xiàn)發(fā)電機(jī)組輸出電壓振蕩現(xiàn)象。UPS整流器允許的輸人電壓范圍一般在±15%巧或更寬,發(fā)電機(jī)的輸出電壓不穩(wěn)定對(duì)其影響較小。
2、保定阜平同城UPS整流器的輸人諧波造成多個(gè)過零點(diǎn)。
3、保定阜平同城發(fā)電機(jī)的頻率(轉(zhuǎn)速)振蕩一般情況下,頻率振蕩比電壓、保定阜平同城電流振蕩范圍小,但影響比較大,導(dǎo)致UPS處于頻繁切換及非正常工作狀態(tài)。頻率振蕩一般在±5%以內(nèi),由于負(fù)載有規(guī)律地忽大忽小,造成發(fā)電機(jī)組工作也忽強(qiáng)忽弱,加劇機(jī)組振動(dòng),加速機(jī)械磨損,甚至引起機(jī)件嚴(yán)重?fù)p壞。頻率振蕩明顯的特征之一,即柴油機(jī)工作噪聲有規(guī)律地忽大忽小,因此必須引起高度重視。
4、保定阜平同城工作不正常空調(diào)壓縮機(jī)啟動(dòng)和電梯升降的瞬間會(huì)導(dǎo)致發(fā)電機(jī)發(fā)生±Hz頻率漂移,造成UPS頻繁切換。當(dāng)頻率、保定阜平同城電壓振蕩變化超出UPS輸入工作范圍時(shí),UPS由蓄電池供電,而發(fā)電機(jī)在無UPS負(fù)載時(shí)恢復(fù)正常,隨即UPS又自動(dòng)投人,這樣交錯(cuò)進(jìn)行。頻率漂移會(huì)對(duì)UPS正常運(yùn)行產(chǎn)生兩方面影響。一方面是不能旁路,另一方面是電池壽命縮短。
二、保定阜平同城發(fā)電機(jī)運(yùn)行不穩(wěn)定原因分析
在“市電——發(fā)電機(jī)——UPS”供電系統(tǒng)中,UPS電路結(jié)構(gòu)決定了其輸人非線性的特性。典型的是傳統(tǒng)雙變換在線式UPS,由于其輸人端AC/DC變換器是整流濾波電路,它的輸入電流是脈動(dòng)電流,不僅輸入功率因數(shù)低(0.7一0.8),還包括大量的高次諧波電流(30%一40%)。低輸人功率因數(shù)和諧波電流都會(huì)通過發(fā)電機(jī)定子線圈的感性內(nèi)阻,由于發(fā)電機(jī)組定子線圈內(nèi)阻大于電力變壓器的短路阻抗,因此發(fā)電機(jī)更易受到非線性負(fù)載的影響,即在同樣的負(fù)載電流波形失真度(THDI)情況下,其電壓波形失真度(THDI)大于變壓器。同時(shí)的諧波電流使發(fā)電機(jī)損耗明顯增大(磁滯損耗正比于電流頻率,渦流損耗比于電流頻率的平方及導(dǎo)線的電流趨膚效應(yīng)),并使得發(fā)電機(jī)的輸出電壓波形失真度明顯增大,嚴(yán)重影響發(fā)電機(jī)的正常工作。
此外,負(fù)載的階躍變化、保定阜平同城UPS前端濾波器提供的容性電流都是造成發(fā)電機(jī)組不能正常工作的主要原因。
三、保定阜平同城發(fā)電機(jī)組的使用與維護(hù)
為確保發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行,日常運(yùn)行維護(hù)和快速的故障排除至關(guān)重要。根據(jù)發(fā)電機(jī)組的不同,維護(hù)和檢修的內(nèi)容、保定阜平同城步驟、保定阜平同城方法有所區(qū)別,一般應(yīng)按照發(fā)電機(jī)組保養(yǎng)要求和本單位制定的維護(hù)計(jì)劃進(jìn)行。
(1)定期檢查項(xiàng)目定期測(cè)量發(fā)電機(jī)電池組的電壓及內(nèi)阻情況,并進(jìn)行記錄定期檢查空氣過濾器、保定阜平同城冷卻液位、保定阜平同城驅(qū)動(dòng)皮帶、保定阜平同城排煙系統(tǒng)、保定阜平同城燃油液位、保定阜平同城機(jī)油液位、保定阜平同城各種控制器及工作環(huán)境等情況。
(2)須按照發(fā)電機(jī)組保養(yǎng)要求及時(shí)更換機(jī)油、保定阜平同城三濾、保定阜平同城啟動(dòng)電池及冷卻液。
(3)定期由供應(yīng)商對(duì)發(fā)電機(jī)組進(jìn)行檢測(cè),并出具報(bào)上口
(4)定期(至少一個(gè)季度一次)進(jìn)行發(fā)電機(jī)組空載、保定阜平同城帶載測(cè)試。
針對(duì)柴油發(fā)電機(jī)組出現(xiàn)的故障,應(yīng)該有步驟有目的地進(jìn)行檢查與分析,切不可盲目檢查,胡亂拆卸。應(yīng)根據(jù)故障的異常征兆、保定阜平同城跡象、保定阜平同城響聲、保定阜平同城出現(xiàn)時(shí)機(jī)、保定阜平同城變化規(guī)律來尋找故障產(chǎn)生的部位,從原理與結(jié)構(gòu)層面進(jìn)行細(xì)致的分析推理,做出正確判斷來尋找產(chǎn)生故障原因。查找故障時(shí),應(yīng)從簡(jiǎn)到繁、保定阜平同城由表及里,按系統(tǒng)部位分段分步驟進(jìn)行。
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交流發(fā)電機(jī)和發(fā)電機(jī)組額定值的定義
交流發(fā)電機(jī)上的kVA額定值主要受繞組絕緣系統(tǒng)的熱能力控制
交流發(fā)電機(jī)的額定值定義了其向連接負(fù)載提供電力的能力。額定值以kVA為單位,并且是在發(fā)電機(jī)組應(yīng)用中交流發(fā)電機(jī)選型的起點(diǎn)。雖然在選型和選擇過程中還必須考慮其他因素,但本文討論的主題包括額定值和占空比的定義、保定阜平行業(yè)中使用的術(shù)語以及這如何為協(xié)助GOEM為其發(fā)電機(jī)組選擇合適的交流發(fā)電機(jī)提供信息。
交流發(fā)電機(jī)額定值
交流發(fā)電機(jī)的kVA額定值主要取決于繞組絕緣系統(tǒng)的熱容量和所需的預(yù)期使用壽命。對(duì)于給定的使用壽命,絕緣等級(jí)越高,交流發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)的熱量越高。
下表列出了用于對(duì)絕緣系統(tǒng)的性能進(jìn)行分類的字母和相應(yīng)的標(biāo)稱工作溫度。
現(xiàn)代繞組絕緣的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是低壓系統(tǒng)為H級(jí)(<1kV),中壓和高壓系統(tǒng)為F級(jí)(>1kV)。
然而,應(yīng)該注意的是,分配給絕緣系統(tǒng)等級(jí)的字母不一定與交流發(fā)電機(jī)額定的溫升等級(jí)相同。如果交流發(fā)電機(jī)上的kVA額定值導(dǎo)致運(yùn)行溫度低于絕緣系統(tǒng)的標(biāo)稱容量,則運(yùn)行壽命會(huì)延長(zhǎng)。相反,如果kVA額定值導(dǎo)致高于絕緣系統(tǒng)標(biāo)稱能力的工作溫度,則工作壽命會(huì)縮短。
這兩種情況都是可接受的運(yùn)行條件,但是在為特定應(yīng)用選擇交流發(fā)電機(jī)時(shí),必須考慮交流發(fā)電機(jī)繞組的預(yù)期壽命。
示例:備用電源與主電源應(yīng)用
在典型的備用電源應(yīng)用(例如醫(yī)院)中,每年的運(yùn)行時(shí)間很可能少于200小時(shí)。在安裝的整個(gè)生命周期內(nèi),例如15年,這相當(dāng)于總共多3000小時(shí)運(yùn)行時(shí)間。鑒于運(yùn)行時(shí)間相對(duì)較低,交流發(fā)電機(jī)可以在更高的溫度下運(yùn)行,因此額定值相對(duì)較高。
出于這個(gè)原因,客戶將在備用應(yīng)用的交流發(fā)電機(jī)上達(dá)到kVA額定值峰值。
然而,在連續(xù)運(yùn)行的應(yīng)用中,例如嵌入式發(fā)電方案,運(yùn)行時(shí)間可能高達(dá)每年8000小時(shí)。這相當(dāng)于在同樣的15年期間運(yùn)行超過120000小時(shí)。在這種情況下,繞組的溫度必須使用相對(duì)較低的kVA額定值來降低。
因此,客戶的交流發(fā)電機(jī)將達(dá)到F級(jí)甚至B級(jí)kVA額定值。
熱損傷曲線說明絕緣壽命隨工作溫度的變化,并與其他工具結(jié)合使用,以便在為特定發(fā)電應(yīng)用的交流發(fā)電機(jī)指定額定值時(shí)做出選型和選擇決定。
發(fā)電機(jī)組額定值
發(fā)電機(jī)組額定值原理引入了備用和主電源應(yīng)用的概念。在ISO8528-1的指導(dǎo)下,發(fā)電機(jī)組額定值的定義按應(yīng)用分為四個(gè)類別。
■ 應(yīng)急備用電源,(ESP額定值)
■ 限時(shí)主電源,(LTP額定值)
■ 主要額定功率,(PRP額定值)
■ 連續(xù)運(yùn)行功率,(COP額定值)
每個(gè)定義都規(guī)定了以下標(biāo)準(zhǔn):
■ 負(fù)載類型
其中包括可變負(fù)載,即負(fù)載循環(huán)的幅度和持續(xù)時(shí)間不同,另外還有恒定負(fù)載,即負(fù)載保持恒定水平,但負(fù)載循環(huán)的持續(xù)時(shí)間可能會(huì)有所不同。
■ 每年運(yùn)行小時(shí)數(shù)
將平均負(fù)載水平與發(fā)電機(jī)組的指定額定值進(jìn)行比較,并表示為額定kVA的百分比。發(fā)電機(jī)組必須能夠在規(guī)定的小時(shí)數(shù)中在平均負(fù)載水平運(yùn)行。
■ 過載要求
過載能力表示可在指定的持續(xù)時(shí)間內(nèi)高于指定kVA額定值的百分比。
交流發(fā)電機(jī)額定值的術(shù)語和定義因行業(yè)而異,與發(fā)電機(jī)組使用的術(shù)語和定義不一致。交流發(fā)電機(jī)的定義以國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 8528-3、保定阜平IEC 60034-1和一些全國(guó)標(biāo)準(zhǔn)(如NEMA MG 1-32(北美))為指導(dǎo),這些標(biāo)準(zhǔn)本身引入了進(jìn)一步的變化。
下表總結(jié)了根據(jù)ISO 8528-1對(duì)發(fā)電機(jī)組的定義以及ISO 8528-3和IEC 60034-1對(duì)交流發(fā)電機(jī)的定義。盡管存在差異,但該表顯示了如何匹配交流發(fā)電機(jī)與發(fā)電機(jī)組的額定值和運(yùn)行負(fù)荷。
需要注意的是,與標(biāo)準(zhǔn)相比,GOEM可能決定提供更高水平的性能,例如更高的平均負(fù)載或更長(zhǎng)的運(yùn)行時(shí)間。
在將交流發(fā)電機(jī)與發(fā)電機(jī)組額定值和應(yīng)用相匹配時(shí),需要考慮到這一點(diǎn)。
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一、保定阜平當(dāng)?shù)夭裼桶l(fā)電機(jī)房防雷接地總體要求
(1)發(fā)電機(jī)房應(yīng)設(shè)置等電位接地端子板,等電位接地端子板的連接點(diǎn)應(yīng)滿足機(jī)械強(qiáng)度和電氣連續(xù)性的要求。
(2) 柴油發(fā)電機(jī)組工程共用接地裝置應(yīng)與總等電位接地端子板連接,通過接地干線引至樓層等電位接地端子板。
(3) 柴油發(fā)電機(jī)組工程接地干線應(yīng)采用多股銅芯導(dǎo)線或銅帶,其截面積不應(yīng)小于 16mm2。接地干線應(yīng)在構(gòu)筑物內(nèi)明敷,并應(yīng)與地下箱體主鋼筋作等電位連接。
(4) 柴油發(fā)電機(jī)組工程防雷接地與交流工作接地、保定阜平當(dāng)?shù)刂绷鞴ぷ鹘拥?、保定阜平?dāng)?shù)乇Wo(hù)接地共用一組接地裝置時(shí),其接地電阻按其中小值確定。
二、保定阜平當(dāng)?shù)匕l(fā)電機(jī)房火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)接地
(1) 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)接地裝置的接地電阻值應(yīng)符合下列要求:
①采用專用接地裝置時(shí),接地電阻不大于 4Ω。
②采用共用接地裝置時(shí),接地電阻不大于 1Ω。
(2) 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)應(yīng)設(shè)專用的接地干線,并應(yīng)在消防控制室,設(shè)置專用接地板。專用接地干線應(yīng)從消防控制室專用接地板引至接地體。
(3) 專用接地干線應(yīng)采用銅芯絕緣導(dǎo)線,其線芯截面面積不應(yīng)小于 25mm2。專用接地干線宜穿硬質(zhì)塑料管敷設(shè)至接地體。
(4) 由消防控制室接地板引至各消防電子設(shè)備的專用接地線應(yīng)選用銅芯絕緣導(dǎo)線,其線芯截面面積不應(yīng)小于 4mm2。
(5) 消防電子設(shè)備凡采用交流供電時(shí),設(shè)備的金屬外殼和金屬支架等應(yīng)作保護(hù)接地, 接地線應(yīng)與電氣保護(hù)接地干線( PE)相連。
(6) 火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的報(bào)警主機(jī)、保定阜平當(dāng)?shù)芈?lián)動(dòng)控制盤、保定阜平當(dāng)?shù)鼗馂?zāi)應(yīng)急廣播、保定阜平當(dāng)?shù)貙?duì)講通信等的信號(hào)傳輸線纜宜在進(jìn)出柴油發(fā)電機(jī)組工程直擊雷非防護(hù)區(qū)( LPZ0A)或直擊雷防護(hù)區(qū)(LPZ0B)與 防護(hù)區(qū)(LPZ1)交界處裝設(shè)適配的信號(hào)浪涌保護(hù)器。
(7) 柴油發(fā)電機(jī)組工程消防控制室與本地區(qū)或城市“119”報(bào)警指揮中心之間聯(lián)網(wǎng)的進(jìn)出線路端口應(yīng)裝設(shè)適配的信號(hào)浪涌保護(hù)器。
柴油發(fā)電機(jī)組工程區(qū)域報(bào)警器的金屬機(jī)架(殼)、保定阜平當(dāng)?shù)亟饘倬€槽(或鋼管)、保定阜平當(dāng)?shù)仉姎庳Q井內(nèi)的接地干線、保定阜平當(dāng)?shù)亟泳€箱的保護(hù)接地端等,應(yīng)就近接至等電位接地端予板。
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