发电机组基础知识.ppt

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1、发电机组基础知识发电机组基础知识内容大纲：内容大纲：n一、柴油发电机组基本概念n二、应用领域介绍n三、发动机原理n四、发电机原理n五、控制系统介绍n六、柴油发电机组知识n七、公司柴油发电机组n八、非标产品系列一、柴油发电机组基本概念一、柴油发电机组基本概念n柴油发电机组由柴油发动机、交流发电机、控制系统及各种辅助部件组成，是将机械能转化为电能，通过电缆将电能提供给用户的设备。n通常做为备用或主用电源，具有机动灵活、使用方便、随时供电、维护简单的特点。n按使用柴油的不同可以分为：轻柴机组、重油机组n按转速的不同可分为：高速机组、中速机组、慢速机组n按用途不同可分为：陆用机组、船用机组n按使用发电

2、时间不同可分为：备用机组、长行机组n按照使用特点分：拖车式机组、静音型机组、防雨型机组、常规机组正在装配正在装配发电发电机机散热水散热水箱箱空空气滤清器气滤清器对接口对接口控控制箱制箱装于装于发电机上部发电机上部 底架底架 发动机发动机二、发电机组的用途二、发电机组的用途n随着各种电气化设备越来越多的在我们的工作、生活中使用，功率也随着各种电气化设备越来越多的在我们的工作、生活中使用，功率也越用越大，人们对电力的持续供应越来越依越用越大，人们对电力的持续供应越来越依赖。赖。n医医院院、商住楼、商住楼、工厂工厂、酒店、酒店、院校院校、银行、体院场馆、文化场馆、车、银行、体院场馆、文化场馆、车站、

3、机场、码头等不能停电的场所站、机场、码头等不能停电的场所备用电源设备备用电源设备n油田、军队、通信基站、海上设施、海岛等没有市电的环境油田、军队、通信基站、海上设施、海岛等没有市电的环境主用主用电源设备电源设备n火电厂、水电站、核电站、国家战略设施火电厂、水电站、核电站、国家战略设施必配电源设备必配电源设备n铁路、公路、桥梁、隧道、油气管道等基础设备施工铁路、公路、桥梁、隧道、油气管道等基础设备施工施工电源设施工电源设备备三、发动机原理三、发动机原理n本文讲解的是运用最广泛的轻柴油发动机本文讲解的是运用最广泛的轻柴油发动机n柴油发电机组中的柴油机是动力的输出部分，以柴油为燃料，靠气缸柴油发电机

4、组中的柴油机是动力的输出部分，以柴油为燃料，靠气缸中被压缩后形成的高温高压空气使喷入的雾状柴油燃烧膨胀而做功，中被压缩后形成的高温高压空气使喷入的雾状柴油燃烧膨胀而做功，把热能转变为机械能。把热能转变为机械能。n它通过进气、压缩、做功、排气四个过程完成一个工作循环，又称为它通过进气、压缩、做功、排气四个过程完成一个工作循环，又称为四冲程发动机四冲程发动机n为了降低零件温度，机体内布满水道，由水泵推为了降低零件温度，机体内布满水道，由水泵推动水冷动水冷却机组，称为却机组，称为水冷式机组（例如水冷式机组（例如：volvo、三菱三菱、康明斯）、康明斯）n小功率发动机也有采用空气对发动机进行冷却，称为

5、风冷机组（例如：小功率发动机也有采用空气对发动机进行冷却，称为风冷机组（例如：DEUTZ1011/912两个两个系列、常见的摩托车发动机）系列、常见的摩托车发动机）柴油机系统分类柴油机系统分类n柴油机分柴油机分为四几为四几个个系统、两个机构组成系统、两个机构组成n1、燃、燃油供应系油供应系统统n2、进排气进排气系统系统n3、润、润滑系统滑系统n4、冷、冷却却系统系统n5、起动系统、起动系统n6、配气机构；、配气机构；n7、曲柄连杆机构、曲柄连杆机构调速系统介绍调速系统介绍喷油控制喷油控制1机械调速机械调速机械调速抗干扰性能强，调速精度低机械调速抗干扰性能强，调速精度低调速系统介绍调速系统介绍喷

6、油控制喷油控制2电子调速易受干扰但电子调速易受干扰但调速精度高调速精度高调速系统介绍调速系统介绍喷油控制喷油控制3发动机相关名词发动机相关名词/参数参数n缸数：发动机设计缸体数量（4、6、8、10、12、16）n直列缸：缸体均垂直而立，活塞上下运动做功nV型缸：缸体分列两边V型成60度n排量：发动机面积乘行程乘缸数n压缩比：气缸容积与燃烧室容积之比，叫压缩比n排风量：发动机风扇排出的风量n燃气量：发动机吸入用于燃烧的空气量n排烟量：排烟口出烟量n排气温度：发动机排烟出涡轮增压器口的温度，一般300600度左右四、发电机原理四、发电机原理马拉松原理：发动机牵引发电机转子旋转切割磁力线产生电压电压

7、转速*磁通量*线圈匝数发动机改变转速转子、定子尺寸不变电压调节器控制励磁斯坦福2、内部部件图、内部部件图转子定子整流二极管整体内部结构A、马拉松装备永磁机LSA没有LSALSA马拉松马拉松3、电压调节器、电压调节器马拉松马拉松AVR马拉松马拉松DVRSTF AVRB、马拉松、马拉松370KW以上以上使用数字式电压调节使用数字式电压调节器器 DVR 由于其它电机由于其它电机品牌电品牌电机对比表机对比表 电机电机特点特点利莱森马利莱森马斯坦福斯坦福马拉松马拉松备注备注永磁机永磁机无无无无标配标配保证发动时保证发动时建压建压DVRAVRAVR标配标配品牌来源品牌来源法国法国福州产福州产英国英国无锡产

8、无锡产美国美国上海产上海产进口产品货期进口产品货期长，价格贵长，价格贵单轴承、免维护自励磁、剩磁建压马拉松370KW以上DVR、配永磁机，其它AVR一般H级绝缘斯坦福发电机介绍斯坦福发电机介绍型号说明：无锡新时代交流发电机有限公司所生产的发电机系列为:BC16、BC18、UC224、UC274、HC4、HC5、LV6、HC7。功率范围为:6.5KW1600KW。无锡新时代交流发电机有限公司是英国斯坦福新时代国际有限公司在中国的唯一的独资企业，首期投资1760万美元。成立于1996年2月，于1997年11月正式开业。目前年生产能力为20,000台发电机。新时代国国际有限公司有50多年成功地满足顾

9、客需要的经验。马拉松发电机马拉松发电机MXMagnaMaxDVR发电机是美国马拉松电气公司开发的带永磁发电机（PMG）励磁系统和配有首创的数字式调压器（DVR2000），其体积小。重量轻，操作简便等特点1稳态电压调整率0.25%2瞬态电压调整率20%，-15%Un（60%ln.cos0.41ag）。3电压调节范围10%4线电压波形畸变率5%5短路维持电流300%ln，10秒。6非线性负载适用的稳定范围大。7起动电动机能力强。1.永磁发电机（PMG）励磁系统，能提供300%额定短路电流，维持10秒。2.整体凸极冲片转子结构，转子铁心与阻尼绕组连成一体，磁场绕组采用热固件环氧填充，具有较高的机械和

10、电气强度。3.无刷励磁方式，配用免维护的DVR2000数字式调压器，调压精度优良025%。标准特性包含有：电压调节、稳定性调节、电压频率低速保护、三相有效值检测、并联运行、过励保护、过电压保护、电磁干扰抑制等功能。4.发电机出线箱位于发电机后端部，内部空间宽敞可加装各种元器件。5.励磁机和永磁发电机（PMG）、旋转整流器都安装在轴承盖的外端，处于出线箱内便于检查和维护。6.绕组绝缘等级为H或F级。7.发电机为全防护结构，防护罩为百页窗保护使用安全。风扇及通风结构优良，散热好，热差小。温升低。8.发电机分单轴承和双轴承两种结构。马拉松发电机马拉松发电机MP（MG）1发电机为全防护结构，内部通风散

11、热结构独特，铝合金风扇，通风效益高、温升低。2无刷励磁，配有固态电压调节器，调节器具有低速保护，电磁干扰抑止，过励关断等功能，且带有稳定性调节和电压幅度调节。3整体式凸极转子，阻尼绕组与转子铁心成为一体，磁场绕组用热固性环氧填充，有较高的机械和电气强度。4旋转整流器位于励磁机转于外侧，便于维修。5出线盒宽敞，内部可加装各种器件，顶部可按客产要求提供各种配套的控制屏。6绕组绝缘等级为H级或F级。7按客户要求可提供用于并联运行的调压器及附加装置。8发电机分单轴承和双轴承二种结构。1稳态调压率12瞬态调压率-15%+20%（60ln.cos0.4滞后）3电压调节范围10Un4线电压波形正弦性畸变率5

12、5热偏差为零（极微）额定电压：400伏（480伏、60赫兹时）额定频率：50赫兹或60赫兹额定转速：1500转分或1800转分功率困数：0.8（滞后）工作方式：连续（S1）或应急备用防护等级防护等级IP等级系统提供了一个以电器设备和包装的防尘等级系统提供了一个以电器设备和包装的防尘 防水进行防水进行分类的方法。分类的方法。保护等级以保护等级以IP后跟随两个数字来表示，数字用来明白确保后跟随两个数字来表示，数字用来明白确保护等级护等级IPXX数字防尘含义数字防水含义0没有防护0没有防护150豪米以下物体1经受直落下来的水点2可防护12豪米直径80豪米长物体2可防护15垂直的水花直接喷射3可防护2

13、。5豪米物体3可防护60垂直的水花直接喷射4可防护1豪米物体4可防护任何方向射来的水花，有限的进入允许5防尘，有限进入5可防护任何方向低压水柱喷射，有线的进入允许6完全防尘6可防护强力水柱喷射，有限的进入允许7暂放15厘米到1米水中，时间30分8压力下长期浸泡绝缘等级绝缘等级级别绝缘材料极限工作温度Y木材棉花等天然纺织品90A工作于矿物油中的和用油或油树脂复合胶浸过的Y级材料，漆包线，漆布，漆丝的绝缘及油性漆，沥青漆105E聚酯薄膜和A级材料复合，玻璃布，油性树脂漆，聚乙烯醇缩醛高强度漆包线乙酸乙烯耐热漆包线120B聚脂薄膜，经合适树脂粘合式浸渍涂覆的云母，玻璃纤维，石棉等，聚脂漆，聚脂漆包线

14、130F以有机纤维材料补强和石材补强的云母片制品，玻璃丝和石棉155H无补强或以无机材料为补强的云母制品，加厚的F级材料180C不采用任何有机粘合剂及浸渍的无机物如石英，石面云母玻璃和电瓷材料。180以上六、六、柴油发电机组知识柴油发电机组知识n1、发电机组控制原理、发电机组控制原理n2、机组控制箱外形功能、机组控制箱外形功能n3、机组性能指标、机组性能指标1、发电机组控制原理、发电机组控制原理n控制原理大致分为两部分：控制原理大致分为两部分：n1、发电质量控制原理：、发电质量控制原理：*供油系统通过精密自动监视发动机转速，适时供油，尽量保证发动机在供油系统通过精密自动监视发动机转速，适时供油

15、，尽量保证发动机在额定转速下工作额定转速下工作*电压调节器通过监视电压波动，适时增减励磁保证电压平稳电压调节器通过监视电压波动，适时增减励磁保证电压平稳 2、机组运行保护原理：、机组运行保护原理：*在实现以上功能时需要保护机组，于是在发电机组上装了一些传感器把在实现以上功能时需要保护机组，于是在发电机组上装了一些传感器把信号传送到模块中，把执行报警或关机信号发出实现对机组的控制、信号传送到模块中，把执行报警或关机信号发出实现对机组的控制、保护。保护。4 4、柴油发电机组电性能指标、柴油发电机组电性能指标 额定功率（KW）指 标类 别稳态电压调整率瞬态电压调整率电压稳定时间s电压波动率空载电压整

16、定范围线电压波形正弦畸变率稳态频率调整率瞬态频率调整率频率稳定时间s频率波动率250 1.0 150.50.395%105%5%0.5320.25 200.51.0530.50 3.0-151.00.53.0751.00 5.0253.01.0.01071.502502.5+20-151.51.05.01070.50我司机组电气参数1.0+20-151.00.595%105%5%1.0+10-730.50稳态电压调整率稳态电压调整率 U1-U 稳态电压调整率稳态电压调整率=X100 UU 空载整定电压（标定电压）（空载整定电压（标定电压）（V）U1负载渐变后的稳定电压最大值（或最小值）（负载渐

17、变后的稳定电压最大值（或最小值）（V）、类电站值为类电站值为（13）%类电站值为类电站值为 5%瞬态电压调整率瞬态电压调整率 U1 U3 瞬态电压调整率瞬态电压调整率=X100 UU 标定电压（标定电压（V）U1负载突变前的稳定电压（负载突变前的稳定电压（V）U3负载突变时的瞬时电压最大值和最小值（负载突变时的瞬时电压最大值和最小值（V）f1-f 稳态频率调整率稳态频率调整率=X100 ff 额定频率（额定频率（HZ）f1负载渐变后的稳定频率最大值（或最小值）（负载渐变后的稳定频率最大值（或最小值）（HZ）、类电站值为类电站值为 0.5%3%类电站值为类电站值为 5%稳态频率调整率稳态频率调整

18、率 f1 f3 瞬态频率调整率瞬态频率调整率=X100 fU 标定频率（标定频率（HZ）U1负载突变前的稳定频率（负载突变前的稳定频率（HZ）U3负载突变时的瞬时频率最大值和最小值（负载突变时的瞬时频率最大值和最小值（HZ）瞬态频率调整率瞬态频率调整率 UBmaxUBmin 电压波动率电压波动率=-X100 UBmax+UBminUBmax和和UBmin 分别为同一次观测时间内的电压分别为同一次观测时间内的电压 最大值和最小值（最大值和最小值（V）电压波动率电压波动率 fBmaxfBmin 频率波动率=-X100 fBmax+fBminfBmax和fBmin分别为同一次观测时间内的频率最大值和

19、最小值（V）频率波频率波动率动率电压和频率稳定时间电压和频率稳定时间电压稳定时间指从电压突变时起至电压开始稳定在与稳定电压范围内所需的时间频率稳定时间指从频率突变时起至频率开始稳定在频率波动范围内所需的时间柴油发电机组其它性能指标柴油发电机组其它性能指标 指标 国标备注焊接要求焊接牢固整齐接地要求有良好接地端子标牌内容齐全绝缘电阻大于2M欧姆绝缘强度测试无击穿闪烁现象主回路加1440V电压二次回路加750V电压自起动成功率不小于99%三相不对称负载下的线电压偏差5%噪声(1m处）250KW 102dB 加装消音器250KW 108dB 加装消音器燃油消耗率260g/KWh机组见参数表机油消耗率

20、3。0g/KWh机组见参数表5、柴油发电机组功率标定、柴油发电机组功率标定柴油机标定运行的标准环境状况是：（1）环境空气温度0+40 （2）海拔高度不超过1000m （3）空气相对湿度不大于95%（温度为+25 时）（4）有霉菌柴油发电机组功率标定：通常标定功率位12h功率，说明在标定功率下连续运行时间为12h。其中包括超过10%标定功率情况下连续运行1h。通常持续功率为12h功率的90%。标准运行环境对比表标准运行环境对比表国标气温040湿度95%海拔1000米柴油发电机组功率修正柴油发电机组功率修正非标环境状况下使用时，机组的功率修正公式为：Nf=(NeK1-Nfan)K2Nf:机组输出功

21、率（KW）Ne：柴油机标准环境状况下的标定功率（KW）Nfan:风扇消耗的功率（KW）K1：非标环境下湿度，温度与大气压力的综合换算系数K2：发电机效率Nef:标准工况下的机组额定功率注：柴油发电机组功率修正的简要算法：Nf=NefK1柴油发电机组功率修正柴油发电机组功率修正n柴油机的标准输出功率是在标准环境下柴油机的标准输出功率是在标准环境下:气温气温25,大气压力大气压力100Kpa,测试的相对湿度测试的相对湿度30%。所以因地域差异，发动机输出功率会随着气温。所以因地域差异，发动机输出功率会随着气温的升高，大气压力的下降，相对温度的增加而下降，此时应对发电机的升高，大气压力的下降，相对温

22、度的增加而下降，此时应对发电机组的额定输出功率作适当修正。避免发动机过热，造成早期损坏，修组的额定输出功率作适当修正。避免发动机过热，造成早期损坏，修正表如正表如下：下：机组功率修正表机组功率修正表（此为国标，进口机比这好）（此为国标，进口机比这好）修正系数气温0C海拔高度(M)0-1000150020002500300035004000不高于401.000.960.910.870.830.780.72450.960.920.870.8350.80.770.72500.930.890.8450.810.770.740.72550.900.860.820.780.750.720.69600.87

23、0.8350.790.760.720.70.67650.800.770.730.700.660.640.626、常用行业标准、常用行业标准nGB2820-97（等同于ISO8525)nISO8525GB12786-91自动化柴油发电机组通用技术条件GB2819-1995移动电站通用技术条件JB/T8194-2001内燃机电站名词术语YD/T502-91（2000）通讯专用柴油发电机组技术要求7、直接起动异步电动机的能力、直接起动异步电动机的能力发电机标定功率发电机标定功率 Pn(KW)被起动异步电动机功率被起动异步电动机功率KW空空载载3相相4级鼠笼式级鼠笼式400.7Pn5064 75309

24、0 12055150 200、25075320110起动风机起动风机 水泵负载能力水泵负载能力起动方试风机水泵负载单台容量发电机组容量直接起动Pe(kw)79倍Pe星角降压起动Pe(kw)57倍Pe软起动/变频起动Pe(kw)35倍Pe8、柴油发电机组运行成本的计、柴油发电机组运行成本的计算算（材料单价仅供参考）（材料单价仅供参考）n购买一台KW 发电机组，成交价元nA KW 机组每度电耗油量为升，以目前柴油市价计，每升柴油为，则每度电耗燃油成本为。nBKW 机组每小时耗机油量为升，以目前机油市价计，每升机油为，则每度电耗燃油成本为。nC250小时更换耗材费用为，（柴油隔，机油隔，空气滤清器）

25、则每度电分摊耗材成本。nD15000小时作大保养费用（约1/10机组价）则每度电分摊保养费用为。nE机组折旧费，按30年折旧，共使用50000小时则每度电分摊则旧费。n每度电综合成本=A+B+C+D+En例：VP500机组A=0。8359，B=0。0068，C=0。0069，D=0。0075n E=0。0225n 每度电综合成本=A+B+C+D+E=0。8796计算公式计算公式nA=（燃油消耗率（燃油消耗率/燃油密度）燃油密度）*燃油油价燃油油价nB=（机油消耗率（机油消耗率/机油密度）机油密度）*机油油价机油油价nC=（柴油隔价（柴油隔价+机油隔价机油隔价+空气滤清器价空气滤清器价/4）/2

26、50/机组功率机组功率nD=（机组价（机组价/10）/15000）/机组功率机组功率nE=（机组价（机组价/5000）/机组功率机组功率n燃油油价燃油油价=3。4元元/升升 机油油价机油油价=21。11元元/升升 机组价机组价=45万元万元n柴油隔价柴油隔价=150元元 机油隔价机油隔价=270元元 空气滤清器价空气滤清器价=1200元元9、无线电干扰允许值、无线电干扰允许值频率 MHz0.150.250.350.60.81.01.52.53.5530端子电平允许值uV300018001400920830770680550420400dB69.565.262.959585856.754.854

27、5210、机组自动化性能要求、机组自动化性能要求一级自动化机组：一级自动化机组：（1）自动维持应急准备运行状态（）自动维持应急准备运行状态（2）能自动启动）能自动启动/停止机组运行。停止机组运行。（3）机组异常情况自动保护停机功能（）机组异常情况自动保护停机功能（4）声光信号系统。）声光信号系统。（5）无人值守情况下连续运行）无人值守情况下连续运行4h。二级自动化机组：（满足一级自动化要求外，还应满足下述要求）二级自动化机组：（满足一级自动化要求外，还应满足下述要求）（1）具有燃油）具有燃油 机油机油 冷却液自动补充功能。冷却液自动补充功能。（2）无人值守情况下连续运行）无人值守情况下连续运行

28、240h。三三级自动化机组：（满足一二级自动化要求外，还应满足下述要求）级自动化机组：（满足一二级自动化要求外，还应满足下述要求）（1）当机组自启动失败时，自动起动备用机组。）当机组自启动失败时，自动起动备用机组。（2）自动并机和解列。）自动并机和解列。（3）并机运行时能自动分配有功功率和无功功）并机运行时能自动分配有功功率和无功功率。率。2、volvo系系列柴油发电机组列柴油发电机组VOLVO柴油机特点：1）品牌纯正。2）综合质量高3）价格合理4）高度的承受加载能力，快捷可靠的冷起动性能。5）工作平稳，噪音低6）废气排放少，运行费用低7）体积小巧富豪柴油机富豪柴油机：2004年产品提升控制系

29、统采用微电脑技术在相同排量的情况下提升了柴油机的输出功率。控制系统型号有：EDCEDC4EDC4特点：1。执行器：电子执行器4。燃油温度传感器2。进气压力传感器5。转速传感器3。水位传感器6。海拔传感器（选配）7。高海拔功率损失少富豪柴油机型号含义富豪柴油机型号含义TAD1641GE增压型A-空气中冷，W-水中冷，缺省-无中冷柴油排量代号版本号G-发电用V-多用途排放控制例：TAD1631GE增压型，空气中冷，柴油机，16升，发电用三三菱系列柴油发电机组菱系列柴油发电机组特点：1）重量轻，体积小2）燃油消耗低3）维修简单4）结构可靠5）功率齐全三菱柴油机三菱柴油机柴油机型号含义：S6R2PTA

30、A相模原工厂制造缸数系列记号用途P-发电一般用L-车辆用MP-船用TAA-增压空气中冷TA-增压水中冷例：S6R2-PTAA相模原工厂生产6缸增压空气中冷发电用柴油机。大宇柴油机大宇柴油机柴油机型号含义：P126TII功率增强缸数设计号例：P126TI-I功率增压型，涡轮增压中冷，12升，6缸排量涡轮增压中冷机机组预热装置组预热装置预热设备的使用范围：预热设备的使用范围：在机组工作环境温度低于在机组工作环境温度低于0的预热的预热确保机组启确保机组启动成功率动成功率燃油加热器燃油加热器水套加热器水套加热器油加热器油加热器机组配套设备（ATS）一电源自动切换柜（ATS）。二。由由ATS双电源自动转

31、换开关，时间继电器，中间继电器，按钮，指示灯等组成。双电源自动转换开关，时间继电器，中间继电器，按钮，指示灯等组成。有手动有手动/自动操作功能，自动操作，检测市电当市电掉电输出开关量信号起动发自动操作功能，自动操作，检测市电当市电掉电输出开关量信号起动发电机组，机组建压电机组，机组建压ATS转为机组供电转为机组供电。机机组的并车性能要求组的并车性能要求 两台规格型号完全相同的机组，在额定功率因数下，应能两台规格型号完全相同的机组，在额定功率因数下，应能在额定功率的在额定功率的20%100%范围内稳定并联运行。范围内稳定并联运行。要求机组中柴油机调速器的稳态调速率在要求机组中柴油机调速器的稳态调速率在2%5%范围内调范围内调节，控制屏内的调压装置可使稳态电压调整率在节，控制屏内的调压装置可使稳态电压调整率在5%范围内调范围内调整。整。机组并联条件机组并联条件相同品牌相同功率机组并联操作比较理想相同品牌相同功率机组并联操作比较理想非相同品牌相同功率机组并联应满足下列条件非相同品牌相同功率机组并联应满足下列条件1、柴油机：可以远程调、柴油机：可以远程调速，调速率相同、电压相同、相位相同速，调速率相同、电压相同、相位相同2、发电机：可以远程调压，有电压调差功能。、发电机：可以远程调压，有电压调差功能。3、并联机组功率相差不能超过、并联机组功率相差不能超过1：3