柴油机防雷与接地学习教案.pptx
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1、会计学1柴油机防雷与接地柴油机防雷与接地(jid)第一页,共70页。通信机房用后备通信机房用后备(hubi)发电设备发电设备一、引言一、引言一、引言一、引言供电的安全、可靠对于通信网络的正常运行至关重要,尤其是通信枢纽供电的安全、可靠对于通信网络的正常运行至关重要,尤其是通信枢纽供电的安全、可靠对于通信网络的正常运行至关重要,尤其是通信枢纽供电的安全、可靠对于通信网络的正常运行至关重要,尤其是通信枢纽作为通信网络中极其重要的节点,对供电可靠性要求更高。作为通信网络中极其重要的节点,对供电可靠性要求更高。作为通信网络中极其重要的节点,对供电可靠性要求更高。作为通信网络中极其重要的节点,对供电可靠
2、性要求更高。虽然我国电力网的供电可靠性比以前有大幅提高,但是市电停电的情况虽然我国电力网的供电可靠性比以前有大幅提高,但是市电停电的情况虽然我国电力网的供电可靠性比以前有大幅提高,但是市电停电的情况虽然我国电力网的供电可靠性比以前有大幅提高,但是市电停电的情况却时有发生,即使是由一类市电供电的通信枢纽也不能幸免。却时有发生,即使是由一类市电供电的通信枢纽也不能幸免。却时有发生,即使是由一类市电供电的通信枢纽也不能幸免。却时有发生,即使是由一类市电供电的通信枢纽也不能幸免。当市电全部中断时,由于蓄电池的容量当市电全部中断时,由于蓄电池的容量当市电全部中断时,由于蓄电池的容量当市电全部中断时,由于
3、蓄电池的容量(rngling)(rngling)(rngling)(rngling)有限,不可能长时有限,不可能长时有限,不可能长时有限,不可能长时间维持供电。因此,为避免因市电中断时间较长而影响通信畅通,间维持供电。因此,为避免因市电中断时间较长而影响通信畅通,间维持供电。因此,为避免因市电中断时间较长而影响通信畅通,间维持供电。因此,为避免因市电中断时间较长而影响通信畅通,必须配置备用发电机组作为应急电源。必须配置备用发电机组作为应急电源。必须配置备用发电机组作为应急电源。必须配置备用发电机组作为应急电源。同时,空调与通信设备具有同等的重要性,因此备用发电机组的供电容同时,空调与通信设备具
4、有同等的重要性,因此备用发电机组的供电容同时,空调与通信设备具有同等的重要性,因此备用发电机组的供电容同时,空调与通信设备具有同等的重要性,因此备用发电机组的供电容量量量量(rngling)(rngling)(rngling)(rngling)也须将空调考虑在内。也须将空调考虑在内。也须将空调考虑在内。也须将空调考虑在内。22023/5/25第1页/共69页第二页,共70页。柴油发电机的基本柴油发电机的基本(jbn)工作原理工作原理-11 1 1 1、柴油机驱动发电机运转、柴油机驱动发电机运转、柴油机驱动发电机运转、柴油机驱动发电机运转(ynzhun)(ynzhun)(ynzhun)(ynzh
5、un),将柴油的能量转化,将柴油的能量转化,将柴油的能量转化,将柴油的能量转化为电能。四冲程内燃机的工作步骤:为电能。四冲程内燃机的工作步骤:为电能。四冲程内燃机的工作步骤:为电能。四冲程内燃机的工作步骤:吸气吸气吸气吸气压缩压缩压缩压缩燃烧燃烧燃烧燃烧排气排气排气排气吸气吸气吸气吸气2 2 2 2、无刷同步交流发电机与柴油机曲轴同轴安装,利用柴油、无刷同步交流发电机与柴油机曲轴同轴安装,利用柴油、无刷同步交流发电机与柴油机曲轴同轴安装,利用柴油、无刷同步交流发电机与柴油机曲轴同轴安装,利用柴油机的旋转带动发电机的转子,利用机的旋转带动发电机的转子,利用机的旋转带动发电机的转子,利用机的旋转带
6、动发电机的转子,利用电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应原理,原理,原理,原理,发电机就会输出感应电动势,经闭合的负载回路就能产发电机就会输出感应电动势,经闭合的负载回路就能产发电机就会输出感应电动势,经闭合的负载回路就能产发电机就会输出感应电动势,经闭合的负载回路就能产生电流;生电流;生电流;生电流;32023/5/25第2页/共69页第三页,共70页。柴油发电机的基本工作柴油发电机的基本工作(gngzu)原理原理-23 3 3 3、发电机组最基本的工作原理。要得到可使用的、稳定的电力输出,还需一、发电机组最基本的工作原理。要得到可使用的、稳定的电力输出,还需一、发电机组最基本的工作原理。要得到
7、可使用的、稳定的电力输出,还需一、发电机组最基本的工作原理。要得到可使用的、稳定的电力输出,还需一系列柴油机和发电机控制、保护器件和回路。电气器件包括:系列柴油机和发电机控制、保护器件和回路。电气器件包括:系列柴油机和发电机控制、保护器件和回路。电气器件包括:系列柴油机和发电机控制、保护器件和回路。电气器件包括:载流导体:三相对称的电枢绕组充当功率绕组,成为感应电势或者感应电流载流导体:三相对称的电枢绕组充当功率绕组,成为感应电势或者感应电流载流导体:三相对称的电枢绕组充当功率绕组,成为感应电势或者感应电流载流导体:三相对称的电枢绕组充当功率绕组,成为感应电势或者感应电流的载体。的载体。的载体
8、。的载体。切割运动:原动机拖动转子旋转(给电机输入机械能),极性相间的励磁磁切割运动:原动机拖动转子旋转(给电机输入机械能),极性相间的励磁磁切割运动:原动机拖动转子旋转(给电机输入机械能),极性相间的励磁磁切割运动:原动机拖动转子旋转(给电机输入机械能),极性相间的励磁磁场随轴一起旋转并顺次场随轴一起旋转并顺次场随轴一起旋转并顺次场随轴一起旋转并顺次(shnc)(shnc)(shnc)(shnc)切割定子各相绕组(相当于绕组的导体切割定子各相绕组(相当于绕组的导体切割定子各相绕组(相当于绕组的导体切割定子各相绕组(相当于绕组的导体反向切割励磁磁场)。反向切割励磁磁场)。反向切割励磁磁场)。反
9、向切割励磁磁场)。交变电势的产生:由于电枢绕组与主磁场之间的相对切割运动,电枢绕组中交变电势的产生:由于电枢绕组与主磁场之间的相对切割运动,电枢绕组中交变电势的产生:由于电枢绕组与主磁场之间的相对切割运动,电枢绕组中交变电势的产生:由于电枢绕组与主磁场之间的相对切割运动,电枢绕组中将会感应出大小和方向按周期性变化的三相对称交变电势。通过引出线,将会感应出大小和方向按周期性变化的三相对称交变电势。通过引出线,将会感应出大小和方向按周期性变化的三相对称交变电势。通过引出线,将会感应出大小和方向按周期性变化的三相对称交变电势。通过引出线,即可提供交流电源。即可提供交流电源。即可提供交流电源。即可提供
10、交流电源。42023/5/25第3页/共69页第四页,共70页。柴油发电机组的运行柴油发电机组的运行(ynxng)特点特点1 1、目前,各个省市的通信枢纽基本上均配置了柴油、目前,各个省市的通信枢纽基本上均配置了柴油(chiyu)(chiyu)发电机组作为应发电机组作为应急供电保障。从统计的情况来看,柴油急供电保障。从统计的情况来看,柴油(chiyu)(chiyu)发电机组运行、维护情况发电机组运行、维护情况良好,基本上可以满足通信枢纽的应急供电保障需求。良好,基本上可以满足通信枢纽的应急供电保障需求。2 2、缺陷:在一些环境恶劣的地方,柴油、缺陷:在一些环境恶劣的地方,柴油(chiyu)(c
11、hiyu)发电机组存在缺陷:发电机组存在缺陷:启动可靠性差,启动时须喷低温启动液,带载能力一般,运行稳定性差,经常启动可靠性差,启动时须喷低温启动液,带载能力一般,运行稳定性差,经常出现运行一段时间后出现停机的现象;出现运行一段时间后出现停机的现象;无法一次无法一次100%100%带载,需分次带载,影响备用电源及时为通信设备供电;带载,需分次带载,影响备用电源及时为通信设备供电;大型通信枢纽负载越来越大,单路市电的引入容量在大型通信枢纽负载越来越大,单路市电的引入容量在2000kVA2000kVA以上,甚至达到了以上,甚至达到了5000kVA5000kVA。常规柴油。常规柴油(chiyu)(c
12、hiyu)发电机组的最大容量约发电机组的最大容量约2000kW2000kW左右,需要配左右,需要配置置2 2台以上;台以上;场地所限无法满足多台柴油场地所限无法满足多台柴油(chiyu)(chiyu)发电机组的安装空间;发电机组的安装空间;52023/5/25第4页/共69页第五页,共70页。燃气轮机燃气轮机(rnqlnj)发电机组发电机组的组成示意图的组成示意图燃气轮机发电机组由燃气轮机、发电机和控制系统三大部分组成。燃气轮机发电机组由燃气轮机、发电机和控制系统三大部分组成。燃气轮机是一种燃气轮机是一种(y zh(y zh n n)旋转叶轮式热力发动机,由压气机、燃烧室、涡轮旋转叶轮式热力发
13、动机,由压气机、燃烧室、涡轮机三部分组成。机三部分组成。62023/5/25第5页/共69页第六页,共70页。燃气轮机的工作过程:燃气轮机的工作过程:压气机压气机(即压缩机即压缩机)连续吸气并压缩连续吸气并压缩与喷入的燃与喷入的燃料混合后料混合后流入涡轮机中膨胀作功(燃烧)流入涡轮机中膨胀作功(燃烧)推推动涡轮叶轮带着压气机叶轮一起旋转动涡轮叶轮带着压气机叶轮一起旋转(xunzhu(xunzhu n)n),同时输出机械功带动发电机发电。同时输出机械功带动发电机发电。在燃气轮机启动循环过程中,点火器点火,使空气燃在燃气轮机启动循环过程中,点火器点火,使空气燃料的混合体在燃烧室中燃烧,一旦燃烧成功
14、,点火器料的混合体在燃烧室中燃烧,一旦燃烧成功,点火器停止点火,以后只要空气和燃料不断地输入,则燃烧停止点火,以后只要空气和燃料不断地输入,则燃烧将不断继续下去。将不断继续下去。燃气轮机燃气轮机(rnqlnj)发电机组发电机组的原理的原理-172023/5/25第6页/共69页第七页,共70页。柴油机和燃气轮机的区别(qbi):柴油机的燃烧只是循环过程一个短暂的瞬间过程,因此燃烧是不连续的,喷油和点火是定时的。燃气轮机在点火启动后,则燃烧是持续的。燃气轮机燃气轮机(rnqlnj)发电机组发电机组的原理的原理-282023/5/25第7页/共69页第八页,共70页。燃气轮机燃气轮机(rnqlnj
15、)发电机组发电机组结构原理图结构原理图92023/5/25第8页/共69页第九页,共70页。燃气轮机燃气轮机(rnqlnj)发电机组的优势发电机组的优势-11.1.可靠性高:具有可靠性高:具有(jy(jy u)u)可靠的点火系统,达可靠的点火系统,达99.5%99.5%以上,而柴油发电机组以上,而柴油发电机组只有只有95%95%左右。燃气轮机的零部件数量仅为柴油机的左右。燃气轮机的零部件数量仅为柴油机的30%30%左右;左右;2.2.输出电源品质好:燃气轮机发电机组在平衡负载下是匀速的,输出电压稳输出电源品质好:燃气轮机发电机组在平衡负载下是匀速的,输出电压稳定、波形失真小,波形畸变率为定、波
16、形失真小,波形畸变率为3%3%,柴油发电机组波形畸变率为,柴油发电机组波形畸变率为5%5%;3.3.带非线性负载能力强:在非线性负载下,柴油发电机组有时会发生电压带非线性负载能力强:在非线性负载下,柴油发电机组有时会发生电压/电流震荡、频率漂移,稳定不运行,而燃气轮机发电机组可基本避免。电流震荡、频率漂移,稳定不运行,而燃气轮机发电机组可基本避免。4.4.柴油发电机带非线性负载其容量比为柴油发电机带非线性负载其容量比为2 2:1 1,燃气轮机发电机组容量比,燃气轮机发电机组容量比11.211.2:1 1;102023/5/25第9页/共69页第十页,共70页。燃气轮机燃气轮机(rnqlnj)发
17、电机组的优势发电机组的优势-21.1.体积小、重量轻、吸收负载惯性力强:体积小、重量轻、吸收负载惯性力强:柴油机是往复运柴油机是往复运动改变转动,吸收负载惯性力小。燃气轮机直接是旋转动改变转动,吸收负载惯性力小。燃气轮机直接是旋转运动,不存在机械运动转化问题,因此吸收负载惯性力运动,不存在机械运动转化问题,因此吸收负载惯性力强;强;2.2.废气排放少、噪音小:燃气轮机发电机组产生的噪声一废气排放少、噪音小:燃气轮机发电机组产生的噪声一般为般为85dB(A)85dB(A)(离机组(离机组1 1米处),而柴油发电机组多为米处),而柴油发电机组多为105115dB(A)105115dB(A);3.3
18、.燃气轮机不需要冷却,相比较柴油机复杂的冷却水系统,燃气轮机不需要冷却,相比较柴油机复杂的冷却水系统,可避免泄露、冷却、沸腾及污水等产生的故障;可避免泄露、冷却、沸腾及污水等产生的故障;4.4.节省机房建设节省机房建设(jinsh)(jinsh)及维护等费用;可做成大功率移及维护等费用;可做成大功率移动电源车;动电源车;112023/5/25第10页/共69页第十一页,共70页。燃气轮机燃气轮机(rnqlnj)发电机组发电机组的不足的不足1 1、燃油消耗量大:、燃油消耗量大:燃气轮机燃气轮机(rnqlnj)(rnqlnj)发电机组的燃料消耗量:发电机组的燃料消耗量:0.380.5kg/kWh0
19、.380.5kg/kWh,柴油发电机组的燃料消耗量:柴油发电机组的燃料消耗量:0.240.32kg/kWh0.240.32kg/kWh;2 2、价格较贵:、价格较贵:由于航空用燃气轮机由于航空用燃气轮机(rnqlnj)(rnqlnj)主要采用耐高温高压不锈钢特种材料,主要采用耐高温高压不锈钢特种材料,所以体积小、重量轻、性能可靠,但由于加工工艺要求高,燃气所以体积小、重量轻、性能可靠,但由于加工工艺要求高,燃气轮机轮机(rnqlnj)(rnqlnj)发电机组成本比柴油发电机组高,价格较贵(约发电机组成本比柴油发电机组高,价格较贵(约2 2倍)。倍)。122023/5/25第11页/共69页第十
20、二页,共70页。1000kW1000kW车载式燃气轮机车载式燃气轮机车载式燃气轮机车载式燃气轮机(rnqlnj)(rnqlnj)发电机组图发电机组图发电机组图发电机组图13机动灵活发电功率大低噪声低温(dwn)起动可靠发电品质高、工作稳定排放污染小可多台机组并机发电2023/5/25第12页/共69页第十三页,共70页。燃气轮机燃气轮机(rnqlnj)发电机组的实例测试数据发电机组的实例测试数据1 1、燃气轮机发电机组启动(如图)、燃气轮机发电机组启动(如图)CH1CH1:转速,:转速,CH2CH2:电压:电压(diny)(diny),CH3CH3:电流。燃气轮机发电机组经过:电流。燃气轮机发
21、电机组经过28.828.8秒后秒后启动成功;空载输出电压启动成功;空载输出电压(diny)(diny):398.3V398.3V,稳态电压,稳态电压(diny)(diny)偏差:偏差:0.43%0.43%;转速:转速:101.2%N101.2%N;142023/5/25第13页/共69页第十四页,共70页。燃气轮机燃气轮机(rnqlnj)发电机组的实发电机组的实例测试数据例测试数据2 2、加载、加载242A242A燃气轮机发电机组加载燃气轮机发电机组加载242A242A,经过,经过2.12.1秒后稳定运行。秒后稳定运行。加载过程加载过程(guchng)(guchng)中,中,U=389.941
22、1VU=389.9411V,最大瞬态电压偏差:,最大瞬态电压偏差:2.75%2.75%;转速保持在;转速保持在101.5%N101.5%N。152023/5/25第14页/共69页第十五页,共70页。燃气轮机燃气轮机(rnqlnj)发电机组的实例发电机组的实例测试数据测试数据3 3、负荷变动、负荷变动燃气轮机发电机组负荷突变:燃气轮机发电机组负荷突变:241A241A突加至突加至706.5A706.5A,然后逐渐降为,然后逐渐降为198A198A,用时,用时11.811.8秒。秒。U=432V367.5VU=432V367.5V,最大瞬态偏差,最大瞬态偏差(pinch)(pinch):8.13
23、%8.13%。发动机转速:。发动机转速:101.9N%101.6%N101.9N%101.6%N;整个过程中保持平稳;整个过程中保持平稳;162023/5/25第15页/共69页第十六页,共70页。燃气轮机燃气轮机(rnqlnj)发电机组的实发电机组的实例测试数据例测试数据4 4、满载、满载(m(m nzi)nzi)运行运行燃气轮机发电机组逐渐加载至燃气轮机发电机组逐渐加载至1536A1536A,接近满载,接近满载(m(m nzi)nzi)。满载。满载(m(m nzi)nzi)电压稳定在电压稳定在399.3V399.3V;转速为转速为99.2%N99.2%N左右;左右;172023/5/25第
24、16页/共69页第十七页,共70页。燃气轮机燃气轮机(rnqlnj)发电机组的发电机组的实例测试数据实例测试数据5 5、断开、断开100%100%负载负载满载持续稳定运行满载持续稳定运行(ynxng)25(ynxng)25分钟后断开负载,恢复空载运行分钟后断开负载,恢复空载运行(ynxng)(ynxng)。满载运行满载运行(ynxng)(ynxng)电压:电压:399.8V399.8V,转速:,转速:99.5%N99.5%N左右。断载时,瞬态电压左右。断载时,瞬态电压=425.4V394.1V=425.4V394.1V,瞬态电压偏差:,瞬态电压偏差:6.35%6.35%;瞬态最高转速:;瞬态最
25、高转速:102.6%102.6%。;。;182023/5/25第17页/共69页第十八页,共70页。燃气轮机燃气轮机(rnqlnj)发电机组的实例测试数据发电机组的实例测试数据6 6、停机、停机燃气轮机燃气轮机(rnqlnj)(rnqlnj)发电机组停机过程发电机组停机过程115.7115.7秒,电压降为秒,电压降为0V0V,转速降为,转速降为5%N5%N;经过约经过约5 5分钟,发动机转速降为分钟,发动机转速降为0 0,停机完成;,停机完成;192023/5/25第18页/共69页第十九页,共70页。燃气轮机燃气轮机燃气轮机燃气轮机(rnqlnj)(rnqlnj)发电机组与柴油发电机组的尺寸
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