發(fā)電機(jī)的分類、原理、結(jié)構(gòu)、使用方法，告別小白，一文全明白
  發(fā)電機(jī)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、國(guó)防、科技及日常生活中有廣泛的用途。發(fā)電機(jī)的形式很多，但其工作原理都基于電磁感應(yīng)定律和電磁力定律。因此，其構(gòu)造的一般原則是：用適當(dāng)?shù)膶?dǎo)磁和導(dǎo)電材料構(gòu)成互相進(jìn)行電磁感應(yīng)的磁路和電路，以產(chǎn)生電磁功率，達(dá)到能量轉(zhuǎn)換的目的。

  發(fā)電機(jī)是指將其他形式的能源轉(zhuǎn)換成電能的機(jī)械設(shè)備，它由水輪機(jī)、汽輪機(jī)、柴油機(jī)或其他動(dòng)力機(jī)械驅(qū)動(dòng)，將水流，氣流，燃料燃燒或原子核裂變產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能傳給發(fā)電機(jī)，再由發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)換為電能。

  一、發(fā)電機(jī)的分類

  柴油發(fā)電機(jī)組中的發(fā)電機(jī)是將柴油機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置，是電力的輸出部分。柴油發(fā)電機(jī)組的種類較多，通?？砂匆韵路椒ㄟM(jìn)行分類:

  ①按使用條件不同，柴油發(fā)電機(jī)組可分為陸用和船用兩大類，陸用機(jī)組又可分為固定式和移動(dòng)式(拖車(chē)式)兩類。

  ②按陸用機(jī)組使用要求的不同，柴油發(fā)電機(jī)組可分為普通型、自動(dòng)化型、低噪聲型和低噪聲自動(dòng)化型。

  ③按發(fā)電機(jī)輸出電流性質(zhì)的不同，柴油發(fā)電機(jī)組可分為交流發(fā)電機(jī)組和直流發(fā)電機(jī)組。

  ④按交流同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁方式的不同，柴油發(fā)電機(jī)組可分為裝備旋轉(zhuǎn)交流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)的機(jī)組和裝備靜止勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)的機(jī)組;

  ⑤按柴油發(fā)電機(jī)組用途的不同，柴油發(fā)電機(jī)組可分為常用發(fā)電機(jī)組、備用發(fā)電機(jī)組、應(yīng)急發(fā)電機(jī)組。

  二、發(fā)電機(jī)的工作原理

  1、柴油發(fā)電機(jī)

  柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，將柴油的能量轉(zhuǎn)化為電能。在柴油機(jī)汽缸內(nèi)，經(jīng)過(guò)空氣濾清器過(guò)濾后的潔凈空氣與噴油嘴噴射出的高壓霧化柴油 充分混合，在活塞上行的擠壓下，體積縮小，溫度迅速升高，達(dá)到柴油的燃點(diǎn)。柴油被點(diǎn)燃，混合氣體劇烈燃燒，體積迅速膨脹，推動(dòng)活塞下行，稱為‘作功’。

  2、汽油發(fā)電機(jī)

  汽油機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，將汽油的能量轉(zhuǎn)化為電能。在汽油機(jī)汽缸內(nèi)，混合氣體劇烈燃燒，體積迅速膨脹，推動(dòng)活塞下行作功。

  無(wú)論是柴油發(fā)電機(jī)還是汽油發(fā)電機(jī)，都是各汽缸按一定順序依次作功，作用在活塞上的推力經(jīng)過(guò)連桿變成了推動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)的力量，從而帶動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)。將無(wú)刷同步交流發(fā)電機(jī)與動(dòng)力機(jī)曲軸同軸安裝，就可以利用動(dòng)力機(jī)的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子，利用‘電磁感應(yīng)’原理，發(fā)電機(jī)就會(huì)輸出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，經(jīng)閉合的負(fù)載回路就能產(chǎn)生電流。

  三、發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)

  發(fā)電機(jī)通常由定子、轉(zhuǎn)子、端蓋及軸承等部件構(gòu)成。定子由定子鐵芯、線包繞組、機(jī)座以及固定這些部分的其他結(jié)構(gòu)件組成。轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵芯(或磁極、磁扼)繞組、護(hù)環(huán)、中心環(huán)、滑環(huán)、風(fēng)扇及轉(zhuǎn)軸等部件組成。由軸承及端蓋將發(fā)電機(jī)的定子，轉(zhuǎn)子連接組裝起來(lái)，使轉(zhuǎn)子能在定子中旋轉(zhuǎn)，做切割磁力線的運(yùn)動(dòng)，從而產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，通過(guò)接線端子引出，接在回路中，便產(chǎn)生了電流。

  四、發(fā)電機(jī)的使用方法

  發(fā)電機(jī)組的電壓變化率約為20～40%。一般工業(yè)和家用負(fù)載都要求電壓保持基本不變。為此，隨著負(fù)載電流的增大,必須相應(yīng)地調(diào)整勵(lì)磁電流。雖然調(diào)整特性的變化趨勢(shì)與外特性正好相反，對(duì)于感性和純電阻性負(fù)載，它是上升的，而在容性負(fù)載下，一般是下降的。

  (1)機(jī)組啟動(dòng)前的準(zhǔn)備：

  1.檢查潤(rùn)滑油的油位、冷卻液液位、燃油量;

  2.檢查柴油機(jī)的供油、潤(rùn)滑、冷卻等系統(tǒng)各個(gè)管路及接頭有無(wú)漏油漏水現(xiàn)象;

  3.檢查電氣線路有無(wú)破皮等漏電隱患，接地線電氣線路是否松動(dòng)，機(jī)組與基礎(chǔ)的連接是否牢固;

  4.若環(huán)境溫度低于零度時(shí)，須在散熱器內(nèi)添加一定比例的防凍劑;

  5.柴油發(fā)電機(jī)組 次啟動(dòng)或停機(jī)較長(zhǎng)時(shí)間后再次啟動(dòng)，應(yīng)先用手壓泵排盡燃油系統(tǒng)內(nèi)的空氣。

  (2)啟動(dòng)：

  1.合上控制箱內(nèi)的保險(xiǎn)后，按啟動(dòng)按鈕，按下按鈕3~5s，若啟動(dòng)不成功，應(yīng)等20s左右再次啟動(dòng)。若多次啟動(dòng)不成功，應(yīng)停止啟動(dòng)操作，排除電瓶電壓或油路等故障因數(shù)后，再次啟動(dòng);

  2.啟動(dòng)時(shí)應(yīng)觀察幾油壓力，若油壓無(wú)顯示或很低時(shí)，應(yīng)立即停車(chē)檢查。

  (3)運(yùn)行：

  1.機(jī)組啟動(dòng)后，檢查控制箱模塊各項(xiàng)參數(shù);機(jī)油壓力、水溫、電壓、頻率等;

  2.通常情況下，機(jī)組啟動(dòng)后轉(zhuǎn)速直接達(dá)到額定轉(zhuǎn)速;有怠速要求的機(jī)組，怠速時(shí)間一般為3~5min，怠速時(shí)間不易過(guò)長(zhǎng)，否則可能燒壞發(fā)電機(jī)相關(guān)元器件;

  3.檢查機(jī)組油路、水路及電器的滲漏情況;

  4.檢查機(jī)組各連接處的緊固情況，看有無(wú)松動(dòng)和劇烈振動(dòng);

  5.觀察機(jī)組各種保護(hù)和監(jiān)視裝置是否正常;

  6.當(dāng)轉(zhuǎn)素達(dá)到額定轉(zhuǎn)速，起空載運(yùn)行的各項(xiàng)參數(shù)穩(wěn)定后，合閘供電;

  7.檢查確認(rèn)控制屏各項(xiàng)參數(shù)是否在允許的范圍內(nèi)，再次檢查機(jī)組的振動(dòng)，有無(wú)三漏及其他故障;

  8.機(jī)組運(yùn)行時(shí)嚴(yán)禁超載。

  (4)正常停機(jī)：

  停機(jī)前必須先分閘，一般情況卸載后需運(yùn)行3~5min停機(jī)。

  (5)緊急停機(jī)：

  1.發(fā)電機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)出現(xiàn)異常情況時(shí)，必須立即停機(jī);

  2.緊急停機(jī)時(shí)，按下急停按鈕或?qū)娪捅猛C(jī)控制手柄迅速推倒停車(chē)位置。

  (6)保養(yǎng)事項(xiàng)：

  1.柴油機(jī)濾芯更換時(shí)間為300H;空氣濾芯更換時(shí)間為每400H;機(jī)油濾芯 次更換時(shí)間為50H，以后為250H。

  2.機(jī)油 次更換時(shí)間為50H，以后機(jī)油正常更換時(shí)間為每250H。

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發(fā)電機(jī)逆功率保護(hù)學(xué)習(xí)
      發(fā)電機(jī)逆功率保護(hù)

  發(fā)電機(jī)逆功率保護(hù)又稱功率方向保護(hù)。一般而言，發(fā)電機(jī)的功率方向應(yīng)該為由發(fā)電機(jī)流向母線，但是當(dāng)發(fā)電機(jī)失磁或其他某種原因，發(fā)電機(jī)有可能變?yōu)殡妱?dòng)機(jī)運(yùn)行，即從系統(tǒng)中吸取有功功率。這就是逆功率。當(dāng)逆功率達(dá)到一定值時(shí)，發(fā)電機(jī)的保護(hù)動(dòng)作，或動(dòng)作于發(fā)號(hào)或動(dòng)作于跳閘。

  1、概述說(shuō)明

  并網(wǎng)運(yùn)行的汽輪發(fā)電機(jī)，在汽輪機(jī)的主汽門(mén)關(guān)閉之后，便作為同步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行：吸收有功功率而拖著汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，可向系統(tǒng)發(fā)出無(wú)功功率。由于汽輪機(jī)主汽門(mén)已關(guān)閉，汽機(jī)尾部葉片與殘留蒸汽產(chǎn)生摩擦而形成鼓風(fēng)損耗，長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)熱而損壞。燃?xì)廨啓C(jī)和水輪機(jī)也主要是對(duì)原動(dòng)機(jī)的損害。發(fā)電機(jī)逆功率保護(hù)主要保護(hù)汽輪機(jī)不受損害。

  對(duì)汽輪機(jī)逆功率保護(hù)的整定計(jì)算，就是要確定該保護(hù)的動(dòng)作功率Pdz及動(dòng)作延時(shí)t。

  1、動(dòng)作功率Pdz的整定 汽輪發(fā)電機(jī)逆功率保護(hù)的動(dòng)作功率可按下式計(jì)算：Pdz=(Krel*P1)/η Pdz-逆功率保護(hù)的動(dòng)作功率 Krel-可靠系數(shù)，取0.8 P1-主汽門(mén)關(guān)閉后，汽輪機(jī)維持同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)所消耗的功率，該功率的大小除與汽輪機(jī)的結(jié)構(gòu)及容量有關(guān)之外，還與汽輪發(fā)電機(jī)的主蒸汽系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)(管道結(jié)構(gòu)及有無(wú)旁路管道等)有關(guān)，一般取額定功率的1.5~2% η-發(fā)電機(jī)拖動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)的效率，取0.98~0.99 所以：Pdz≈(1.2~1.6%)PN PN-發(fā)電機(jī)的額定功率。 實(shí)際中，Pdz=可取1~1.5%PN。

  2、動(dòng)作延時(shí)發(fā)電機(jī)逆功率保護(hù)的動(dòng)作延時(shí)，應(yīng)按照汽輪發(fā)電機(jī)主汽門(mén)關(guān)閉后允許運(yùn)行的時(shí)間來(lái)整定，該允許時(shí)間一般為10~15min。計(jì)算及運(yùn)行實(shí)踐表明，當(dāng)汽輪機(jī)蒸汽系統(tǒng)有旁路管道時(shí)，允許運(yùn)行時(shí)間還要長(zhǎng)一些。 因此，若按照汽輪機(jī)主汽門(mén)關(guān)閉之后允許運(yùn)行的時(shí)間來(lái)整定保護(hù)的動(dòng)作延時(shí)，可取5~10min。動(dòng)作后作用于解列滅磁。

  另外，投運(yùn)的大型汽輪發(fā)電機(jī)，多采用逆功率保護(hù)去啟動(dòng)程序跳閘回路，此時(shí)，動(dòng)作時(shí)間通常取1~2s。 對(duì)于程控逆功率保護(hù)，由于動(dòng)作時(shí)間短，在主汽門(mén)點(diǎn)閉后很短的時(shí)間內(nèi)，由于汽輪機(jī)及發(fā)電機(jī)的慣性，實(shí)際逆功率可能很小，因此逆功率的定值不應(yīng)大于1%PN。

  2、原理介紹

  當(dāng)發(fā)電機(jī)出現(xiàn)逆功率(外部功率指向發(fā)電機(jī)，也就是發(fā)電機(jī)變成電動(dòng)機(jī)工況)，逆功率保護(hù)動(dòng)作斷路器跳閘。需要采集三相電壓和二相電流號(hào)。

  由于一次能源形態(tài)的不同，可以制成不同的發(fā)電機(jī)。利用水利資源和水輪機(jī)配合，可以制成水輪發(fā)電機(jī);由于水庫(kù)容量和水頭落差高低不同，可以制成容量和轉(zhuǎn)速各異的水輪發(fā)電機(jī)。利用煤、石油等資源，和鍋爐，渦輪蒸汽機(jī)配合，可以制成汽輪發(fā)電機(jī)，這種發(fā)電機(jī)多為高速電機(jī)(3000rpm)。 此外還有利用太陽(yáng)能、風(fēng)能、原子能、地?zé)帷⒊毕?、生物能等能量的各類發(fā)電機(jī)。 此外，由于發(fā)電機(jī)工作原理不同又分作直流發(fā)電機(jī)，異步發(fā)電機(jī)和同步發(fā)電機(jī)。在廣泛使用的大型發(fā)電機(jī)都是同步發(fā)電機(jī)。

  何為逆功率?

  眾所周知，發(fā)電機(jī)的功率方向應(yīng)該由發(fā)電機(jī)方向流向系統(tǒng)方向。但由于某種原因，當(dāng)汽輪機(jī)失去原動(dòng)力，而發(fā)電機(jī)出口開(kāi)關(guān)又未能跳閘，則功率方向變?yōu)橛上到y(tǒng)流向發(fā)電機(jī)，即發(fā)電機(jī)變?yōu)殡妱?dòng)機(jī)在運(yùn)行。此時(shí)發(fā)電機(jī)從系統(tǒng)中吸取有功功率，此即為逆功率。

  逆功率的危害

  發(fā)電機(jī)逆功率保護(hù)是汽輪機(jī)由于某種原因?qū)е轮髌T(mén)關(guān)閉而失去原動(dòng)力時(shí)，發(fā)電機(jī)變?yōu)殡妱?dòng)機(jī)帶動(dòng)汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，汽輪機(jī)葉片在無(wú)蒸汽情況下高速旋轉(zhuǎn)會(huì)引起鼓風(fēng)摩擦，特別是在末級(jí)葉片可能會(huì)引起過(guò)熱，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子葉片的損壞事故。

  所以說(shuō)逆功率保護(hù)實(shí)則是對(duì)汽輪機(jī)無(wú)蒸汽運(yùn)行的保護(hù)。

  發(fā)電機(jī)的程序逆功率保護(hù)

  發(fā)電機(jī)程序逆功率保護(hù)主要是防止發(fā)電機(jī)在帶有一定負(fù)荷的情況下，突然跳開(kāi)發(fā)電機(jī)出口開(kāi)關(guān)而汽輪機(jī)主汽門(mén)又未能全部關(guān)閉的情況。在此情況下，汽輪發(fā)電機(jī)組極易發(fā)生超速，甚至飛車(chē)。為避免此種情況，對(duì)于非短路故障的某些保護(hù)，動(dòng)作號(hào)發(fā)出后，先作用于關(guān)閉汽輪機(jī)主汽門(mén)，待發(fā)電機(jī)逆功率繼電器動(dòng)作后，與主汽門(mén)關(guān)閉的號(hào)組成與門(mén)，經(jīng)一短時(shí)限組成程序逆功率保護(hù)，動(dòng)作作用于全停。

  逆功率保護(hù)與程序逆功率保護(hù)的區(qū)別

  逆功率保護(hù)是為了防止逆功率后，發(fā)電機(jī)變?yōu)殡妱?dòng)機(jī)，帶動(dòng)汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，造成汽輪機(jī)的損壞。歸根到底，是怕原動(dòng)機(jī)動(dòng)力不足，反被系統(tǒng)帶著跑!

  程序逆功率保護(hù)是為了防止發(fā)電機(jī)組突然解列后，主汽門(mén)未完全關(guān)閉，導(dǎo)致汽輪機(jī)超速，從而利用逆功率來(lái)規(guī)避。歸根到底，是怕原動(dòng)機(jī)動(dòng)力太足導(dǎo)致機(jī)組超速!

  所以說(shuō)嚴(yán)格意義上來(lái)說(shuō)，逆功率保護(hù)是發(fā)電機(jī)繼電保護(hù)的一種，但主要是保護(hù)汽輪機(jī)。而程序逆功率保護(hù)不是一種保護(hù)而是為了實(shí)現(xiàn)程序跳閘而設(shè)置的動(dòng)作過(guò)程，也叫程序跳閘，一般應(yīng)用于停機(jī)方式。

  關(guān)鍵的是逆功率只要定值達(dá)到就會(huì)跳閘，而程序逆功率除了定值達(dá)到，還要求汽機(jī)主汽門(mén)關(guān)閉，所以說(shuō)在機(jī)組啟動(dòng)過(guò)程中并網(wǎng)瞬間，一定要避免逆功率動(dòng)作。

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