Cummins power equipment (Shenzhen) Co., Ltd
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是指能将机械能或其它可再生能源转变成电能的发电装备通常康明斯发电机公司常见的发电机组通常由汽轮机、柴油发电机或内燃机(发电机、等发电机)驱动,而近年来所说的可再生新能源包括核能、风能、太阳能、生物质能、海洋能等。由于柴油组的容量较大,可并车运转且持续供电时间长,还可独立运行,不与地区大电并列运转,不受市电故障的影响,可靠性偏高。尤其对某些地区常载大电不是很可靠的状况下,把康明斯发电机组作为备载电源,既能起到应急电源的功用,又能通太低压装置的合理优化,将一些平日比较重要的负载在停电时使用,因此在工程中得到广泛的使用。以下对常规的发电机组的基本原理及构造形式分别予以引荐:
1.汽轮发电机组与汽轮机配套的发电机组
为了得到较高的效率,汽轮机通常做成高速的,通常为3000转/分(频率为50赫)或3600转/分(频率为60赫)。核电站中汽轮机转速较低,但也在1500转/分以上。高速汽轮发电机为了减小因离心力而发生的机械应力以及减少风摩耗,转子直径一般做得比较小,长度比较大,即采用细长的转子。特别是在3000转/分以上的大容量高速机组,由于材料强度的关系,转子直径受到严格的限制,一般不能超过1.2米。而转子本体的长度又受到临界转速的限制。当本体长度达到直径的6倍以上时,转子的第二临界速度将接近于电机的运速度度,运行中可能产生较大的振动。故而大型高速汽轮发电机转子的尺寸受到严格的限制。10万千瓦左右的空冷电机其转子尺寸已达到上述的极限尺寸,要再增大电机功率,只有靠增加电机的电磁负荷来实现。为此必须加备用发电机机的冷却。所以5~10万KW以上的汽轮发电机组都采用了冷却效果较好的氢冷或水冷技术。70年代以来,汽轮发电机组的最大功率已达到130~150万KW。从1986年以来,在高临界温度超导电材料探求方面取得了重大突破。超导技术可望在汽轮发电机中得到运用,这将在汽轮发电机组发展史上出现一个新的飞跃。
2.水轮发电机组由柴油发电机驱动的发电机组
因为水电站自然要素的不同,水轮发电机组的容量和转速的变化范围很大。通常小型水轮发电机和冲击式柴油发电机驱动的高速水轮发电机多采用卧式结构,而大、中型代速发电机多采用立式组成。由于水电站多数处在远离城市的地方,一般需要经过较长输电线路向负载供电,因此,电力装置对水轮发电机的运转稳定性提出了过高的要求:电机数据需要仔细选型;对转子的转动惯量要求较大。所以,水轮发电机的外型与汽轮发电机不同,它的转子直径大而长度短。水轮发电机组启动、并机所需时间较短,运转调度灵活,它除了一般发电以外,特别适宜于作为调峰机组和事故备载机组。水轮发电机组的最大容量已达70万KW。
发电机组驱动发电机组运转,将柴油的能量转化为电能,根据其功用的不同,可分为陆用康明斯发电机组及船用康明斯发电机组。
(1)基本原理发电机组驱动发电机运行,将柴油的能量转化为电能。在发电机组汽缸内,经过空气滤芯过滤后的洁净空气与喷油嘴喷射出的高压雾化柴油充分混合,在活塞上行的挤压下,体积缩小,温度迅速升高,达到柴油的燃点。柴油被点燃,混合气体剧烈燃烧,体积迅速膨胀,推动活塞下行,称为‘作功’。各汽缸按一定顺序依次作功,作用在活塞上的推力经过连杆变成了推动曲轴转动的力量,从而带动曲轴旋转。将无刷同步交流发电机与发电机曲轴同轴装配,就可以利用发电机的旋转带动发电机的转子,利用‘电磁感应’原理,发电机就会输出感应电动势,经闭合的负荷回路就能产生电流。这里只描述发电机组最基本的作业原理。要想得到可使用的、稳定的电力输出,还需要一系列的发电机和发电机控制、保护器件和回路。
(2)康明斯发电机组的组成分析
一台普通型柴油发电机组主要由发电机、发电机以及控制系统三部分结构,发电机组和发电机组有两种连接方法,一为柔性连接,即用连轴器把两部分对接起来,二为刚性连接,用高强度螺栓将发电机钢性连接片和发电机组飞轮盘连接而成,目前市场上的康明斯发电机组使用刚性连接的比较多一些,发电机和发电机组连接好之后装配在公共底架上,然后配上各种起保护作用的传感器,如水温传感器,通过这些传感器,直观地把发电机的运行状态显示给操作员,而且有了这些探头,就可以设定一个上限,当达到或超过这个限定值的时候控制系统会预先报警,这个时候如果操作员没有采取措施,控制系统会自动将机组停掉,柴油发电机组就是采取这种方法起自我保护用途的。传感器起接收和反馈各种信息的功用,真正显示这些参数和执行保护功用的是柴油发电机组的控制系统,操作界面一般装配在发电机组上,称为背包式操作界面,也有部分是独立一个屏放置在操作室内,称为分体式操作系统,控制面板通过电缆和发电机组以及传感器连。