高壓發電機組的工作原理以及技術性能
柴油發電機組是由同步發電機、驅動機械、控制及附屬裝置組成一體的發電設備?,F代參數、通信等中心的不間斷供電系統廣泛地采用中、大功率的柴油發電機組作為市電的備用電源。它們額定輸出的線V,這在我國輸電網體制中屬于二次配電網電壓范疇,即低壓區段。這些柴油發電機組亦可稱為低壓發電組。
高壓發電機組與低壓發電機組的基本作業原理是一樣的。通常都是由柴油發電機組帶動同步發電機在附屬裝置和控制屏的配合下共同作業發出電力。低壓發電機組輸出容量在十幾到幾千kVA以上。還有少量的高壓發電機組采用了燃氣輪機帶動同步發電機。但無論采用什么規格的發電機組作為驅動機械,它們的曲軸轉速都應當設定在1500轉/min。這是為了確保三相同步發電機在它們的帶動下能夠發出符合國家規定的每秒鐘50Hz的交流電。N匝線圈),則繞組兩端產生感應電動勢E。轉子磁通Φ越強,定子繞組線圈匝數N越多,則發生的電壓越高。同步發電機共有三個(三相)定子繞組,每個繞組的感應電動勢E的高效值為50Hz,K是定子繞組內整距線圈與短距線圈的數量比,稱為節距因數,一般K≤1??梢?,要想讓同步發電機發出更高的電壓,雙管齊下地增大轉子磁場的磁通Φ及增加定子繞組內的線圈匝數N就可以做到。高壓同步發電機就是依此技術理念制造的。隨著電機制造技術的逐步提升以及新材料的不斷涌現,現代高壓同步發電機的技術性能已趨于完善。
半個多世紀以來,高壓發電機組已從軍工領域逐步向國民經濟的其他部門普及,具體起因是它的高壓同步發電機輸出電壓高按照相關的國家標準,高壓發電機組額定輸出的線電壓——實際上就是高壓發電機輸出的線kV。低壓發電機組額定輸出線電壓——實際上是低壓發電機輸出的線VUH的額定線電流是IH時,可供出的額定視在容量SH。設低壓發電機可輸出的額定視在容量為SHO,另一臺高壓發電機可輸出的額定視在容量尺寸同樣是SHO(高壓發電機)1.73UHGIHG=1.73UHDIHD(低壓發電機)。此時高壓發電機輸出的線電流IHG與低壓發電機輸出線電流IHD之比所供出的線電流只是低壓發電機的二十五分之一。電流小,電能在輸電線路上的損耗就小,而且輸配電線纜的橫截面積就可小很多,這有利于遠距離輸電,還可以節省銅材。U以負反饋邏輯聯動起來,若因負荷變動導致U下降,則調控系統使Φ增強而致使U上升。反之亦然。它不僅向轉子繞組提供很大的勵磁電流產生強勢的磁場與磁通Φ,為發電機輸出高電壓創造了因素,而且還自動地穩定高壓發電機的輸出電壓。
線圈的匝數越多,則在磁場做切割它的運動時產生的感應電動勢就越強。這是發電機的基本原理。高壓發電機電流小,定子繞組線圈所用的導線比低壓發電機要細的多。這就為增加定子繞組內線圈匝數提供了便利。根據設計要求,不同額定輸出容量的高壓發電機定子繞組線圈的匝數及線徑、每圈的尺寸、形狀等參數不盡相同。但總的來說,高壓發電機定子各繞組內線圈的匝數通常比低壓發電機多幾倍到十幾倍。嵌入這些繞組的定子上的槽溝的多少、形狀、長度或者是直徑也都是根據高壓發電機的性能要求制造出來的。一般定子上還開有通風散熱的溝槽并裝有溫度傳感器,以確保作業中定子的溫升符合設計要求。因此,線圈、繞組、定子槽溝之間的絕緣程度要求很高,以杜絕出現擊穿、漏電、打火等有損發電機的嚴重現象?,F代普遍采用介電強度高、介質損耗小并能承受溫度強變的交鏈聚乙烯、特種亞胺薄膜、少膠云母等絕緣材料作為線圈、繞組、槽溝之間的絕緣和填充。使整個定子及繞組的絕緣等級達到F
不僅如此,還在每相定子繞組的首端和末端安裝上電流互感器,檢測這兩端之間的電流差值。電流無差值說明電流從進入繞組到流出繞組其值一樣,繞組沒有擊穿、漏電現象,絕緣良好。否則,進、出電流不一樣,電流有差值,表明繞組內有漏電或短路現象,連接著電流互感器的自動電流差值測控裝置會立即報警并指令停機,以確保高壓發電機的安全作業。10kV高壓發電機通常都是對三角形連接的負載饋送線電壓,通常中線不接地。但為了保護發電機或者應對一些特殊的需求,就需要把中線通過電阻柜和接觸器柜接地。這是由于任一個繞組本身或其輸電線路中出現漏電、短路就會使三個繞組的電流出現不平衡而發生中線電流。電阻柜不僅可以阻止電流的激增,還可為檢測控制裝置提供實時變化的電壓參數,測控裝置研判中線電壓并自動調控高壓發電機在損壞曲線之外運轉,雖有中線電流但不超出耐受程度。否則將指令停機,以保護高壓發電機??刂乒?、饋電柜、測量柜、輸配電線纜等都應符合相關的國家標準,才能為安全生產打好基礎。因為高壓設備的使用維護要求嚴格,管理或操控等崗位人員該當受較高壓電氣專業的培訓,并且具有高壓電工操作資質,如高壓電工本。作業中特別是現場高壓設備操控、檢修時要穿好防護工裝,嚴格按流程和規范進行??得魉怪袊裼桶l電機制造公司生產的高壓發電機組引進的是國內外領先技術,結合生產高壓電動機的實踐經驗而設計制造的GTF。
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