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详细说明

高压柴油发电机组

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  • 商品说明
 高压柴油发电机组产品简述:该机组主要分为6KV和10KV两种,所谓的高压柴油发电机组,主要是相对于380V低压而言的。它是以国内外优质名牌柴油机为动力,按照国家标准《GB2820工频柴油发电机组通用技术条件》的规定,并参照《IEC34-I》国际电工委员会旋转电机标准,选配国内外优质发电机所生产的高压系列柴油发电机组(6300V、10500V)。
 
      一、高压柴油发电机组结构构成
 
      1、6.3或10.5KV发电机组
      2、开关柜(固定式或抽出式);
      3、PT柜(电压互感柜);
      4、并机/并网控制器装置(需要时);
      5、接地电阻柜;
      6、直流屏。
 
      二、高压柴油发电机组的工作原理
 
      高压柴油发电机组与低压发电机组的基本工作运行原理是一样的。一般都是由柴油机(陆用发电机组驱动型)带动同步发电机在附属装置和控制器的配合下共同工作运行发出电力。低压柴油发电机组输出功率在十几到几千kVA,高压柴油发电机组的输出功率大都在一千kVA以上。还有少量的高压柴油发电机组采用了燃气轮机带动同步发电机。但无论采用什么类型的柴油机(陆用发电机组驱动型)作为驱动机械,它们的主轴转速都应该设定在1500转/min。这是为了确保三相同步发电机在它们的带动下能够发出符合国家规定的每秒钟50Hz的交流电。
 
      同步发电机转子上的绕组线圈通以直流电流后产生直流转子磁场,它的强弱用磁通Φ表示。当转子被柴油机(陆用发电机组驱动型)带动旋转时,转子的磁场在旋转中切割嵌在同步发电机定子内的绕组(导线绕一圈称为一匝。每个绕组内有N匝线圈),则绕组两端产生感应电动势E。转子磁通Φ越强,定子绕组线圈匝数N越多,则产生的电压越高。同步发电机共有三个(三相)定子绕组,每个绕组的感应电动势E的有效值为:
 
E=4.44ΦfNK
 
      式中,f是同步发电机输出电压的频率50Hz,K是定子绕组内整距线圈与短距线圈的数量比,称为节距因数,通常K≤1。可见,要想让同步发电机发出更高的电压,双管齐下地增大转子磁场的磁通Φ及增加定子绕组内的线圈匝数N就可以做到。高压同步发电机就是依此技术理念制造的。随着电机制造技术的逐步提高以及新材料的不断涌现,现代高压同步发电机的技术性能已趋于完善。
 
      三、高压柴油发电机组特性
 
      1、启动性能稳定、波动小、承受冲击能力强;
      2、可以承受超大功率负载的一次性投入;
      3、一次性加载电压降小;
      4、带大功率负荷时卸载时转速波动范围小;
      5、电子调速系统,转速稳定,反应时间短,动作准确性能高;
      6、永磁无刷交流高压发电机;
      7、输出波形完美,无谐波;
      8、抗电磁干扰能力强;
      9、允许瞬间过载大电流;
      10、F级绝缘F级温升安全等级高。
 
      四、高压发电机性能特点
 
      半个多世纪以来,高压柴油发电机组已从军工领域逐步向国民经济的其他部门普及,其主要得益于高压发电机的性能特点如下:
 
      1、输出电压高
 
      按照相关的国家标准,高压柴油发电机组额定输出的线电压——实际上就是高压发电机输出的线电压10kV。低压发电机组额定输出线电压——实际上是低压发电机输出的线电压400V。高压发电机比低压发电机的输出电压高25倍。
 
      2、输出电流小
 
      发电机的供电能力用其额定容量SH=1.73UHIH表征。它定义了额定功率因数为0.8的发电机在向负载馈送额定线电压为UH的额定线电流是IH时,可供出的额定视在功率SH。
 
      设低压发电机可输出的额定视在功率为SHO,另一台高压发电机可输出的额定视在功率大小同样是SHO。则有(高压发电机)1.73UHGIHG=1.73UHDIHD(低压发电机)。此时高压发电机输出的线电流IHG与低压发电机输出线电流IHD之比为
 
      可见,输出同样的额定视在功率,高压发电机所供出的线电流只是低压发电机的二十五分之一。电流小,电能在输电线路上的损耗就小,而且输配电线缆的横截面积就可小很多,这有利于远距离输电,还可以节省铜材。
 
      3、转子磁场强
 
      高压发电机通过增大转子绕组线圈的匝数和输入线圈的直流电流(叫作励磁电流)可得到比低压发电机强几到几十倍的转子磁场与磁通Φ。励磁电流来自由旋转整流器、无刷励磁发电机、自动电压调节器所构成的发电机自动电压调控系统。该系统把转子磁场磁通Φ与高压发电机输出电压U以负反馈逻辑联动起来,若因负载变动引起U下降,则调控系统使Φ增强而导致U上升。反之亦然。它不仅向转子绕组提供很大的励磁电流产生强势的磁场与磁通Φ,为发电机输出高电压创造了条件,而且还自动地稳定高压发电机的输出电压。
 
      4、定子绕组内线圈匝数多
 
      线圈的匝数越多,则在磁场做切割它的运动时产生的感应电动势就越强。这是发电机的基本原理。高压发电机电流小,定子绕组线圈所用的导线比低压发电机要细的多。这就为增加定子绕组内线圈匝数提供了便利。根据设计要求,不同额定输出功率的高压发电机定子绕组线圈的匝数及线径、每圈的大小、形状等参数不尽相同。但总的来说,高压发电机定子各绕组内线圈的匝数一般比低压发电机多几倍到十几倍。
 
      嵌入这些绕组的定子上的槽沟的多少、形状、长度或者是直径也都是根据高压发电机的性能要求制造出来的。通常定子上还开有通风散热的沟槽并装有温度传感器,以确保工作运行中定子的温升符合设计要求。
 
      高压发电机各定子绕组末端之间的电压达10kV。因此,线圈、绕组、定子槽沟之间的绝缘程度要求很高,以杜绝出现击穿、漏电、打火等有损发电机的严重现象。现代普遍采用介电强度高、介质损耗小并能承受温度强变的交链聚乙烯、特种亚胺薄膜、少胶云母等绝缘材料作为线圈、绕组、槽沟之间的绝缘和填充。使整个定子及绕组的绝缘等级达到F级。
 
      不仅如此,还在每相定子绕组的首端和末端安装上电流互感器,检测这两端之间的电流差值。电流无差值说明电流从进入绕组到流出绕组其值一样,绕组没有击穿、漏电现象,绝缘良好。否则,进、出电流不一样,电流有差值,表明绕组内有漏电或短路现象,连接着电流互感器的自动电流差值测控装置会立即报警并指令停机,以确保高压发电机的安全工作运行。
 
      5、中线接地不一般
 
      10kV高压发电机通常都是对三角形连接的负荷馈送线电压,一般中线不接地。但为了保护发电机或者应对一些特殊的需求,就需要把中线通过电阻柜和接触器柜接地。这是因为任一个绕组本身或其输电线路中出现漏电、短路就会使三个绕组的电流出现不平衡而产生中线电流。电阻柜不仅可以阻止电流的激增,还可为检测控制装置提供实时变化的电压数据,测控装置研判中线电压并自动调控高压发电机在损坏曲线之外运行,虽有中线电流但不超出耐受程度。否则将指令停机,以保护高压发电机。
 
      五、高压柴油发电机组与低压柴油发电机组对比

序号

特点

低压柴油发电机组

高压柴油发电机组

1

容量

可多台机组并联运行

可多台机组并联运行,机房可集中建设

2

输送距离

可短距离输电

可长距离输电

3

损耗

在输配电中线路损耗较大

在输配电中线路损耗较小,不存在输送发热问题

4

成本

设备初期投资较少,维护成本较低,低容量短距离具有较大优势,高容量、长距离使用时成本将远远高于高压机组

设备初期投资较大,维护成本较低,对于大容量、长距离输配电具有明显优势,配套投资费用较低

5

操作维护

操作使用较为简单,对操作使用人员要求较低

操作使用较为复杂,操作使用人员要求较高,必须具有相应高压操作证才能操作

6

配置

配置较为简单

配置较为复杂,尤其在发电机及输出配电柜方面

7

安全

安全性能较高,技术较为成熟,技术门槛较低

安全性能较高,技术较为成熟,技术门槛较高

8

发展趋势

小功率段保持传统市场,大功率段有被高压系统替代的势

采用高压系统为现时世界趋势,需求逐渐增大

 
      六、高压柴油发电机组应用领域
 
      我公司所生产的高压柴油发电机组应用于冶金企业、机场、数据中心等应急备用电源系统,因机组的输出电压10kV与原供电系统电压一致,可直接接入供电系统,省去了大笔供配电系统的设备投资。同时由于机组的输出电压高,输出电流小,在动力传输过程功率损失最小, 适合远距离输送。
 
      在容量要求较大和送电距离较远的应用场合,高压柴油发电机组具有大容量、远距离供电,机房集中建设、可靠性强、配套配电系统简单等明显优点,是大容量机组选型应用的必然趋势,高压柴油发电机组已经在银行、数据中心、冶金、民航等领域进行了大量的应用。
 
      50Hz高压柴油发电机组主要电压等级有:6kV、6.3kV、6.6kV、10kV、10.5kV、11kV等,单台机组功率一般在1000kW以上,多台机组并联使用。
 
      七、高压柴油发电机组控制系统
 
      高压机组控制系统主要由高压开关柜和集中控制台两大部分组成。高压开关柜可设于专门的配电室集中管理,集中控制台可以安装于中央控制室。安装于高压开关柜上的综合保护器及集中控制台上的8808控制屏都带有通用RS232、MODBUS通讯协议接口,用户可以根据需要对整个控制系统的实时数据进行采集,进行集中监控、归档管理。
 
      高压8808智能控制系统主要由发电机进线柜(并机柜)及PT柜、出线柜组成。8808智能主控制器本身已经集成了全面的发电机组保护功能,已经满足了机组本身及其附属设备的基本保护需求。
 
      作为后备冗余保护,用户可根据项目实际需要及操作习惯,在并机柜上可选装综合保护装置(可选项)及差动保护装置(可选项),在出线柜上可选装综合保护装置(可选项),有效的保护机组及设备安装稳定运行。


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