同步柴油發(fā)電機組可分為低速同步發(fā)電機組和高速同步發(fā)電機組,因此其工作原理也是各不相同的,本文主要講解一下低速同步發(fā)電機組的發(fā)電原理是怎樣的?
低速同步發(fā)電機多數(shù)由較低速度的水輪機或柴油機驅動,電機磁極數(shù)由4極到60極或者更多。凸極式轉子的每個磁極常由1~2毫米厚的鋼板疊成,用鉚釘裝成整體,磁極上套有勵磁繞組。勵磁繞組通常用扁銅線繞制而成。磁極的極靴上還常裝有阻尼繞組。它是一個由極靴阻尼槽中的裸銅條和焊在兩端的銅環(huán)形成的一個短接回路。磁極固定在轉子磁軛上,磁軛由鑄鋼鑄成。凸極式轉子可分為臥式和立式兩類。大多數(shù)同步電動機、同步調相機和內燃機或沖擊式水輪機拖動的發(fā)電機,都采用臥式結構;低速、大容量水輪發(fā)電機則采用立式結構。
臥式同步電機的轉子主要由主磁極、磁軛、勵磁繞組、集電環(huán)和轉軸等組成。其定子結構與異步電機相似。立式結構必須用推力軸承承擔機組轉動部分的重力和水向下的壓力。大容量水輪發(fā)電機中,此力可高達四、五十兆牛,所以這種推力軸承的結構復雜,加工工藝和安裝要求都很高。按照推力軸承的安放位置,立式水輪發(fā)電機分為懸吊式和傘式兩種。懸吊式的推力軸承放在上機架的上部或中部,在轉速較高、轉子直徑與鐵心長度的比值較小時,機械上運行較穩(wěn)定。傘式的推力軸承放在轉子下部的下機架上或水輪機頂蓋上。負重機架是尺寸較小的下機架,可節(jié)約大量鋼材,并能降低從機座基礎算起的發(fā)電機和廠房高度。
同步發(fā)電機的并聯(lián)運行 同步發(fā)電機絕大多數(shù)是并聯(lián)運行,并網(wǎng)發(fā)電的。各并聯(lián)運行的同步發(fā)電機必須頻率、電壓的大小和相位都保持一致。否則,并聯(lián)合閘的瞬間,各發(fā)電機之間會產生內部環(huán)流,引起擾動,嚴重時甚至會使發(fā)電機遭受破壞。但是,兩臺發(fā)電機在投入并聯(lián)運行以前,一般說來它們的率與電壓的大小和相位是不會完全相同的。為了使同步發(fā)電機能投入并聯(lián)運行,首先必須有一個同步并列的過程。同步并列的方法可分為準同步和自同步兩種?!?/p>
準同步并列:將已加勵磁的待投運發(fā)電機通過調節(jié)其原動機的轉速和改變該發(fā)電機的勵磁,使其和運行中的發(fā)電機的頻率差不超過0.1~0.5%。在兩機電壓相位差不超過10°的瞬間進行合閘并聯(lián),兩者即可自動牽入同步運行。準同步并列的操作可以手動,也可以借自動裝置完成。
自同步并列:把待投入并聯(lián)的發(fā)電機轉速調到接近電網(wǎng)的同步轉速,在未加勵磁的條件下就合閘并聯(lián),然后再加入勵磁,依靠發(fā)電機和電網(wǎng)之間出現(xiàn)的環(huán)流及相應產生的電磁轉矩把發(fā)電機迅速牽入同步。采用自同步并列時,由于減少了調節(jié)發(fā)電機轉速、電壓和選擇合閘瞬間所需的時間,所以并列的過程較快,特別適宜于電力系統(tǒng)事故情況下機組的緊急投入。但是此法 在并列合閘瞬間的電流沖擊比較大,會使電網(wǎng)電壓短時下降,電機繞組端部承受較大的電磁力。
低速同步發(fā)電機組的發(fā)電原理及其復雜,了解了整個發(fā)電原理才能更好的維護和保養(yǎng)柴油發(fā)電機組。
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