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交流发电机和发电机组额定值的定义
交流发电机上的kVA额定值主要受绕组绝缘系统的热能力控制
交流发电机的额定值定义了其向连接负载提供电力的能力。额定值以kVA为单位,并且是在发电机组应用中交流发电机选型的起点。虽然在选型和选择过程中还必须考虑其他因素,但本文讨论的主题包括额定值和占空比的定义、行业中使用的术语以及这如何为协助GOEM为其发电机组选择合适的交流发电机提供信息。
交流发电机额定值
交流发电机的kVA额定值主要取决于绕组绝缘系统的热容量和所需的预期使用寿命。对于给定的使用寿命,绝缘等级越高,交流发电机运行时的热量越高。
下表列出了用于对绝缘系统的性能进行分类的字母和相应的标称工作温度。
现代绕组绝缘的行业标准是低压系统为H级(<1kV),中压和高压系统为F级(>1kV)。
然而,应该注意的是,分配给绝缘系统等级的字母不一定与交流发电机额定的温升等级相同。如果交流发电机上的kVA额定值导致运行温度低于绝缘系统的标称容量,则运行寿命会延长。相反,如果kVA额定值导致高于绝缘系统标称能力的工作温度,则工作寿命会缩短。
这两种情况都是可接受的运行条件,但是在为特定应用选择交流发电机时,必须考虑交流发电机绕组的预期寿命。
示例:备用电源与主电源应用
在典型的备用电源应用(例如医院)中,每年的运行时间很可能少于200小时。在安装的整个生命周期内,例如15年,这相当于总共多3000小时运行时间。鉴于运行时间相对较低,交流发电机可以在更高的温度下运行,因此额定值相对较高。
出于这个原因,客户将在备用应用的交流发电机上达到kVA额定值峰值。
然而,在连续运行的应用中,例如嵌入式发电方案,运行时间可能高达每年8000小时。这相当于在同样的15年期间运行超过120000小时。在这种情况下,绕组的温度必须使用相对较低的kVA额定值来降低。
因此,客户的交流发电机将达到F级甚至B级kVA额定值。
热损伤曲线说明绝缘寿命随工作温度的变化,并与其他工具结合使用,以便在为特定发电应用的交流发电机指定额定值时做出选型和选择决定。
发电机组额定值
发电机组额定值原理引入了备用和主电源应用的概念。在ISO8528-1的指导下,发电机组额定值的定义按应用分为四个类别。
■ 应急备用电源,(ESP额定值)
■ 限时主电源,(LTP额定值)
■ 主要额定功率,(PRP额定值)
■ 连续运行功率,(COP额定值)
每个定义都规定了以下标准:
■ 负载类型
其中包括可变负载,即负载循环的幅度和持续时间不同,另外还有恒定负载,即负载保持恒定水平,但负载循环的持续时间可能会有所不同。
■ 每年运行小时数
将平均负载水平与发电机组的指定额定值进行比较,并表示为额定kVA的百分比。发电机组必须能够在规定的小时数中在平均负载水平运行。
■ 过载要求
过载能力表示可在指定的持续时间内高于指定kVA额定值的百分比。
交流发电机额定值的术语和定义因行业而异,与发电机组使用的术语和定义不一致。交流发电机的定义以国际标准ISO 8528-3、IEC 60034-1和一些全国标准(如NEMA MG 1-32(北美))为指导,这些标准本身引入了进一步的变化。
下表总结了根据ISO 8528-1对发电机组的定义以及ISO 8528-3和IEC 60034-1对交流发电机的定义。尽管存在差异,但该表显示了如何匹配交流发电机与发电机组的额定值和运行负荷。
需要注意的是,与标准相比,GOEM可能决定提供更高水平的性能,例如更高的平均负载或更长的运行时间。
在将交流发电机与发电机组额定值和应用相匹配时,需要考虑到这一点。
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几种易损坏柴油发电机组的错误操作
常见的柴油发电机组错误的操作方法有以下几种:
1.冷启动后未暖机就带负荷运转
柴油机冷机启动时,由于机油黏度大、流动性差,是机油泵供油不足,机器摩擦面因缺油润滑不良,造成急剧磨损,甚至发生拉缸、烧瓦等故障。因此,燃气发电机组冷却启动后应怠速运转升温,待机油温度达到40℃以上时再带负荷运转;机器起步应挂低速挡,并循序在每一挡位行驶一段里程,直到油温正常、供油充分后,方可正常运行。
2.柴油机在机油不足时运转
因机油供给不足而造成各摩擦副表面供油不足,导致异常磨损或烧伤。因此,机器起步前和柴油机运转过程中要保证机油充足,防止由于缺油而引起拉缸、烧瓦故障。
3.带负荷急停机或突然卸除负荷后立刻停机
柴油发电机组熄火后冷却系水的循环停止,散热能力急剧降低,受热件失去冷却,易造成气缸盖、气缸套、气缸体等机件过热,产生裂纹,或使活塞过度膨胀卡死在缸套内。另一方面,柴油发电机组停机时未经怠速降温,会使摩擦面含油不足,当柴油机再次启动时会因润滑不良而加剧磨损。因此,燃气机熄火前应卸除负荷,并逐渐降低转速、空载运转几分钟。
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柴油机增压器检查和修理
当大修增压器时,要更换下列零件:
①涡轮一端机油控制环。
②V形箍带螺栓、平垫圈和锁紧螺母。
③轴承壳O形圈。
④油封板O形圈。
⑤机油控制环。
柴油机增压器零件的检修方法分述如下:
(1)增压器轴承的检修
1)检查轴承长度的磨损、毛刺和裂纹情况。
2)如果零件磨损超过技术格的限度,轴承就必须报废。
(2)空气压缩机壳的检修
1)可以用细纱布磨平压缩机壳上的小毛刺和刻痕。
2)压缩机壳如有裂纹或变形,则应予以报废。
(3)涡轮壳的检修
1)目测检查涡轮壳有否与叶轮触磨。
2)检查安装凸缘和V形箍带处的裂纹。
(4)轴承壳的检修
1)目测检查轴承壳在进油和回油接头处的裂纹。
2)测量轴承壳孔内径。
3)从空气压缩壳止口到涡轮壳止口在四个等距离的位置上测量轴承壳长度。
4)如果测量结果表明轴承壳有扭曲现象,轴承壳应予报废。
(5)油封板的检修
1)检查油封板上的裂纹,表面粗糙和变形情况。
2)如有损坏,应予更换。
(6)油封套的检修
1)测量油封厚度以检查磨损情况。
2)将新的机油控制环插入槽中,如果间隙超过0.23mm,应将油封套报废。
(7)空气压缩机叶轮的检修
1)如果叶片儿有裂纹。破裂或油与压缩机壳碰刮过的痕迹,空气压缩机叶轮即不能再用。
2)用特种染色溶液检查裂纹。
3)注视叶片“A”区域的损伤情况。
4)“B”区域内的损伤通常是由于叶轮与外壳相接触所引起的。
(8)涡轮叶轮和轴的检修
1)检查密封环槽的损伤情况。浅沟槽或伤痕是许可的,但不容许有深的沟槽。在重新使用之前,要用细纱布研磨。
2)检查涡轮止推凸肩上的刻痕。
3)用特种染色溶液经常涡轮叶轮上的裂纹。
4)如果涡轮叶轮上有裂纹,整个总成就不能使用。
(9)其他 V形箍带如果没有损坏,可以清洁再次使用。