发动机发电机（精选十篇）
发动机发电机 篇1
关键词：发动机发电机,发动机试验,模拟加载装置
引言
随着当代科技的快速发展, 机械已成为人类生活中必不可少的工具, 而交流发电机作为机械的重要组成部分, 也越来越被人们关注。发电机是汽车的主要电源, 其功用是在发动机正常运转时 (怠速以上) , 向所有用电设备 (起动机除外) 供电, 同时向蓄电池充电。
1、汽车发电机在发动机试验中的现状分析
1.1 现状分析
目前, 在进行发动机开发测试时, 发电机只是空转, 不考虑其负载情况, 即不考虑发电机为整个系统 (在发动机是汽车发动机时, 该整个系统为整车) 供电时做功消耗的能量, 这就致使在发动机开发过程中无法考虑发动机发电机在不同负载状态下对发动机本身的影响, 进而无法更科学更全面地考核发动机的耐久性、磨损率、油耗率、机械完整性、相关系统性能以及排放性能等。
1.2 模拟整车状态的需求
实际的整车运行过程中, 发电机会为电瓶供电, 在整车转向过程中液压助力转向系统处于带载工作状态, 通过助力转向泵对外输出功率, 驱动液压油在整车转向动力缸两侧形成压力差, 最终为驾驶员提供一定的转向助力, 此过程会消耗部分发动机功率。但是, 在常规的发动机单体试验过程中液压助力转向泵处于空转状态, 并未实现该部分功率的消耗, 因此, 常规发动机单体试验的环境与实际整车环境存在偏差。如果想要更加真实的、科学的模拟和考核发动机在整车环境下的运转状态, 同时, 为研究动力转向泵工作过程中对发动机功率消耗、发动机前端轮系等的影响, 就需要在发动机单体试验过程中实现液压助力转向泵的带载运行。
2、汽车发电机模拟载荷装置设计方案
2.1 汽车发电机模拟载荷电控设计
如图1所示, 汽车发电机模拟载荷装置包括正、负电源接入端子J1、J2, 及以并联的方式电连接于正、负电源接入端子J1、J2之间的各负载电路, 该负载电路包括串联连接的负载L和开关K。对于汽车发电机模拟载荷装置, 通过控制开关K的通断, 即可控制是否将对应负载电路上的负载L接入整个汽车发电机模拟载荷装置, 进而可以根据需要调节载荷的大小, 以通过汽车发电机模拟载荷装置模拟不同的实际工况。该负载L在为风扇的情况下具有优良的特性, 因为风扇相对于电阻丝、灯泡等负载具有更好的稳定性, 而且不仅不会增加额外的热辐射, 还具有一定的散热作用。
该开关K可以为手动控制的机械开关也可以为受电信号控制的受控开关, 如图2所示, 在开关K为受控开关时, 该汽车发电机模拟载荷装置1还包括控制器15和为受控开关供电的开关电源, 控制器15用于向各负载电路的受控开关输出作为开关控制信号的电信号, 这样控制器15可以根据操作人员的控制指令针对各负载电路的受控开关输出开关控制信号, 该种方式具有安全和针对各受控开关的开关控制信号之间的同步性高的优点。该种受控开关可以为继电器, 具体为继电器的触点 (可以为常开触点, 也可以为常闭触点) 连接于负载电路上, 而继电器的线圈连接于控制器15的控制回路上, 用于接收该开关控制信号, 另外, 该受控开关还可以是开关管等开关元件。在该技术方案中并未从正、负电源接入端子J1、J2获取电源为受控开关供电, 而是为受控开关设置单独的开关电源的目的是可以精确计算发动机模拟载荷的大小。在此, 控制器15例如可以采用工控机, 其自身具有单独的供电电源。
2.2 汽车发电机模拟载荷硬件设计
为了可以整体移动该汽车发电机模拟载荷装置, 以便于组装;如图3所示, 该汽车发电机模拟载荷装置1还可包括机架11, 机架11包括负载层A1和电气层A2, 负载L均安装于负载层A1, 开关K、开关电源及正、负电源接入端子J1、J2均安装于电气层A2, 该种分层结构不仅可以实现负载的电气隔离, 还便于操作人员进行线路的连接。在图3所示的实施例中设置有三层负载层A1, 每层设置有六个负载L, 即图3所示的汽车发电机模拟载荷装置1具有十八个负载电路, 通过选择风扇的型号与功率并进行组合, 可以适用于任何不同大小的汽车发电机模拟载荷, 即可以通过汽车发电机模拟载荷装置1模拟发动机的所有实际使用工况。
为了便于移动汽车发电机模拟载荷装置, 可在该机架11的底部安装移动滚轮12。
2.3 汽车发电机模拟载荷总布置设计
如图4所示, 发动机加载测试系统包括现有测试系统中的发动机2和发电机3, 发动机2例如通过皮带传动机构带动发电机3旋转发电, 该汽车发电机加载测试系统还包括电瓶4、输出功率采集模块5、为输出功率采集模块5供电的模块电源及上述汽车发电机模拟载荷装置1, 发电机3的正极和负极与电瓶4的正极和负极对应连接, 以形成为电瓶4充电的充电回路, 电瓶4的正极和负极与汽车发电机模拟载荷装置1正、负电源接入端子J1、J2对应连接, 以通过汽车发电机模拟载荷装置1消耗电能, 输出功率采集模块5用于采集发电机3在不同载荷下的发电量, 即发电机3的输出功率。
输出功率采集模块5可包括电流传感器和电压传感器, 电流传感器用于采集上述充电回路的电流值, 电压传感器用于采集发电机3的正极和负极之间的电压值, 这样通过计算采集到的电流值与电压值的乘积即可获得发电机3在当前汽车发电机模拟载荷下的发电量。
在开关K为受电信号控制的受控开关的情况下, 上述模块电源和为受控开关供电的开关电源可为同一电源模块, 该电源模块用于将220V交流电转换成为受控开关供电的第一直流电压 (例如14V直流电压) 和为输出功率采集模块5供电的第二直流电压 (通常为12V直流电压) 。
在进行发动机加载测试时, 可以依次增加闭合开关的数量 (即依次模拟不同的实际使用工况) , 并分别记录发电机在不同汽车发电机模拟载荷下的发电量, 进而可对发动机在不同汽车发电机模拟载荷下的性能进行全方面的分析。
3、应用效果验证
试验目的:确认相同载荷, 发动机不同转速下, 发电机输出功率的一致性;
试验内容:油门全开 (90%) 状态, 转速1500rpm, 运行发电机加载装置;开启风扇数量 (2, 4, 6....直到发电机达到满负荷) , 每个载荷点改变发动机转速 (1500, 2000...4000rpm) , 每个工况点采集时间不小于30s;
试验结论:在发电机功率范围内, 加载功率一致性良好, 发电机输出功率波动率≤1.5%。
4、结论
本文介绍了汽车发电机模拟加载装置在发动机试验中的使用, 提出了一套能够满足该需求的模拟系统, 并对模拟系统的设计方案、基本原理以及实施效果等进行了介绍。
参考文献
[1]陈家瑞.汽车构造[J].北京:机械工业出版社, 2009.2.
《电动机和发电机》教学设计 篇2
【教材分析及设计思路】【学习目标】【教学重点】 电动机的原理和磁生电的条件。
【教学难点】 电动机的换向器是怎样自动改变电流的方向.探究磁生电的条件。
【学生起点分析】【教学过程设计】学技术创造美好生活，增强节能环保意识，初步树立创新意识.）[JP。
二、发现磁生电现。
提出问题：利用玩具电动机能否反过来实现机械能转化成电能。
演示：卸下玩具电动机的电池（没电了），将原来装电池的接片接入一个发光二极管，快速转动轮子看到发光二极管发光（有电了）。
拆卸玩具让学生观察结构：磁体和线圈。
（引导学生观察电动机外壳吸引大头针帮助判断是磁体。
（设计意图：制造认知冲突，激发探究热情.培养电生磁的逆向思维和电动机的电能转化为机械能的逆向思维.使学生从生活现象中发现问题回到物理课堂探究学习成为一种习惯，为下一步探究磁生电的条件做好铺垫.。
三、探究：“产生感应电流的条件。
学生介绍法拉第资料，谈感受.（通过课前收集科学家资料了解科学家们是怎样克服一个又一个困难达到成功的彼岸.。
（PPT）展。
（一）探究：“产生感应电流的条件。
活动安排。
1.提问：要模拟玩具车电机产生感应电流，需要哪些实验器材。
2.怎样证明电路中有感应电流呢？（介绍灵敏电流计，学生连接电路，自己摸索，产生感应电流的条件，并汇报.。
我们可以制作一个磁体模型。
3.一端表示N极，一端表示S极，红色线表示磁感线，用小刀代替导体（线圈）演示切割磁感线运动和不切割磁感线运动.请同学们自己探究：“有磁场但不产生感应电流的条件。
（二）探究：感应电流的方向跟那些因素有。
1.提出问题：感应电流的方向跟那些因素有关？请同学们讨论一下。
2.请同学们根据：“探究产生感应电流的条件”的活动作出猜想。
3.同学们利用控制变量法设计实验并讨论方案。
4.实验探究并记录观察结果。
（1）当磁场方向相同时，改变导体切割磁感线的运动方向时，感应电流的方向（改变/不变）。
（2）当导体切割磁感线运动方向相同，改变磁感线方向，感应电流的方向（改变/不变）。
（3）当同时改变导体切割磁感线运动方向和磁感线方向时，感应电流的方向（改变/不变）。
5.在上述活动中，闭合电路的哪一部分相当于电源。
（意图：培养学生的实验设计能力;让学生自己摆弄，在无意中发现感应电流的产生，易调动主动探究的意识在逆向探究，符合科学探究发现的真实，学生体验感悟研究方法.。
（PPT）讲述科拉顿错失良机.（让学生帮助分析失败原因，增强团结合作意识.。
四、观察“手摇发电机发电。
（PPT）观察一台最简单的实验室演示用的模型手摇发电机.完成以下问题。
（1）观察手摇发电机模型的结构。
（2）摇动手柄时，小灯泡会，说明电路中有.灯的亮度（改变/不变），说明电流的发生变化。
（3）将小灯泡换成小量程电流表，缓慢摇动手柄，指针，说明电流的发生变化。
（4）连续转动线圈，观察每转一圈，电流方向改变的次数。
（5）总结：线圈在磁场中转动时产生的电流的大小、方向都随时间发生周期性变化，我们把这种电流叫交变电流。
（6）发电机在发电时，消耗了能，获得了能，即实现了能转化为能。
（7）发电机线圈转速越快，小灯泡亮度越。
（意图：通过引导观察发现突破难点，小灯泡亮度的改变、小量程电流表的指针的偏转情况，理解什么是交流电.线圈每转一圈电流方向改变两次，理解“周期性变化”.转速对小灯泡亮度的影响.。
师：请同学们利用制作的电动机改成发电机将小喇叭接入，听听小喇叭是否能发声？能否设计一个户外活动时便携的可发电的手电筒。
展示手按发电手电筒.（意图：利用所学解决简单问题，再次体验任何发明的基础是科学探究的结果，初步具有创造发明的意识.。
五、展示课前学生收集的发电类。
（PPT）介绍常规发电和新型发电实例。
发动机发电机 篇3
关键词：碟式太阳能热；发电系统；斯特林发动机；斯特林循环
中图分类号：TU995 文献标识码：A 文章编号：1674-1161（2015）03-0040-03
在化石能源储量日益减少、环境污染问题越来越突出的背景下，太阳能因具有储量丰富、便于获取及无污染等特征，被认为是未来重要的可再生能源。太阳能热发电方式凭借发电成本低、技术成熟、与化石燃料容易构成混合发电系统等优点，成为最被看好的发电方式。在所有的太阳能热发电技术中，碟式太阳能热发电系统因有最高的光电转化效率而具有广阔的发展前景。
1 碟式太阳能热发电系统概述
1.1 发展动态简介
美国Advaned Corporation于1984年建立了一套25 kW碟式斯特林太阳热发电系统，太阳能—电能的最高转换效率记录是29.4%。MDAC建立了8套碟式斯特林热发电系统，系统净效率大于30%，后来MDAC将硬件和技术全部转让给Southern Califonia Edison（SEC）。SEC在1986—1988年间进行试验，年平均效率达12%。20世纪90年代以来，美国的若干企业和研究机构在政府部门的资助下，以项目或计划方式加快碟式太阳热发电技术的研发步伐。2010年1月全球首台1.5 MW商业化碟式太阳能热发电系统在美国投运。
在国内，早从1980年左右就开始研究碟式太阳能热发电技术。李鑫、李斌等以能量守恒方程为基础，结合抛物面光学特性，建立一个计算聚光器的数学模型，并采用试算和迭代核算相结合的方法，对聚光器的尺寸进行计算，对太阳能热发电系统的经济性进行分析。高瑶设计了一套5 kW的碟式太阳能热发电系统，并模拟此系统在1 d中的实际工作情况，为我国碟式太阳能热发电技术的开发利用提供了数据支持。
1.2 工作原理
碟式斯特林太阳能热发电系统主要由聚光器、吸热器、斯特林机等组成，系统原理如图1所示。其工作原理是将投射到聚光器表面的太阳光聚集到吸热器上，吸热器吸收太阳辐射，将其转化为热能并传递给工质，使工质温度升高，形成高温热源送入斯特林发动机，热量转化为机械能后推动发电机运转，对外发出电能。
在整个碟式太阳能斯特林发电系统中发挥重要功效的是斯特林发动机，它负责将吸热器吸收的抛物面聚光镜反射汇聚的入射太阳光能量转化为机械能，斯特林发动机提供的机械能带动发电机运转，可以进一步将机械能转化为电能。
2 斯特林发动机简论
斯持林（strling）发动机是一种外部加热的闭式循环发动机，主要包括冷却器、回热器、集热器、冷腔、热腔等。如图2所示，斯特林发动机的气缸里有两个活塞分别和热腔、冷腔相连，冷腔里的活塞运动将工质等温压缩，热腔活塞保持不动，冷腔吸收工质放出热量；随后冷腔活塞继续运动到上止点，热腔活塞也开始以相同的速率向下止点运动，工质从冷腔流向热腔，流经回热器时吸收一部分热量，温度升高，压力增大，实现等容加热；随后高温高压的工质膨胀做功，热腔活塞运动到下止点，冷腔活塞保持不动，同时工质流经加热器吸收热量，温度保持不变，实现等温膨胀；随后，冷腔活塞开始向下止点运动，热腔活塞以相同的速率向上止点运动，工质从热腔流向冷腔，流经回热器时散失一部分热量，温度降低，压力减小。斯特林发动机凭借上述循环过程将热能转化为机械能，从而带动发电机发出电能。
2.1 斯特林循环
斯特林循环是一种理想的热力循环，由两个等温过程和两个等容过程组成。图3表明斯特林循环和实现斯特林循环的循环系统及动作过程。循环系统由1个装有两个活塞的气缸构成，在2个活塞间设有回热器。回热器在一个循环中交替从工质吸收热能和向工质释出热能，因而可以将它设想为一块热力海绵。回热器两侧由活塞和气缸组成的腔室分别形成热的膨胀腔（又叫热腔）和冷的压缩腔（也叫冷腔）。这两个腔室的容积变化分别由活塞控制。斯特林循环有4个热力过程组成：等温压缩过程、等容加热过程、等温膨胀过程、等容冷却过程。
2.2 关键技术
斯特林发动机的关键技术包括性能仿真、热交换器设计与制造、密封和控制等。性能仿真技术主要是对实际的斯特林循环进行模拟仿真，国际上应用较多的是二级分析法和三级分析法（节点分析法）。由于这两种分析法建立的模型与实际工作过程有很大差别，因此需要建立精度更高、更接近实际的CFD模型，以提高模型的精度，进而提高斯特林发动机的综合性能。
换热器是斯特林发动机的重要组成部分，换热器上的损失（回热损失、流阻损失、轴向导热损失等）是斯特林发动机的主要损失，因此换热器的设计与制造技术是影响斯特林发动机综合性能的重要因素。
由于斯特林发动机主要靠工质在汽缸内的往复运动进行工作，因此提高斯特林发动机的密封技术（无论是对提高性能还是增加寿命）具有重要意义。
控制技术是调节斯特林发动机工作的核心技术，但斯特林发动机的控制技术远不如内燃机成熟，因此提高斯特林发动机的控制技术，对提高斯特林发动机和碟式太阳能热发电系统的综合性能有着重要意义。
3 斯特林发动机在碟式太阳能热发电系统中的应用
斯特林发动机在太阳能热发电领域有着重要的应用。用斯特林发动机作为动力系统的太阳能热发电技术，在美国和澳大利亚等国家已经取得了实质性的突破，很多实验电站已经运行多年，大规模的商业运行电站正在建立。2005年8月11日，SCE公司（Southern California Edison）和SES公司（Stirling Energy Systems）宣布签订20 a采购协议，由SES公司在美国洛杉矶东北莫哈韦沙漠地区采用碟式斯特林发电系统建造一座500 MW并逐步扩大到850 MW的太阳能热发电站。该电站预计将由2万个碟式斯特林发电系统组成，占地18 km2，这是太阳能斯特林发动机技术在商业发电领域第一次大规模应用。2005 年10月12日，SES公司宣布与SDG&E公司（San DiegoGas & Electric）签订提供300～900 MW太阳能电力合同，大约是圣地亚哥地区现有太阳能发电能力的30倍。目前SAIC（The Science Applications International Corporation） 又和美国 Sandia 国家实验室联合开发商用25 kW太阳能热电系统，计划在5 a时间内分3个阶段将56座碟式斯特林发电系统安装和示范于全美各州电能利用基地。
2012年7月底，大连宏海新能源发展有限公司与瑞典Cleanergy公司合作完成的华原集团100 kW碟式太阳能光热示范电厂在内蒙古鄂尔多斯市成功安装，现完成联合调试并进入试运行阶段。这是国内第一个应用碟式太阳能斯特林技术进行发电的光热示范电厂。
4 结语
近年来，斯特林发动机的研究在世界领域取得了突破性进展，能源危机使世界各国对斯特林发动机备加重视，进一步加快了斯特林发动机的发展速度。从目前的研究现状来看，在整个碟式太阳能斯特林发电系统中发挥重要功效的是斯特林发动机，控制技术是调节斯特林发动机的核心技术。所以，提高斯特林发动机的控制技术，可以大大提高碟式太阳能热发电系统的效率。这也是未来研究太阳能热发电系统必须认真对待的问题。
参考文献
[1] 高瑶.5kW点聚焦太阳能斯特林发电系统的性能分析[D].南京：南京航空航天大学，2006.
[2] 金东寒.斯特林发动机技术[M].黑龙江：哈尔滨工程大学出版社，2009
[3] 王军，刘德有，张文进，等.碟式太阳能热发电[J].太阳能，2006（3）：31-3.
[4] 王国莹，霍天强.太阳能热发电—太阳能斯特林热发电[J].西北水力发电，2006（22）：45-46.
[5] 杨泰蓉，叶宏，王军，等.斯特林循环分析法的发展及1 kW斯特林机二级简化分析[J].太阳能学报，2008，29（8）：999-1 007.
Abstract： Based on the analysis of operating principle of dish-stirling solar power generation system， the article uses the stirling engine in the system of dish-stirling solar power generation as the object， analyzes the key technique of stirling cycle and engine， and combined the research status of stirling engine in dish-stirling solar power generation system， pointed out many research hot points of stirling engine， provides a reference for relative research of dish-stirling solar power generation system.
汽车发动机尾气复合发电系统设计 篇4
1 汽车发动机尾气复合发电系统设计依据
汽车发动机在工作过程中会产生尾气, 尾气具有能量高、压力大、温度高等特点, 据调查结果显示, 汽车尾气的排出是带走燃烧热量的重要途径, 通常来讲, 汽车尾气所带走的热量占燃料燃烧产生能量的40%左右, 不仅如此, 尾气压力可达到0.4MPa, 温度可达到900K以上, 而这些随尾气散出的热量释放到空气中造成一种能量浪费。如果可以将这些尾气加以利用例如汽车尾气的压力与余热可以驱动发电机发电, 给汽车用电设备供电或储存到蓄电池中, 就可以实现节约能源、降低排放, 从而降低车辆能源消耗, 减少了空气污染。
2 汽车发动机尾气复合发电系统设计
2.1 探究汽车发电机复合系统设计思路。
前文已述, 汽车发动机尾气能量高、压力大、温度高, 故而在设计复合发电系统时, 要综合尾气的特点进行设计。驱动发电机需要利用涡轮与汽轮在高温高压的条件下共同作用完成的, 而汽车发动机尾气又具备温度高压力大的特点, 故而可以选择利用尾气辅助驱动发电机, 取代传统发电机给全车供电, 实现对发动机尾气压力和余热的充分利用。
在发动机排气总管上安装一个涡轮, 发电机跟涡轮同轴。从发动机气缸排出的高压尾气, 冲击涡轮转动, 涡轮带动发电机发电。在发动机排气歧管和排气总管部分安装蒸发器, 在蒸发器上安装喷管, 喷管后方安装汽轮机, 发电机与汽轮机同轴。发动机气缸排出的高温尾气, 将余热传递给蒸发器中的工质, 工质蒸发从喷管喷出, 作用在汽轮机上, 汽轮机高速转动, 同时带动发电机一起转动发电。
2.2 复合发电系统结构特点。
汽车发电机尾气复合发电系统主要由叶轮发电系统、涡轮发电系统、电气设备组成。不同的组成系统有着不同的结构特点。以下是对复合发电系统结构特点的具体分析。
2.2.1 叶轮发电系统。
在发动机的排气歧管和排气总管上设计安装壳管式蒸发器, 以吸收尾气中的热量。蒸发器连接喷管, 喷管后端连接汽轮机, 汽轮机固定在机架上, 汽轮机后连接冷凝器, 汽轮机和冷凝器通过液体传输管连接, 中间设有单向阀, 工质对汽轮做功后, 进入冷凝器进行液化;冷凝器与发动机冷却系冷却水管相连接, 通过冷却水对工质进行冷却液化;冷凝器和储液罐也通过液体传输管连接, 中间设有单向阀, 液化后的工质进入储液罐储存。工质泵一端用液体传输管连接储液罐, 另一端用液体传输管连接到蒸发器, 将液态工质从储液罐中泵出, 送往蒸发器, 在蒸发器中产生的高压过热蒸汽从喷管高速流入汽轮机, 喷管是渐缩喷管, 把蒸汽的热能转变成动能的结构原件。工质对汽轮机做功后经过冷凝器液化后进入储液罐储存。
通常来讲, 蒸发器一般选择采用30~40根壳管式蒸发器, 材料采用导热性好的紫铜管, 紫铜管壳管与发动机排气歧管和排气总管紧密接触。喷管是渐缩喷管, 在蒸发器中产生的高压过热蒸汽从喷管流入汽轮机, 随着喷管截面的逐步缩小, 流速逐渐加大, 直至最小截面管口处流速最高。冷凝器为卧式壳管式冷凝器, 主要由外壳, 水箱, 换热铜管, 管板组成。冷凝器壳体采用不锈钢钢板卷制而成, 无缝黄铜管通过过盈连接的方式胀接在冷凝器内水箱的管板上。水箱通过分隔板分成第一水箱、第二水箱和第三水箱, 第一水箱和第三水箱可以拆卸。冷却工质采用综合性能良好、使用最最广泛的中低温环保制冷剂。这里需要注意的是为了复合发电系统更加完整适用, 在叶轮发电系统结构中, 要求系统的管路和零部件必须具备良好的密封性能。
2.2.2 涡轮发电系统.
涡轮机进气管道和发动机排气总管相连, 固定于发动机机架上。涡轮机固定于传动轴一端, 并与汽轮机和发电机配合对接, 传动轴通过滑动轴承支撑固定, 为涡轮机、汽轮机和发电机共同转动轴。涡轮机出口连接发动机排气管。
2.2.3 相关电气设备。
电气设备是复合发电系统的重要组成部分, 这里所说的电气设备是指汽车用电设备与蓄电池。电机与电压调节器构成发电系统, 与电气设备用导线连接起来, 发电机是一个将动能转变为电能的装置, 利用传动轴驱动。电压调节器实现对发电机输出电压的自动调节, 维持发电机的电压为给定水平。
2.3 复合发电系统工作过程。汽车发动机运行时, 发动机尾气由排气歧管排出, 具有一定压力、温度的尾气经过排气管。
2.3.1 安装在排气管上的蒸发器中的液态工质R134a吸收尾气的热量, 蒸发膨胀, 产生的高压蒸汽从渐缩喷管高速流入汽轮机, 且流速随着喷管截面的逐步缩小而逐渐加大, 直至最小截面管口处流速达到最大值, 高速气流冲击汽轮机的叶轮, 汽轮机高速转动, 驱动传动轴转动。气态R134a对汽轮机做功后, 进入冷凝器, 冷凝器与发动机冷却系冷却水管连接, 其外壳由不锈钢板卷制, 经过冷凝器液化的工质R134a进入储液罐储存, 冷凝器与储液罐中间设有单向阀, 防止液态工质回流。工质泵将储液罐中的液态R134a泵入蒸发器中, 下一个循环开始。
2.3.2 高压尾气通过排气总管进入涡轮机进气管道。
由于进入涡轮机时尾气压力和温度迅速下降, 流速提高。高速气流按气流流势进入涡轮机进气管, 冲击涡轮叶片, 使涡轮机高速旋转, 通过涡轮机的尾气通过排气管排出, 最终排入大气。涡轮机高速旋转驱动与其固定安装在一起的传动轴旋转。
2.3.3 传动轴为涡轮机、汽轮机和发电机共同转动轴。
传动轴的旋转带动发电机工作, 实现机械能向电能的转变, 从而实现尾气废能的有效利用, 以达到本系统的设计目的。
结束语
综上浅述, 汽车发动机尾气有着充分再利用条件, 可以利用其高能量高温度高压力等特点, 与其他辅助零件相配合作用于发电机上, 形成汽车发电机复合发电系统。复合发电系统有着一定的结构组成与工作过程, 可以提高能量的利用率, 有效提高汽车的经济性、动力性等问题, 是突破传统发电机发电系统的新型节能发电系统。由设计到具体的组装工作, 汽车发电机尾气复合发电系统还有待完善, 其广泛应用会带来良好的社会效益与经济效益, 推动发动机的应用进一步发展。
摘要：汽车发动机尾气复合发电系统可以利用汽车尾气驱动发电机工作, 本文着重探讨汽车发动机尾气复合发电系统设计。
关键词：汽车发动机,尾气,复合发电系统,设计
参考文献
[1]夏凯.汽车发动机废气余热热电转换装置结构优化设计[D].武汉:武汉理工大学, 2011 (5) .
[2]袁晓红.汽车发动机尾气余热温差发电装置热电转换技术研究[D].武汉:武汉理工大学, 2012 (6) .
发动机发电机 篇5
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（2）严把配件质量关，杜绝假冒伪劣配件的使用。
（3）服务热线24小时有人值班，24小时内做出回应。维修车间及前台节假日和周六日不休息，保证用户随到随修；建立上门维修制度；及时成立抢修小组，可随时到达现场抢修。
（4）经我公司维修的电机一律实行保修，保修期为三个月，在保修期内如因维修质量或更换配件质量出现问题，我中心负责返修。
发动机发电机 篇6
【关键词】微控制器模块；信号采集；各序分量；接口
0.概述
娘子关发电厂从2004年开始，逐渐将厂用电电动机的保护更换为南京东大金智电气自动化有限责任公司的WDZ-430型电动机微机保护装置，现只将该装置在调试和运行过程中发生的一些问题，对该保护的应用做一些分析。
1.WDZ-430型微机保护装置的原理
1.1 WDZ-430型微机保护装置的基本原理
装置在通电后，首先进入监控状态，然后再进入调试状态或运行状态。在调试状态，通过装置面板整定参数值，并将整定值送入存储器。在运行状态，由两个CT同时将A相与C相电流分别变比成零序电流信号，这三个电流信号通过各自的转换电阻转换成对应电压信号，这三个电压值经滤波后，在中央处理器控制下，通过A/D转换器对每路进行定时间、定次数模数转换，得到相应数字量，再经过软件运算取得二相电流，正序电流、负序电流、零序电流值，然后与存储器中的设定值进行比较，最后判断是否执行出口。
1.2微机保护装置的动作判据
速断保护：I3>Iset且T>Tset。
正序保护：I1>I1set且T1>T1set。
负序保护：I2>I2set且T2>T2set。
零序保护：I0>I0set且T0>T0set。
启动保护：I3>Iqset或I1>I1qset且T1>T1set或I2>I2qset。
且T2>T2set或I0>I0qset且T0>T0set。
（其中：set含义为整定值，q为启动。）。
2.WDZ-430型微机保护装置的整定计算及新安装校验
2.1速断保护
a.定值整定：考虑到电动机启动过程中电流有瞬时由低到高的跳变现象，且电流值很大，所以在整定时按6倍电动机额定值来计算。速断整定值=可靠系数×起动倍数×额定电流/CT变比（计算出来的定值取整，时间为0秒）。
b.性能校验：同时接通A、B、C三相电流，调节电阻，使其中一相或二相电流超过速断保护整定定值1.02倍，出口继电器应出口闭合，出口指示灯亮，速断指示灯亮，动作时间为0秒。
2.2正序过电流保护
a.定值整定：正序过流定值=可靠系数×额定电流/（返回系数×CT变比）。
b.性能校验：同时接通A、B、C三相电流，调节角度和电阻，使正序电流加大到保护整定值的1.02倍，且时间调整到整定值，出口继电器应出口闭合，出口指示灯亮，正序指示灯亮。正序与A、C相电流以及相间夹角（Ic落后Ia的角度）的关系见下图。单位：安培、角度。
2.3负序过电流保护
同时接通A、B、C三相电流，调节角度和电阻，使负序电流加大到保护整定值的1.02倍，且时间调整到定值，出口继电器应闭合，出口指示灯亮，负序指示灯亮。负序与A、C相电流以及相间夹角（Ic落后Ia的角度）的关系见下图。单位：安培、角度。
2.4零序保护
接通零序电流，升零序电流值超过整定值1.02倍，并延时到定值时间，出口继电器应出口闭合，出口指示灯亮，零序指示灯亮。当A、C二相均无电流时，自动退出零序保护。
2.5启动保护
调好定值以及时间为大于0秒，进行电流冲击试验，因为装置的电动机启动状态的判定依据是A、C二相电流中的一相或二相，在瞬时有由低到高的跳变现象。
3.试运行过程中出现的问题及对策
（1）正常运行中电流突增或机械超载均会引起速断电流保护的动作，可适当的改变整定值来消除速断保护误动。
（2）微机保护的抗干扰性能也需提高。
a.由于PT谐振等因素的存在，保护出现过误动，可以通过使用屏蔽电缆来加强保护装置的屏蔽，或增加抗干扰装置来提高本保护的抗干扰能力。
b.高压系统的操作引起的高频振荡电流，所产生的电磁场的变化在装置进线中感应的干扰电压和电流，6KV厂用电系统是一个操作相对频繁的区域，其干扰源多，电容式PT或变压器的投入或切除，在一定条件下常引起瞬时过电压和高频振荡，而微机保护装置的集成度高、工作电压低、容量大、速度快，对外界的干扰较敏感，而且对干扰脉冲的承受能力低，如果干扰达到一定程度会引起保护的误动或拒动，可通过远离干扰源或采用屏蔽电缆，并将屏蔽层两端接地来增强抗干扰能力。
（3）液晶循环显示，依次为A相、C相电流值、正序、负序、零序的电流分量值和热过载值。操作起来重复次数多，也不直观，应通过软件编程来加以改进，直接显示输入值。
（4）装置的背部接线为插拔式，而在娘子关电厂该装置大部分装在开关柜的门上，在开关门的过程中，易造成电压回路断线和CT二次回路开路，所以要求厂家在制造时将背部接线改为固定螺丝压接式。
（5）电动机的启动时间过长，有可能使保护误动。在电动机的启动过程中，如果电流没有超过启动整定值，启动保护不动作，而在规定的启动时间到时，实际电流没有降到额定电流以下，这时由于装置已将电动机运行整定值作为保护判据，装置有可能保护动作，这样造成的结果是：电动机一起就跳，严重时，会使电动机的绝缘损坏，烧坏开关和电机。应通过调整保护的时间来躲过启动时间。
（6）电动机运行过程中，由于电动机的非正常运行，此时故障量不满足微机保护动作跳闸判据，容易造成电动机过热，严重时会烧毁电动机。要求保护装置能够模拟散热，并能通过散热过程使热积累值降低到定值以下，才允许电动机再次启动。
4.几种典型的向量分析
由于在前面3中提到的校验方法复杂，所以通过几种典型的向量分析来找出I1和I2的关系，来简化装置的校验方法，以适应工作现场的要求。（1）装置输入一相电流IA有I1=I2=IA/3。（2）装置输入二相等电流IA=IC有I1=I2=IA。（3）A、C二相电流极性相同时I1=IA有I2=0。（4）A、C二相电流极性相反时I1=0I2=IA。（5）A相电流同名端接反时：I1=√3IA/3；I2=√3IA/3；I1=I2/2。（6）A、C相电流极性相反且A相电流的同名端相反时：I1=2√3IA/3；I2=√3IA/3；I1=2I2。（7）A、C相短路故障时：IA=-IC；IB=0；I1=√3IA/3；I2=√3IA/3；I1=I2。通过向量分析后，可使用单相电流发生装置，在工作现场对装置进行简易校验。选择A、C相接入，就可校验装置的各项保护。
a.速断保护。接通单相电流，调电阻，按1.02倍的整定值来调，出口继电器应动作，出口指示灯亮，速断灯亮。
b.正、负序保护。接通单相电流A或C相均可，相当于断一相，正、负序电流值均为单相电流的√3/3倍。
c.零序保护。接通零序电流，按1.02倍的定值调，经过整定时间的延时后，出口继电器闭合，保护动作。出口指示灯亮零序灯亮。零序電流的接入按最大电流不大于200mA。
5.结束语
电动机电机启动常见阻碍 篇7
1.1 由于电机本身密封不良, 加之环境跑冒滴漏, 使电机内部进
水或进入其它带有腐蚀性液体或气体, 电机绕组绝缘受到浸蚀, 最严重部位或绝缘最薄弱点发生一点对地、相间短路或匝间短路现象, 从而导致电机绕组局部烧坏。
相应策略:
(1) 尽量消除工艺和机械设备的跑冒滴漏现象;
(2) 检修时注重搞好电机的每个部位的密封, 例如在各法兰涂少量704密封胶, 在螺栓上涂抹油脂, 必要时在接线盒等处加装防滴溅盒, 如电机暴漏在易侵入液体和污物的地方应做保护罩;
(3) 对在此环境中运行的电机要缩短小修和中修周期, 严重时要及时进行中修。
1.2 由于轴承损坏, 轴弯曲等原因致使定、转子磨擦 (俗称扫膛)
引起铁心温度急剧上升, 烧毁槽绝缘、匝间绝缘, 从面造成绕组匝间短路或对地“放炮”。严重时会使定子铁心倒槽、错位、转轴磨损、端盖报废等。
轴承损坏一般由下列原因造成:
(1) 轴承装配不当, 如冷装时不均匀敲击轴承内圈使轴受到磨损, 导致轴承内圈和轴承配合失去过盈量或过盈量变小, 出现跑内圈现象, 装电机端盖时不均匀敲击导致端盖轴承室和轴承外圈配合过松出现跑外圈现象。无论跑内圈还是跑外圈均会引起轴承运行温升急剧上升以致烧毁, 特别是跑内圈故障会造成转轴严重磨损和弯曲。但间断性跑外圈一般情况下不会造成轴承温度急剧上升, 只要轴承完好, 答应间断性跑外圈现象存在。
(2) 轴承腔内未清洗干净或所加油脂不干净。例如轴承保持架内的微小刚性物质未彻底清理干净, 运行时轴承滚道受损引起温升过高烧毁轴承。
(3) 轴承重新更换加工, 电机端盖嵌套后过盈量大或椭圆度超标引起轴承滚珠游隙过小或不均匀导致轴承运行时磨擦力增加, 温度急剧上升直至烧毁。
(4) 由于定、转子铁心轴向错位或重新对转轴机加工后精度不够, 致使轴承内、外圈不在一个切面上而引起轴承运行“吃别劲”后温升高直至烧毁。
(5) 由于电机本体运行温升过高, 且轴承补充加油脂不及时造成轴承缺油甚至烧毁。
(6) 由于不同型号油脂混用造成轴承损坏。
(7) 轴承本身存在制造质量新问题, 例如滚道锈斑、转动不灵活、游隙超标、保持架变形等。
(8) 备机长期不运行, 油脂变质, 轴承生锈而又未进行中修。相应策略:
(1) 卸装轴承时, 一般要对轴承加热至80~100℃, 如采用轴承加热器, 变压器油煮等, 只有这样, 才能保证轴承的装配质量。
(2) 安装轴承前必须对其进行认真仔细的清洗, 轴承腔内不能留有任何杂质, 填加油脂时必须保证洁净。
(3) 尽量避免不必要的转轴机加工及电机端盖嵌套工作。 (4) 组装电机时一定要保证定、转子铁心对中, 不得错位。
(5) 电机外壳洁净见本色, 通风必须有保证, 冷却装置不能有积垢, 风叶要保持完好。
(6) 禁止多种润滑油脂混用。
(7) 安装轴承前先要对轴承进行全面仔细的完好性检查。
(8) 对于长期不用的电机, 使用前必须进行必要的解体检查, 更新轴承油脂。
1.3 由于绕组端部较长或局部受到损伤和端盖或其它附件相磨擦, 导致绕组局部烧坏。
相应策略:电机在更新绕组时, 必须按原数据嵌线。检修电机时任何刚性物体不准碰及绕组, 电机转子抽芯时必须将转子抬起, 杜绝定、转子铁芯相互磨擦。动用明火时必须将绕组和明火隔离并保证有一定距离。电机回装前要对绕组的完好性进行认真仔细的检查确诊。
1.4 由于长时间过载或过热运行, 绕组绝缘老化加速, 绝缘最薄
弱点碳化引起匝间短路、相间短路或对地短路等现象使绕组局部烧毁。
相应策略:
(1) 尽量避免电动机过载运行。
(2) 保证电动机洁净并通风散热良好。
(3) 避免电动机频繁启动, 必要时需对电机转子做动平衡试验。
1.5 电机绕组绝缘受机械振动 (如启动时大电流冲击, 所拖动设
备振动, 电机转子不平衡等) 功能, 使绕组出现匝间松驰、绝缘裂纹等不良现象, 破坏效应不断积累, 热胀冷缩使绕组受到磨擦, 从而加速了绝缘老化, 最终导致最先碳化的绝缘破坏直至烧毁绕组。
相应策略:
(1) 尽可能避免频繁启动, 特别是高压电机。
(2) 保证被拖动设备和电机的振动值在规定范围内。
2 三相异步电动机一相或两相绕组烧毁 (或过热) 的原因及策略
假如出现电动机一相或两相绕组烧坏 (或过热) , 一般都是因为缺相运行所致。当电机不论何种原因缺相后, 电动机虽然尚能继续运行, 但转速下降, 滑差变大, 其中B、C两相变为串联关系后和A相并联, 在负荷不变的情况下, A相电流过大, 长时间运行, 该相绕组必然过热而烧毁。
为三相异步电动机绕组为Y接法的情况摘要:电源缺相后, 电动机尚可继续运行, 但同样转速明显下降, 转差变大, 磁场切割导体的速率加大, 这时B相绕组被开路, A、C两相绕组变为串联关系且通过电流过大, 长时间运行, 将导致两相绕组同时烧坏。
特别情况下, 假如停止的电动机缺一相电源合闸时, 一般只会发生嗡嗡声而不能启动, 这是因为电动机通入对称的三相交流电会在定子铁心中产生圆形旋转磁场, 但当缺一相电源后, 定子铁心中产生的是单相脉动磁场, 它不能使电动机产生启动转矩。因此, 电源缺相时电动机不能启动。但在运行中, 电动机气隙中产生的是三相谐波成分较高的椭圆形旋转磁场, 所以, 正在运行中的电动机缺相后仍能运转, 只是磁场发生畸变, 有害电流成分急剧增大, 最终导致绕组烧坏。
相应策略:无论电动机是在静态还是动态, 缺相运行带来的直接危害就是电机一相或两相绕组过热甚至烧坏。和此同时, 由于动力电缆的过流运行加速了绝缘老化。非凡是在静态时, 缺相会在电机绕组中产生几倍于额定电流的堵转电流。其绕组烧坏的速度比运行中忽然缺相更快更严重。所以在我们对电机进行日常维护和检修的同时, 必须对电机相应的MCC功能单元进行全面的检修和试验。尤其是要认真检查负荷开关、动力线路、静动触点的可靠性。杜绝缺相运行。
简析电动机电机启动常见故障 篇8
在启动电动机前, 一定要仔细检查线路的连接情况, 对一些可能存在接触不良的地方要及时处理。确保电动机及控制箱四周没有异常现象, 外壳可靠接地。观察机座有无损伤, 轴承油的情况是否符合要求。检查传动皮带的松紧是否合适, 有没有存在裂痕。最后确保启动时电动机周围清洁干净, 无漏水、漏油等, 并且各监测元件的显示数据正常。
2 电动机启动常见故障的介绍和分析
2.1 电源接通后不转动, 并且发出嗡嗡声
原因分析:
1) 电源缺相或者是定子、转子绕组中有一相发生断路;2) 电动机过载;3) 电源回路处的接点不牢固, 导致接触电阻变大;4) 绕组引出线的接线错误;5) 对于小型的电机可能是装配时的轴承太紧或者是轴承内的油脂过硬, 导致旋转时被卡住。
处理方法:
1) 检查电源线;2) 尝试让电动机空载启动;3) 用万用表检查各接头是否存在假接的现象;4) 重新仔细判断三相的首尾端;5) 重新更换轴承内的油脂, 调整合适的间隙。
2.2 起动困难, 带上额定负载后转速低于额定转速
原因分析:
1) 电源电压过低;2) △接法误接为Y接法;3) 笼型转子的笼条端开焊或者是断裂;4) 定子或者转子的局部线圈错接。
处理方法:
1) 提高电源的电压;2) 仔细检查接线情况;3) 检查笼型转子是否出现脱焊的问题;4) 更正线圈的接线。
2.3 电动机的发热超过了标准, 甚至出现冒烟
原因分析:
1) 电源的电压过高, 使铁心的发热增加;2) 电动机的电压过低, 但是此时却又加载着额定负载, 从而导致电流过大, 绕组发热;3) 电动机所处环境的通风情况不好, 环境温度高或者是电动机的风扇故障;4) 定子绕组内部连接错误。
处理方法:
1) 检查电源电压, 使其处在额定电压;2) 清洁电动机的表面, 并且检查风扇, 改善环境温度, 必要时采取一定的降温措施;3) 检查定子绕组的情况。
2.4 绝缘电阻低
原因分析:
1) 绕组受潮或者是有水渗入到电动机内部;2) 绕组上覆盖有粉尘或者油圬等脏污;3) 绝缘老化。
处理方法:
1) 将定子, 转子绕组加热烘干处理;2) 用汽油擦洗绕组端部烘干;3) 更换老化部分的线路。
2.5 电动机外壳带电
原因分析:
电动机引出线的绝缘或接线盒绝缘线板;绕组端部碰机壳;电动机外壳没有可靠接地处理方法:恢复电动机引出线的绝缘或更换接线盒绝缘板;如卸下端盖后接地现象即消失, 可在绕组端部加绝缘后再装端盖;按接地要求将电动机外壳进行可靠接地。
2.6 电动机运行时有异响
原因分析:
1) 定子、转子的铁心出现了松动;2) 轴承出现了磨损或者是油内有沙粒等杂物;3) 造成三相电流不平衡。
处理方法:
1) 检查定子、转子的铁心;2) 更换轴承或者是清洗轴承, 然后加入适量的油脂;3) 调整电源电源。
2.7 电动机的振动幅度很大
原因分析:
1) 电动机的固定螺栓出现了松动;2) 转子和定子间的气隙不均匀;3) 风扇不平衡;4) 对联轴器的中心没有进行校正;5) 转轴弯曲或者是铁心松动、变形。
处理方法:
1) 紧固地脚螺丝;2) 调整气隙, 使之均匀分布;3) 对风扇进行校正, 改变其变形的外观;4) 重新校正联轴器, 使其符合规定;5) 校正转轴或者铁心, 必要时进行更换。
2.8 电机绕组局部烧毁
原因分析:
1) 电机内部进水或者是带有腐蚀性液体、气体, 将绕组的绝缘破坏掉, 引起对地、相间短路或匝间短路;2) 由于轴承损坏或者弯曲等原因导致使定子和转子间的间隙变的不均匀, 从而产生磨擦, 最终铁心温度快速升高, 烧毁槽绝缘或者是匝间绝缘。
处理方法:
1) 尽量做好电机每个部位的密封工作, 例如在螺栓上涂抹油脂, 在电机暴露的部位加装防护罩等;2) 确保轴承的质量要合格, 安装前对轴承要仔细清洗, 然后加入合格的油脂, 装配时要将定子和转子的铁心对正, 不可出现错位的现象。
2.9 通电后电动机不转动, 但没有异响或者是异味
原因分析:
1) 电源至少有两路没有通电;2) 熔丝至少有两相熔断。
处理方法:
1) 检查电源回路;2) 检查熔丝的情况, 查找熔断的原因;3) 有可能是电机损坏, 那就需要检修电机了。
3 总结
如果想要快速准确的排除电动机的故障, 那么必须去熟悉电动机常见的故障特点, 总结经验。因此, 作为电机的维修人员一定要努力提高自身的知识水平, 耐心细致的去处理每次的故障, 这样才能使电动机尽快恢复到正常状态, 为保障好人们正常的生产生活贡献一份力量。
参考文献
[1]梁佰兴.浅论电机启动方式的选择[J].广东建材, 2010.
[2]洪文军.电机启动的几种方式[J].企业技术开发, 2010.
[3]李胜.浅谈电动机电机启动常见故障[J].中小企业管理与科技 (下旬刊) , 2009.
[4]余利兵.电动机启动常见故障分析[J].内江科技, 2010.
[5]史睿冰, 贺可海.三相异步电动机电机启动常见故障[J].科协论坛 (下半月) , 2008
发动机发电机 篇9
关键词：继电保护原理,继电保护措施,微机继电保护系统,火力发电站
火力发电是指将煤、石油、天然气等各种燃料燃烧时产生的热能, 通过发电动力装置转换成电能的一种发电方式, 这是我国主要的发电方式之一。电气系统是火力发电站的核心, 由发电机、主变压器、配电设备、开关设备、发电机引出线、保安电源、通信设备和照明设备等部分组成。其中, 发电机是电气系统的核心。由于火力发电过程中产生的高压电流极易损坏发电机, 进而中断生产过程, 造成严重的直接经济损失和间接经济损失。因此, 研究、设计高压电动机继电保护措施至关重要。
1 继电控制保护的原理
简单而言, 高压电动机中的继电器保护装置称为继电控制保护系统。继电器是指当电流输入量的变化达到规定要求时, 在电气输出电路中使被控量发生预定变化的一种电器。继电保护的基本原理为利用小电流控制大电流运作, 在电路中起到自动调节、安全保护和转换电路等作用。随着计算机科学和电力事业的发展, 继电器已由机电整流式逐渐向微机处理式转变, 且保护性能不断增强, 可及时发现并准确、快速地消除人为、自然和设备故障等因素引发的电网故障, 从而降低负面影响, 促进电气系统的正常运行。
2 常用的继电控制保护措施
传统的高压电机继电保护措施主要包含过负荷保护、纵联差动保护、低电压保护、接地保护和机组联锁保护。
2.1 过负荷保护
过负荷保护是指被保护区出现超过规定负荷时采取的保护措施。在电路中, 当回路电流超过过负荷保护装置的预设值时, 过负荷保护装置会自动断开电流回路, 起到保护有效负载的作用。一般情况下, 该保护分为温度、热积累和电流保护, 其中, 温度保护是最重要的保护方式之一, 其基本原理是将温度敏感元件黏在或者埋设在被保护设备的最热部位, 从而实时监测设备的温度。
2.2 纵联差动保护
纵联差动保护是指用某种通信通道将输电线两端的保护装置纵向联结起来, 将各端的电流、功率等电气量传送到对端, 并比较两端的电气量, 从而判断故障范围, 决定是否切断被保护线路。这种保护措施最大的优点在于可设定特定的保护区域、可快速切除整个保护区中的任何短路线路, 且不存在与系统中相邻元件保护的选择性配合问题。
2.3 低电压保护
低电压保护是指用低压保护继电器并连在电源两端, 当电压过低时会自动脱扣, 从而分开断路器开关。
2.4 接地保护
接地保护是指将正常情况下不带电、在绝缘材料损坏或其他情况下可能带电的电器的金属部分用导线与接地体可靠连接起来的保护方式之一。
2.5 机组联锁保护
机组联锁保护是指在火力发电过程中联锁监控锅炉、发电机、发变组等设备的各种安全控制参数, 必要时会停运设备。这种保护措施比前4 种保护措施复杂的多, 且更加依赖计算机设备的监控和处理。
3 继电保护技术的发展
近年来, 高压电机继电保护技术不断发展, 其最大特点在于逐步以微型计算机为基础结构来构建继电保护系统, 进而取代了传统的机电整流式保护系统。虽然我国继电保护研究的水平与西方发达国家存在一定的差距, 但微机继电保护技术已在我国得到了普遍应用, 在微机继电保护的算法和软件等方面也取得了一定的研究成果。随着信息技术的发展, 越来越多的新技术将在微机继电保护领域得以应用, 未来的微机继电保护系统将呈现网络化、智能化和多功能一体化的新格局。
在传统的继电保护系统中, 除了纵联差动保护和机组联锁保护外, 大多数继电保护装置只具备迅速切除报警故障元件的功能, 无法实现整个系统运行信息和故障信息的共享。只有实现继电保护网络化, 才能使继电保护装置共享故障信息, 从而准确判断故障的性质、位置, 提升继电保护的可靠性和有效性。比如, 可将人工神经网络理论运用到继电保护系统中, 从而有效分析电网的线损问题和解决电力系统中的非线性问题。因此, 网络化是微机继电保护技术的长久趋势之一。
微电子技术的发展使继电保护产品与微控制器、微处理器、DSP芯片级嵌入式系统进一步融合, 有效提升了继电设备的智能化水平。此外, 人工智能、多媒体、模糊控制, 以及人机交互等多种计算机信息处理技术的发展和应用, 也将推动微机继电保护系统向着智能化的方向不断发展。智能化继电保护设备在测量速度、精准度、自动化程度和性价比方面都具有传统继电保护产品无法比拟的优点。
智能化和网络化的继电保护系统的实质是一台高性能的计算机, 它将作为电力计算机网络上的智能终端, 传送和处理电力系统中各个被保护元件的运行信息和故障信息。每台微机继电保护设备不仅具备继电保护功能, 还将实现测量、控制与数据通信等多种功能的一体化。这是今后高压电机继电保护的又一重要发展方向。
4 结束语
如何提高高压电动机继电保护系统的灵敏度和可靠性, 使继电保护向着操作简单化、功能智能化、网络化的方向发展, 是广大设计人员和生产运行人员最关心的问题。微机继电保护技术的发展将高压电机继电保护推向了新的发展高度。然而, 在科学技术不断发展的今天, 我国的继电保护事业将遇到更多的挑战和机遇, 广大电力事业工作者和研究者必须勇于探索、积极进取, 才能推动我国电网的可持续性发展。
参考文献
[1]王争.电力系统中继电保护技术的研究[J].电子技术与软件工程, 2015 (7) .
[2]赵国东.电力系统继电保护技术的现状与发展[J].信息通信, 2013 (7) .
发动机发电机 篇10
关键词：大型高压电机,差动保护,拆线后误动作,正确拆线,快捷校相
0 引言
对于功率大于2000kW的大型高压电机,都要求装设纵联差动保护。差动保护是电动机内部故障保护,可以为高压电动机提供匝间短路保护。高压电动机的纵联差动保护的基本原理:检测流进电动机的该相电流,应等于流出到星点的电流。如果不相等,超过整定值则差动保护动作。在拆除带差动保护的大型高压电动机时,应运用正确的方法,才不会使高压电动机在试机时,发生差动保护误动作。某厂9#高炉原料布袋除尘2000kW风机电机,在更换电机时,几次试车都出现差动保护。换线时,由于方法不当,担误了时间,影响了试车。提出带差动保护的高压电动机拆线与接线的正确方法,以及相序变换的方法。
1 高压电动机纵联差动保护工作原理
电动机纵联差动保护原理如图1所示。电动机的差动保护与电力变压器的差动保护比较更简单:不需要电流相位变换;进线电流互感器和出线电流互感器的电流变比一样大。在电机纵联差动保护中,进线电流互感器与出线电流互感器的二次线圈都成星形接法。三相进线电流互感器二次侧的K2端子接在一起作星点,然后接地。K2端子的电流流向差动电流检测继电器。三相差动电流检测继电器的流入电流:U相差动电流I觶U△=I觶1U-I觶2U;V相差动电流I觶V△=I觶1V-I觶2V;W相差动电流I觶W△=I觶1W-I觶2W。
在正常情况下,流进电动机进线端子(U1、V1、W1)的电流与流出电动机出线端子(U2、V2、W2)的电流大小相等,相位相同。进线电流互感器与出线电流互感器二次侧的电流也大小相等,相位相同,每一相流入差动电流检测继电器的电流为零。当电动机内部出现匝间短路、相间短路或接地故障时,进线电流互感器经过的电流,与出线电流互感器经过的电流大小不相等,相位也不相同。当差动电流达到保护装置动作整定电流时,则保护装置发出差动保护指令,电动机进线高压柜断路器跳闸。一般高压电动机差动保护动作电流应躲过电动机的最大不平衡电流。保护动作整定电流为:
式中,Ied为电动机额定电流;ni为电流互感器变比;Km为灵敏度系数;Idmim为最小运行方式下,电动机接线两相短路电流;Idz为保护装置一次动作电流。
2 可能产生的问题
对于带有差动保护的大型电动机,在拆旧机更新机时,可能会由于方法不当会导致以下引起差动保护误动作的故障:
(1)U相差动保护进线电流互感器接U相,而出线电流互感器有可能接V相,也可能接W相。这两种情况流进差动电流检测继电器的电流为(设I觶U初相角ψ=0):
当进线电流互感器接在U相,而出线电流互感器接在V相时,U相的差动电流大小为,相位滞后U相330°;当进线电流互感器接在U相,而出线电流互感器接在W相时,U相的差动电流大小为,相位超前30°。
(2)V相差动保护进线电流互感器接在V相,而出线电流互感器既可能接在U相也可能接在W相。这两种情况流进差动电流检测继电器的电流为(设I觶U初相角ψ=0):
当进线电流互感器接在V相,而出线电流互感器接在U相时,差动电流大小为,相位滞后于U相150°;当进线电流互感器接在V相,而出线电流互感器接在W相时,差动电流大小为,相位滞后U相90°。
(3)W相差动保护进线电流互感器接在W相,出线电流互感器既可能接在U相,也可能接在V相。这两种情况流进差动电流检测继电器的电流为(设I觶U初相角ψ=0):
当进线电流互感器接在W相,而出线电流互感器接在U时,差动电流大小为,相位滞后U相210°;当进线电流互感器接在W相,而出线电流互感器接在V相时,差动电流大小为,相位滞后285°。
3 电机拆线应做的工作
一般带有差动保护电动机的功率都超过2000kW。这种特大型高压电机,为了减少起动电流,一般都采用液态电阻、电抗器、变频器降压起动。进线电流互感器一般都安装于高压配电室的进线柜里。而出线电流互感器则安装在现场的水电阻星点短接高压柜里。在设备初始安装时,差动保护过电流继电器接入的是电动机同一相进出电流互感器。为了保证拆下坏电动机,装上好电动机时,差动保护过电流继电器检测的是同一相的进出电流,应该按以下步骤做工作:
(1)把星点柜上的电动机进线刀闸断开。
(2)用万用表测电动机定子的进线电缆与出线电缆端的电阻,直流电阻为0的是同一相。把二根电缆同相全部测出来。
(3)同一相作同一记号。可在进线电缆三根芯芯线上分别记U1、V1、W1;在出线分别记U2、V2、W2。字母相同的为一相。
4 电机接线及调整电动机转向的方法
如果是新电机,可能在进线接线盒接线柱上会标U1、V1、W1,出线盒接线柱会标U2、V2、W2。如果是维修过了的电动机,则U1与U2,V1与V2、W1与W2不一定是同一相。在连接电动机进线高压电缆和出线高压电缆之前,应测出电动机三个绕组的头尾,标出U1、V1、W1;出线柱标出U2、V2、W2。把进线电缆的U1、V1、W1分别接到电动机进线的U1、V1、W1接线柱上;把出线电缆的U2、V2、W2标志的线芯分别接入电动机的U2、V2、W2接线柱上。这样的接法,保证了流入差动保护过电流继电器电机进线端的电流和出线端的电流同相。
更换电动机后,一般会把电动机的机械接手拆开,让电动机不带负荷试电动机的转向。如果电动机的转向不对,那么电动机进线端就要换线,改变相序。一般有2个地方可改变相序:电动机进线盒;电机进线高压柜内。
校好了差动保护电流互感器同相,如果在电动机进线接线盒换相,那么就一定会改变差动保护电流互感器同相,电动机试车就一定会出现差动保护误动作。
电动机进线柜内一次元件安装顺序为:柜顶母线(10kV)、断路器(QF)、电流互感器、高压电缆。由于电流互感器在出线电缆上方,如果在高压柜换相,一样会导致差动保护电流互感器不同相,引起差动保护误动作。
如果拆开电动机时就作了同相记号,校好了同相时,给电动机换相的最好接法是:在高压电动机的进线盒(U1、V1、W1)端和出线盒(U2、V2、W2)两端同时换相。具体方法为:进线电缆线芯U1/V1/W1和出线电缆线芯U2V2/W2,在保证接到电动机的同一绕组原则下更换相序。
5 换电动机出现差动保护误动作处理方法
如果在拆电动机时没有对电动机进出线电缆作差动保护电流互感器同相记号,在更换电动化接线后,很难保证不出现差动保护误动作。
排除差动保护故障原则是差动保护电流进线与出线的电流互感器同相。差动保护进线与出线电流互感器不在同一相上可能接法有:有一相接对,二相接错(见图2);三相都接错(见图3)。
在排除差动保护电流互感器进出线电流互感器不同相故障时,可以先假定有一相接对,分别在电动机进线端改变V1、W1位置一次,改变U1、W1位置一次,改变U1、V1接线位置一次。如果三次改变接线位置还没有消除差动保护误动作,则可判定为差动保护三相进出电流互感器都不同相。可按图3接法改变:
(1)左边接右边(W相校正),右边接中间(V相校正),中间接左边(U相校正)。如果仍然还没有排除差动保护误动作,则还要在电机进线端换线。
(2)中间接右边(校出W相),左边接中间(校出V相),右边接左边(校出U相)。
如果拆除带差动保护的异步电动机,造成了差动保护误动作,要校出差动保护进线与出线电流互感器同相,最多可能要改5次接线。除在电动机进线端改线外,还可以在高压柜内改电缆接法校线,效果一样。
6 结语
为了避免带差动保护异步电动机在更换电机时出现差动保护误动作,应对电动机三相定子线圈的进线电缆和出线电缆作好同相标志,以保证差动保护进出线电流检测同相。当出现差动保护误动作时,应逐一换相,找到进出电流互感器同相。在改变电动转向换相时,电动机定子线圈进出电缆要同时换相,保证差动保护进出线电流互感器同相。
参考文献
[1]航空工业部第四规划设计研究院.工厂供电设计手册[M].北京:水利电力出版社,1983
[2]苏文成.工厂供电[M].北京:机械工业出版社,1981
[3]俞火光.电工基础[M].北京:人民教育出版社,1981