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發(fā)電機(jī)電壓調(diào)整率、整定范圍、冷熱態(tài)變化試驗(yàn)
發(fā)布時(shí)間:2024-03-04 22:05:35  ▏閱讀:

 

新聞主題

發(fā)電機(jī)電壓變化調(diào)整的冷熱態(tài)試驗(yàn)

 

摘要:發(fā)電機(jī)的穩(wěn)態(tài)電壓調(diào)整性能試驗(yàn)通常是指電壓調(diào)整范圍檢查試驗(yàn),穩(wěn)態(tài)電壓調(diào)整率的測(cè)定試驗(yàn)以及冷、熱態(tài)電壓變化率測(cè)定試驗(yàn)等。通過調(diào)節(jié)勵(lì)磁使在額定負(fù)載電流及額定功率因數(shù)時(shí)發(fā)電機(jī)的端電壓為額定值,測(cè)定此時(shí)的勵(lì)磁電流即為額定勵(lì)磁電流及通過發(fā)電機(jī)的外特性求出電壓調(diào)整率的兩項(xiàng)測(cè)定方法。其作用是測(cè)試柴油發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)性能表現(xiàn)的試驗(yàn),目的是保證柴油發(fā)電機(jī)穩(wěn)定性、電壓穩(wěn)定性、功率穩(wěn)定性各項(xiàng)指標(biāo)均符合標(biāo)準(zhǔn)要求。穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)性能試驗(yàn)是柴油發(fā)電機(jī)組調(diào)試后的最后一項(xiàng)工作,它的結(jié)果對(duì)柴油發(fā)電機(jī)的穩(wěn)定性和可靠性是非常重要的。

 

一、發(fā)電機(jī)調(diào)整率計(jì)算方法

 

      發(fā)電機(jī)電壓調(diào)整率也稱為電壓穩(wěn)定度,是指發(fā)電機(jī)在額定電流和額定功率下,從無負(fù)載到滿負(fù)載,電壓的變化范圍與額定電壓之間的比值,通常用百分?jǐn)?shù)來表示。具體來說,電壓調(diào)整率是電壓升高值與滿載時(shí)電壓的百分比。本文以斯坦福發(fā)電機(jī)為例,外形如圖1所示。

1、發(fā)電機(jī)調(diào)整率公式

(1)穩(wěn)態(tài)電壓調(diào)整率

      發(fā)電機(jī)穩(wěn)態(tài)電壓調(diào)整率曲線如圖2所示。柴油發(fā)電機(jī)組的輸出電壓與柴油發(fā)電機(jī)組中的轉(zhuǎn)速及勵(lì)磁電流有關(guān),而轉(zhuǎn)速又決定了輸出交流電的頻率,只有在決定了頻率的情況下,再測(cè)量其輸出電壓的額定值,即先進(jìn)行滿載時(shí)調(diào)整交流電頻率為額定值(50Hz),然后去掉負(fù)載(為空載)測(cè)量其輸出電壓為整定(400V)。逐級(jí)加載,25%、50%、75%、100%(或逐級(jí)減載)待穩(wěn)定后,測(cè)得輸出電壓,經(jīng)計(jì)算得穩(wěn)態(tài)電壓調(diào)整率Ud應(yīng)符合要求。

ΔUd% =(Ud-Un)/U×100%...............(公式1)

U——空載時(shí)輸出的整定電壓;

Un ——負(fù)載漸變后的穩(wěn)定輸出電壓,取最大值和最小值,若三相電取平均值。

(2)穩(wěn)態(tài)頻率調(diào)整率

      可用柴油發(fā)電機(jī)控制屏上的頻率表或F41B表測(cè)試頻率,測(cè)得交流電頻率經(jīng)計(jì)算得穩(wěn)態(tài)頻率調(diào)整率df應(yīng)符合要求。

δ={(f?-f?)/f}×100%...............(公式2)

其中: f —滿載時(shí)的額定頻率;

f1—負(fù)載漸變后的穩(wěn)定頻率,取各讀數(shù)中的最大值和最小值;

f2—額定負(fù)載的頻率。

      當(dāng)檢測(cè)中所加負(fù)載為滿載時(shí),f1用空載時(shí)頻率值代替,f=f2為滿載時(shí)頻率值代替。

2、測(cè)量基本步驟

(1)發(fā)電機(jī)加滿載調(diào)整輸出交流電頻率為整定值(50Hz)。

(2)發(fā)電機(jī)去載(為空載)調(diào)整輸出交流電壓為整定值(400V)。

(3)待逐級(jí)加載25%、50%、75%、100%,待穩(wěn)定后測(cè)得各次的頻率和三相平均電壓,計(jì)算穩(wěn)態(tài)調(diào)整率,穩(wěn)態(tài)電壓調(diào)整率應(yīng)符合要求≤-1%,穩(wěn)態(tài)頻率調(diào)整率應(yīng)符合要求≤-0.5%。

(4)待逐級(jí)減載75%、50%、25%至空載,待穩(wěn)定后測(cè)得各次的頻率和三相平均電壓,計(jì)算穩(wěn)態(tài)調(diào)整率,穩(wěn)態(tài)電壓調(diào)整率應(yīng)符合要求≤±1%,穩(wěn)態(tài)頻率調(diào)整率應(yīng)符合要求≤0.5%。

 

無刷同步發(fā)電機(jī)整體示意圖.png

圖1  斯坦福無刷同步發(fā)電機(jī)整體示意圖

柴油發(fā)電機(jī)組穩(wěn)態(tài)電壓調(diào)整率曲線圖.png

圖2  柴油發(fā)電機(jī)組穩(wěn)態(tài)電壓調(diào)整率曲線圖

 

二、試驗(yàn)前準(zhǔn)備和注意事項(xiàng)

 

1、試驗(yàn)前準(zhǔn)備工作

(1)根據(jù)試驗(yàn)負(fù)荷,確定柴油發(fā)電機(jī)組的工作狀態(tài),確保整個(gè)試驗(yàn)過程中負(fù)載穩(wěn)定,不會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成影響。

(2)準(zhǔn)備好所需的測(cè)量設(shè)備,如柴油發(fā)電機(jī)組負(fù)載計(jì)、調(diào)速器測(cè)量?jī)x表等。

(3)檢查柴油發(fā)電機(jī)組的調(diào)速系統(tǒng),確保調(diào)速機(jī)構(gòu)部件正常,各傳動(dòng)件無松動(dòng)、卡滯等現(xiàn)象。

(4)行負(fù)載計(jì),驗(yàn)證其測(cè)量準(zhǔn)確性,尤其注意校正計(jì)量單元和采樣設(shè)備。

2、試驗(yàn)過程中應(yīng)注意的問題

(1)調(diào)整穩(wěn)態(tài)負(fù)載后,待柴油發(fā)電機(jī)組恢復(fù)穩(wěn)定狀態(tài)后,開始測(cè)量調(diào)速率。調(diào)速率為機(jī)組負(fù)載從最小到最大變化時(shí),機(jī)組頻率變化所需的時(shí)間。

(2)負(fù)載變化時(shí),不允許過快或過慢,應(yīng)控制在合理范圍,以確保試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

(3)在試驗(yàn)過程中,應(yīng)特別注意測(cè)量?jī)x器的準(zhǔn)確性,嚴(yán)格按照操作規(guī)程操作。

(4)記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù),包括柴油發(fā)電機(jī)組頻率、負(fù)載、調(diào)節(jié)器輸出信號(hào)和瞬時(shí)調(diào)速率等數(shù)據(jù)。

      試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)與指定的技術(shù)規(guī)范相比較。根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)和試驗(yàn)結(jié)果,可以評(píng)估柴油發(fā)電機(jī)組調(diào)節(jié)性能,并進(jìn)行跟蹤調(diào)整,以確保柴油發(fā)電機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行。

 

三、試驗(yàn)方法

 

1、電壓調(diào)整范圍檢查試驗(yàn)

      本試驗(yàn)在發(fā)電機(jī)冷態(tài)和熱態(tài)兩種狀態(tài)下,空載和滿載時(shí),分別進(jìn)行一次,即總共進(jìn)行4次。取4次中較小范圍為試驗(yàn)結(jié)果。對(duì)一般發(fā)電機(jī),最小電壓值應(yīng)不大于額定電壓的95%;最大電壓值應(yīng)不小于額定電壓的105%。有時(shí)寫成95%~105%。本試驗(yàn)一般在進(jìn)行熱試驗(yàn)時(shí)或12h連續(xù)試驗(yàn)時(shí)附帶進(jìn)行。

① 檢查空載時(shí)的電壓調(diào)整范圍

      被試發(fā)電機(jī)空載運(yùn)行,其轉(zhuǎn)速為該類電機(jī)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值。調(diào)整電壓調(diào)節(jié)裝置,記錄輸出電壓所達(dá)到的最大值和最小值。兩者之間的范圍即為其空載時(shí)的電壓調(diào)整范圍。

② 檢查滿載時(shí)的電壓調(diào)整范圍

      被試發(fā)電機(jī)滿載運(yùn)行,其轉(zhuǎn)速為該類電機(jī)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值。調(diào)整電壓調(diào)節(jié)裝置,記錄輸出電壓所達(dá)到的最大值和最小值。兩者之間的范圍即為其滿載時(shí)的電壓調(diào)整范圍。

2、穩(wěn)態(tài)電壓調(diào)整率的測(cè)定試驗(yàn)

① 試驗(yàn)方法

      本試驗(yàn)應(yīng)在電機(jī)冷態(tài)和熱態(tài)兩種狀態(tài)分別進(jìn)行一次,試驗(yàn)示意圖如圖3所示,空載特性參數(shù)設(shè)置如圖4所示。

      試驗(yàn)前,被試發(fā)電機(jī)在額定轉(zhuǎn)速下空載運(yùn)行。調(diào)節(jié)電壓調(diào)節(jié)裝置將電壓整定在電壓調(diào)整率范圍之內(nèi)。對(duì)不可控相復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)允許在測(cè)定前將負(fù)載和功率因數(shù)調(diào)至額定值,而后將負(fù)載逐漸減小到零,再將電壓調(diào)整在電壓調(diào)整率范圍之內(nèi)。

      在試驗(yàn)過程中,不允許再調(diào)整電壓整定裝置。試驗(yàn)時(shí),保持功率因數(shù)不變,將三相對(duì)稱負(fù)載功率從零逐漸增加到額定值,再從額定值逐漸減小到零。負(fù)載增加或減小的梯度一般為額定功率值的25%,即按0一25%一50%一75%一100%一75一50%一25%一0調(diào)節(jié),并記錄各試驗(yàn)點(diǎn)的三相電壓、三相電流和三相功率。

      本試驗(yàn)一般在進(jìn)行熱試驗(yàn)時(shí)附帶進(jìn)行。在出廠檢查試驗(yàn)時(shí)可適當(dāng)減少測(cè)點(diǎn)。

② 計(jì)算穩(wěn)態(tài)電壓調(diào)整率

      根據(jù)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)的不同類型,以及不同的運(yùn)行方式,采用如下兩個(gè)不同的穩(wěn)態(tài)電壓調(diào)整率計(jì)算式(見被試電機(jī)的技術(shù)條件中規(guī)定)。

3、冷、熱態(tài)電壓變化率

      冷、熱態(tài)電壓變化率是指發(fā)電機(jī)的熱態(tài)電壓與冷態(tài)電壓差值占冷態(tài)電壓(一般為額定電壓)的百分?jǐn)?shù)。在有些電機(jī)標(biāo)準(zhǔn)中,直接用兩者的差值來表示,稱為“冷、熱態(tài)電壓變化差值”,即將該試驗(yàn)稱為“冷、熱態(tài)電壓變化差值測(cè)定試驗(yàn)"。實(shí)際試驗(yàn)時(shí),為了節(jié)省試驗(yàn)時(shí)間,都將此項(xiàng)試驗(yàn)和熱試驗(yàn)合并在一起進(jìn)行。試驗(yàn)方法:

      試驗(yàn)時(shí),先將被試發(fā)電機(jī)調(diào)整到額定工作狀態(tài),之后,電壓調(diào)整裝置固定不動(dòng),并記錄開始試驗(yàn)時(shí)的電壓,該電壓即為冷態(tài)電壓(一般為額定電壓)。保持額定功率、額定頻率及額定功率因數(shù)運(yùn)行到溫升穩(wěn)定,記錄溫升穩(wěn)定時(shí)的電壓,該電壓即為熱態(tài)電壓。試驗(yàn)時(shí)應(yīng)使環(huán)境溫度的變化不超過10℃。

 

柴油發(fā)電機(jī)穩(wěn)態(tài)調(diào)速率試驗(yàn)示意圖.png

圖3  柴油發(fā)電機(jī)穩(wěn)態(tài)調(diào)速率試驗(yàn)示意圖

發(fā)電機(jī)空載特性試驗(yàn)參數(shù)設(shè)置.png

圖4  發(fā)電機(jī)空載特性試驗(yàn)參數(shù)設(shè)置

 

總結(jié):

      柴油發(fā)電機(jī)組穩(wěn)態(tài)調(diào)速率試驗(yàn)是評(píng)估設(shè)備調(diào)節(jié)系統(tǒng)性能的重要手段,對(duì)于提高發(fā)電機(jī)組穩(wěn)定性和安全性具有重要意義。在試驗(yàn)過程中,需要注意正確操作,保證試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。除了該實(shí)驗(yàn)外,針對(duì)柴油發(fā)電機(jī)所需要進(jìn)行的試驗(yàn)有很多,包括性能試驗(yàn)、負(fù)荷試驗(yàn)、絕緣試驗(yàn)等。這些試驗(yàn)對(duì)于發(fā)電機(jī)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行是十分重要的,可大大提高發(fā)電機(jī)的可靠性和使用壽命,保證柴油發(fā)電機(jī)組在長(zhǎng)時(shí)間的使用中發(fā)揮穩(wěn)定的性能。


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