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  柴油发电机组控制系统 世界上第一台柴油机 ?世界上第一台柴油机诞生于1893年的德国。蒸汽机发明后,鲁道 夫.狄塞尔(RUDOLF DIESEL)—一位德国皮革商的儿子,在慕尼黑技 术大学上学时对“蒸汽机”表现出了极大的兴趣,在他34岁那年 (1892)取得了把空气压进容器并且和煤粉充分混合直至被压燃而提 供动力的机械装置的发明专利。第2年,位于德国奥古斯堡的MAN公 司根据这一专利制造出了世界上第一台柴油发动机的原型机,并取 名叫‘狄塞尔(DIESEL)’发动机。像所有的新生事物一样,狄塞 尔发动机从诞生到不断完善经历了漫长的过程。狄塞尔先生在他55 岁那年不幸逝世了,没有能够见到他发明的发动机装在汽车上。10 年之后,MAN公司终于在柏林的汽车展览会上推出了第一台装在卡 车上的狄塞尔发动机。后来,设在曼海姆的奔驰公司制造出了带预 燃室的狄塞尔发动机,并且把它装在了自己的卡车上。直到1936年, 也就是狄塞尔先生去世23年后,梅塞得斯——奔驰公司才制造出了 第一台装有狄塞尔发动机的轿车。 直到今天,柴油机的英文名称仍然是‘DIESEL ENGINE’—‘狄塞 尔’引擎。 世界上第一台发电机 ?1831年英国的物理学家、化学家迈克尔·法拉第在试验 中发现,当磁铁在线圈中移动时,线圈会产生电流,这 就是今天我们大家所熟知的电磁感应现象。 ? 1866年德国的电工学家、实业家恩斯脱·韦尔纳·冯·西 门子出自激励式发电机 ?1870年比利时的Z·T·克拉姆又研制出了自激励式直流 发电机,在经过了不断的改进之后,电机技术已经走向 成熟 ?1877年真正实用的发电机开始进入商业化生产阶段。 电磁感应演示 电磁感应演示 柴油发电机原理 简而言之,就是柴油机驱动发电机运转。 在汽缸内,经过空气滤清器过滤后的洁净空气与喷油嘴喷射出 的高压雾化柴油 充分混合,在活塞上行的挤压下,体积缩小,温 度迅速升高,达到柴油的燃点。柴油被点燃,混合气体剧烈燃烧, 体积迅速膨胀,推动活塞下行,称为‘作功’。各汽缸按一定顺序 依次作功,作用在活塞上的推力经过连杆变成了推动曲轴转动的力 量,从而带动曲轴旋转。 将交流或直流发电机与柴油机曲轴同轴安装,就可以利用柴油 机的旋转带动发电机的转子,利用‘电磁感应’原理,发电机就会 输出感应电动势,经闭合的负载回路就能产生电流。 这里只描述发电机组最基本的工作原理。要想得到可使用的、 稳定的电力输出,还需要一系列的柴油机和发电机控制、保护器件 和回路。 发电机的励磁系统 一、相复励励磁 二、三次谐波 三、可控硅直接励磁 四、无刷励磁 发电机参数 柴油发电机组控制系统的组成 主回路开关 速度调节器 电压调节器 测量回路 保护回路 同期控制 电力监视 二次操作回路 稳压电源 柴油发电机组控制柜 主回路开关 长延时脱扣:发电机额定电流110~115% 短延时:发电机额定电流200%~300% 瞬时脱扣:1000%~1700% 一台发电机时只设置长延时和短延时 二台发电机时只设置长延时和短延时 三台发电机时只设置长延时和短延时、 瞬时 速度调节器 在不同负载情况下,柴油机电子调 速器将保持柴油机的转速稳定于1000RPM (或1500RPM),从而保持发电机输出 50Hz的恒定频率。 WOODWARD 2301A电子 调速器,它具有功能全、反应快、精度 高、稳定性好、功耗低、调整方便等一 系列优点。其基本结构包括数/模转换电 路;调节放大电路、负荷分配电路、输 出电路及稳压电源等环节。 柴油机转速控制指标 频率稳态调整率 频率瞬态调整率 频率波动率 频率稳定时间 0—5%(可调) ±5% 0.5% 3S 速度调节器 通过调节油门大小控制速度井架 起 升 示 意 图 2301A速度调节和负荷分配模块外形 2301A速度调节和负荷分配模块 主要参数及功能 电源:20V~24V 负载信号:90–240 Vac 3? 45–66 Hz 3? 电流 速度传感器:100~300欧姆,1~30Vac 速度调整范围:0~10% 同步输入: ±5Vdc 负载分配:0~6Vdc 速度输出信号:7.5 Vdc max for 0 to 214 mA 速度降:0~10% 怠速:55%额定转速 加速时间:0–10 s 负载增益:最大6Vdc ,5 A 电流 2301A速度调节和负荷分配模块 端子图 速度控制系统图 怠速(Low Idle Speed) 快速性(Actuator Compensation) 增益电位器(Gain) 额定转速电位器(Rated Speed) 初始燃油限制电位器(Start Fuel Limit) 升速时间电位器(Ramp Time) 稳定性(Reset)电位器 负荷分配系统图 调差电位器(Droop) 负载增益电位器(Load Gain) 2301A速度调节和负荷分配模块接线图 负荷分配接线示意 电压调节器要求 提供发电机空载励磁。当负荷发生 变化时,发电机励磁调节单元将对发电 机的励磁电流进行控制,以保证发电机 输出电压的稳定及整个发电机组无功功 率的均衡分配。该单元包括PID调节器、 功放电路、电压及无功测量电路、无功 均衡电路组成。 交流发电机电压控制指标 电压稳态调整率 电压调整范围 电压波动率 电压稳定时间 响应时间 ±2.5% ±20% 0.5% 1.5S 20mS DECS-100电压调节器 DECS-100电压调节器 主要参数及功能 电源:88V-250Vac,单相或三相,50-400Hz 建压电压:6V 负载信号:100–600Vac,单相或三相 电流检测:5Aac,50/60Hz,单相 励磁输出:63Vdc,7Adc,最大135Vdc,15Adc 并列补偿:无功降落和无工差动(横流) 磁场过压保护 磁场过电流保护 发电机过压保护 软起动功能 报警和跳闸输出 RS232接口 DECS-100电压调节器接线图 发电机并联运行的条件 待并机组与运行机组(或电网)的电压 相等 待并机组与运行机组(或电网)的频率 数值相等 待并机组电压的初始相位与运行机组 (或电网)电压的初始相位一致 待并机组相序与运行机组(或电网)相 序相同 同期柜功能 用于实现柴油发电机组的并网条件的检测和并网控 制。同期控制柜内包括同期控制单元、切换装置、接地 检查单元、相序保护单元、功率限制单元、及稳压电源。 实现的控制指标如下: 使用频率表及选择开关来读发电机频率 同步波形和同步指示灯 发电机选择器和发电机断路器闭合按钮 不需调节频率和电压,同步模块可自动调节频率和 电压,可以防止误操作 同期原理及方案 : 实现控制指标的原理及方案如下 1、同期控制单元 为了避免误操作造成发电机组对电网或电网对发电机组的冲击,防止发电机组在 并网时出现故障,在同期控制中采取了双重保护措施,断路器选用欠压脱扣方式,在 同期闭锁继电器控制的基础上增加一个电子同期闭锁装置,以确保并网合闸瞬间完全 在满足并网的条件下进行,否则合闸操作无效(例如同步指示灯变化还较快,或相位 差偏大时)。 2、相序保护单元 相序保护单元用来防止主电网相序出错。当检测电网为反相序情况时,保护单元 立即发出故障信号,以避免电源相序接反而引起的各种事故。 3、功率限制单元 功率限制单元由kW(有功)限制控制电路和kVA(无功)限制控制电路两部分组成。 kW(有功)限制控制电路采用或门形式综合来自每台发电机组提供的有功超功率 检测信号,当某台发电机出现KW数超限时,相应的比较电路发出指令,由记忆电路加 以记忆并通过继电器发出封锁信号。 kVA(无功)限制控制电路也采用或门形式综合来自每台发电机组提供的无功超功 率检测信号,当某台发电机出现kVA数超限时,相应的比较电路发出指令,由记忆电路 加以记忆并通过继电器发出封锁信号。 4、接地检测单元 接地检测单元采用高阻抗接地检测电路,对三相600V、ag都开的一样怎么杀猪,380V母线及各个整流柜输 出的正负直流母线的接地情况进行检测,并通过相应的信号灯显示出接地故障 同步模块外形图 同步模块主要参数及功能 额定频率50Hz~60Hz 输入电压:115 V±10%或115V ±10% 相角偏置:0~±10° 电压匹配:1%或5% 功率:5W 电压匹配 速度匹配 断路器闭合信号 同步模块系统块图 同步模块功能块图 同步模块端子图 测量回路和电力监视 测量变压器 电流互感器 电力仪表(多功能保护继电器) 交直流接地检测 发电机回路的保护 目的: 防止发电机过载损伤 切除发电机和发电机故障 发电机断路器和馈电用保护装置进行选择切除动作, 并迅速切除汇流故障 发电机并联运行时,防止原动机损伤 内容: 发电机过载保护 发电机短路保护 发电机逆功率保护 发电机欠电压保护 自动卸载 发电机保护整定值 过电流:依据发电机的额定电流值进行整定 过电压:约690V 欠电压:约530V 过 频:54HZ 欠 频:46HZ 逆功率:-7% 逆序保护 柴油发电机组其他保护功能 水温高保护 低油压保护 有功功率限制电路,防止柴油机过载 无功功率限制电路,防止发电机过载 稳压电源 整流变压器 充电电路 蓄电池 电源分配电路 IFC5系列发电机励磁电路