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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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发电机自动空气断路器继电保护原理
自动空气断路器通常装有欠压、过载和短路继电保护装置。有二个过流脱扣器和一个失压脱扣器保护,功能动作原理图。
(1) 久压保护原理 当发电机输出电压正常对负载供电时,失压脱扣电磁铁线圈经按钮TA的常闭接点和自动开关常开辅助触头(合闸后已闭合)接于电源侧线电压上。电磁铁线圈2通电,产生电磁吸力大于弹簧5拉力,冲击杆4被吸下,自动开关处于合闸状态。
由于失压脱扣器作发电机欠压保护装置时,其启动电压的整定值整定在低于发电机额定电压的70%,瞬时动作,因此,当发电机输压下降到欠压保护整定值时,电磁铁吸力小于弹簧拉力,冲击杆抬起撞到搭钩上,使其与钩杆脱开,自动开关在断路弹簧的作用下,自动跳闸。当需要远距离控制时,可按下按钮印可跳闸。
(2) 过流保护原理 过流脱扣保护装置由两个过流脱扣器电磁铁组成。当发电机的电流正常时,过流脱扣器电磁铁的吸力小于弹簧拉力,搭钩与钩杆钩牢,自动开关处于合闸状态。当发电机输出的过载电流大于过载保护启动电流的整定值时,电磁铁线圈产生的吸力大于弹簧拉力,吸动衔铁,冲击杆抬起撞在搭钩上,使其与钩杆脱开,自动跳闸。
对于有延时机构的自动空气断路器,过载长延时保护的启动电流可在(1.55~2)倍脱扣器额定电流范围内整定,动作时限可在(4~15)s范围内整定。短路短延时保护的动作电流可在(3~4.5)倍脱扣器额定电流范围内整定,动作时限可在0.2、0.4、0.6s整定。
DZ10型是采用热脱扣器作为过流脱扣器的自动空气断路器。当过载时,电流使双金属片受热向下弯曲,经过一段时间后,杠杆10的下端从调节螺丝12中脱出,在弹簧11的作用下,主轴沿顺时针方向转动,当主枉杆7从钢片14中脱出时,在弹簧的作用下,开关自动跳闸。电磁脱扣器4,当短路时,短路电流通过电磁脱扣器线圈产生较强的磁场,吸力增强,吸动衔铁5,使开关跳闸。
可靠性:柴油机合金铸铁的缸体和缸盖其强度和刚度高;整体扭曲锻全平衡结构和园角淬火的曲轴运行平稳,强度和可靠性更高。
经济性:独特的PT燃油系统(喷油压力100MPa以上)、每缸四气门、直喷、增压、中冷技术,从而使排放达到欧洲排放标准。燃油消耗率一般低于200g/kwh。
维护及零配件供应:全国各大城市都设有发动机维修及零配件中心,提供充足的发动机部件、滤清器系统、信息产品和快捷的维修服务。
租赁柴油发电机组的特点:
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● 耐久性、噪护低、排放优良、冷启动性能好
● 低安装成本及维护费用,工作周期长
● 在大气温度40℃、海拔1000m时也能维持性能
● 热带地区用冷却系统(至50℃)
● 低操作成本,高功率输出,保证输出功率0~+2%
● 紧跟世界科技发展,燃烧室及调速系统的优化设计,保证清洁的排放及强劲的动力输出
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