柴油發(fā)電機(jī)組屬自備電站交流供電設(shè)備的一種類(lèi)型，是一種中小型獨(dú)立的發(fā)電設(shè)備。由于它具有機(jī)動(dòng)靈活、投資較少、隨時(shí)可以啟動(dòng)等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于通信、采礦、筑路、林區(qū)、農(nóng)田排灌、野外施工和國(guó)防工程等各部門(mén)。
一、機(jī)組的用途
柴油發(fā)電機(jī)組適用于市電電網(wǎng)不能輸送到的通信局站、礦區(qū)、林區(qū)、牧區(qū)和國(guó)防工程等場(chǎng)合，要求能獨(dú)立供電，作動(dòng)力和照明的主電源。對(duì)于有市電的地區(qū)，而供電可靠性要求高，不允許停電或要求幾秒鐘能迅速供電的單位，可作為應(yīng)急備用電源，一旦市電停電能迅速提供穩(wěn)定的交流電源。
柴油發(fā)電機(jī)組是通信電源設(shè)備的重要組成部分，對(duì)其主要要求是：隨時(shí)能開(kāi)動(dòng)、及時(shí)供電、運(yùn)行安全可靠，保證供電的電壓和頻率，滿足通信設(shè)備的要求。
1、 自備電源。
某些用電單位沒(méi)有網(wǎng)電供應(yīng)，如遠(yuǎn)離大陸的海島，偏遠(yuǎn)的牧區(qū)、農(nóng)村，荒漠高原的軍營(yíng)、工作站、雷達(dá)站等，就需要配置自備電源。所謂自備電源，就是自發(fā)自用的電源，在發(fā)電功率不太大的情況下，柴油發(fā)電機(jī)組往往成為自備電源的首選。
2、備用電源。
備用電源也稱(chēng)應(yīng)急電源，主要用途是某些用電單位雖然已有比較穩(wěn)妥可靠的網(wǎng)電供應(yīng)，但為了防止意外情況，如出現(xiàn)電路故障或發(fā)生臨時(shí)停電之類(lèi)，仍配置自備電源作應(yīng)急發(fā)電使用。可見(jiàn)，備用電源實(shí)際上也是自備電源的一種，只不過(guò)它不被作為主電源使用，而僅僅在緊急的情況下作為一種救濟(jì)手段使用。
3、替代電源。
替代電源的作用是彌補(bǔ)網(wǎng)電供應(yīng)之不足。這可能有兩種情況，一是網(wǎng)電價(jià)格過(guò)高，從節(jié)約成本的角度選擇柴油發(fā)電機(jī)組作為替代電源；另一個(gè)是在網(wǎng)電供應(yīng)不足的情況下，網(wǎng)電使用受到限制，供電部門(mén)不得已到處拉閘限電，這時(shí)，用電單位為了正常地生產(chǎn)和工作，就需要替代電源加以救濟(jì)。
4、移動(dòng)電源。
移動(dòng)電源就是沒(méi)有固定的使用地點(diǎn)，而被到處轉(zhuǎn)移使用的發(fā)電設(shè)施。柴油發(fā)電機(jī)組由于其輕便靈活易操作的特點(diǎn)，而成為移動(dòng)電源的首選。移動(dòng)電源一般被設(shè)計(jì)為電源車(chē)輛的形式，有自行電源車(chē)輛，也有拖車(chē)電源車(chē)輛。
康明斯移動(dòng)電站
二、機(jī)組的名稱(chēng)和型號(hào)的編制規(guī)則
柴油發(fā)電機(jī)組是以?xún)?nèi)燃機(jī)作動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)同步交流發(fā)電機(jī)而發(fā)電的電源設(shè)備。為了便于生產(chǎn)管理和使用，國(guó)家對(duì)油機(jī)發(fā)電機(jī)組的名稱(chēng)和型號(hào)編制方法做了統(tǒng)一規(guī)定，根據(jù)GB2819-81規(guī)定，機(jī)組的型號(hào)排列和符號(hào)含義如下：
例如：300GFZ2-1柴油發(fā)電機(jī)組
該型號(hào)機(jī)組表示300kW工頻自動(dòng)化柴油發(fā)電機(jī)組，生產(chǎn)廠代號(hào)為2，第一次變型。
部分國(guó)產(chǎn)柴油發(fā)電機(jī)組的品種規(guī)格及基本參數(shù)。
三、機(jī)組的類(lèi)型和功能
油機(jī)發(fā)電機(jī)組類(lèi)型很多，按其結(jié)構(gòu)型式、控制方式和保護(hù)功能等不同，可分為下述幾種類(lèi)型。
1、基本型機(jī)組
這類(lèi)機(jī)組最為常見(jiàn)，由柴油機(jī)、封閉式水箱、油箱、消聲器、同步交流發(fā)電機(jī)、勵(lì)磁電壓調(diào)節(jié)裝置、控制箱(屏)、聯(lián)軸器和底盤(pán)等組成。機(jī)組具有電壓和轉(zhuǎn)速自動(dòng)調(diào)節(jié)功能。通常能作為主電源或備用電源。
2、自啟動(dòng)機(jī)組
該機(jī)組是在基本型機(jī)組基礎(chǔ)上增加自動(dòng)控制系統(tǒng)。它具有自動(dòng)化的功能。當(dāng)市電突然停電時(shí)，機(jī)組能自動(dòng)啟動(dòng)、自動(dòng)切換開(kāi)關(guān)、自動(dòng)運(yùn)行、自動(dòng)送電和自動(dòng)停機(jī)等功能；當(dāng)機(jī)油壓力過(guò)低、機(jī)油溫度或冷卻水溫過(guò)高時(shí)，能自動(dòng)發(fā)出聲光告警信號(hào)；當(dāng)機(jī)組超速時(shí)，能自動(dòng)緊急停機(jī)進(jìn)行保護(hù)。
3、微機(jī)控制自動(dòng)化機(jī)組
該機(jī)組由性能完善的柴油機(jī)、三相無(wú)刷同步發(fā)電機(jī)、燃油自動(dòng)補(bǔ)給裝置、機(jī)油自動(dòng)補(bǔ)給裝置、冷卻水自動(dòng)補(bǔ)給裝置及自動(dòng)控制屏組成。自動(dòng)控制屏采用可編程自動(dòng)控制器PLC控制。它除了具有自啟動(dòng)、自切換、自運(yùn)行、自投人和自停機(jī)等功能外，并配有各種故障報(bào)警和自動(dòng)保護(hù)裝置，此外，它通過(guò)RS232通信接口，與主計(jì)算機(jī)聯(lián)接，進(jìn)行集中監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)遙控、遙信和遙測(cè)，做到無(wú)人值守。
四、機(jī)組的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介
現(xiàn)代柴油發(fā)電機(jī)組由柴油機(jī)、三相交流無(wú)刷同步發(fā)電機(jī)、控制箱(屏)、散熱水箱、聯(lián)軸器、燃油箱、消聲器及公共底座等組件組成剛性整體。除功率較大的機(jī)組的控制屏、燃油箱單獨(dú)裝設(shè)計(jì)，其他的主要部件均裝置在型鋼焊接而成的公共底座上，便于移動(dòng)和安裝。
柴油機(jī)的飛輪殼與發(fā)電機(jī)前端蓋的軸向采用凸肩定位直接連接構(gòu)成一體，并采用圓柱型的彈性聯(lián)軸器由飛輪直接驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)。這種聯(lián)接方式由螺釘固定在一起，使兩者聯(lián)接成一剛體，保證了柴油機(jī)的曲軸與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的同心度在規(guī)定允許范圍內(nèi)。
為了減小機(jī)組的振動(dòng)，在柴油機(jī)、發(fā)電機(jī)、水箱和電氣控制箱等主要組件與公共底架的連接處，通常均裝有減振器或橡皮減振墊。
1、柴油機(jī)
柴油機(jī)啟動(dòng)后，發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的活塞會(huì)在密閉氣缸的頂部作上下往返運(yùn)動(dòng)。當(dāng)活塞由上向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，氣缸進(jìn)氣門(mén)打開(kāi)，室外空氣由空濾裝置過(guò)濾后進(jìn)入氣缸，完成進(jìn)氣行程；當(dāng)活塞由下向上運(yùn)動(dòng)，氣缸進(jìn)排氣門(mén)關(guān)閉，在活塞上行的擠壓下，氣體體積因迅速被壓縮，導(dǎo)致氣缸內(nèi)的溫度迅速上升，完成壓縮行程；當(dāng)活塞達(dá)到頂端時(shí)，經(jīng)過(guò)油濾裝置過(guò)濾后的燃油經(jīng)高壓噴油嘴霧化噴射，與高溫高壓的空氣混合劇烈燃燒，此時(shí)氣體體積迅速膨脹，推動(dòng)活塞向下做功。
每個(gè)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)都是由多個(gè)汽缸形成，各汽缸按一定順序依次作功，作用在活塞上的推力經(jīng)過(guò)連桿變成了推動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)的力量，從而帶動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)，完成做功行程。做功行程完成之后，活塞由下向上移動(dòng)，氣缸排氣門(mén)打開(kāi)排氣，完成排氣行程。每個(gè)行程曲軸旋轉(zhuǎn)半圈，經(jīng)過(guò)若干個(gè)工作循環(huán)后，柴油機(jī)組在飛輪的慣性下逐漸加速旋轉(zhuǎn)工作。
2、同步交發(fā)電機(jī)
同步交流發(fā)電機(jī)在結(jié)構(gòu)上是與柴油發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸同軸安裝的，利用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，由于發(fā)電機(jī)的磁極鐵芯存在剩磁，所以電樞線圈在磁場(chǎng)中切割磁力線，由于電磁感應(yīng)原理，發(fā)電機(jī)就會(huì)輸出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，經(jīng)閉合的負(fù)載回路就能產(chǎn)生電流，從而將柴油發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能。
3、發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)
同步發(fā)電機(jī)是需要控制系統(tǒng)進(jìn)行電流電壓的控制的，這種控制系統(tǒng)就是發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)，供給同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流的電源及其附屬設(shè)備統(tǒng)稱(chēng)為勵(lì)磁系統(tǒng)，一般由勵(lì)磁功率單元和勵(lì)磁調(diào)節(jié)器兩個(gè)部分組成。勵(lì)磁功率單元向同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子提供勵(lì)磁電流，而勵(lì)磁調(diào)節(jié)器則根據(jù)輸入信號(hào)和給定的調(diào)節(jié)準(zhǔn)則控制勵(lì)磁功率單元的輸出。
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