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同步發電機的序分量電抗
同步發電機的序分量電抗X1、香港X2、香港附近X0
分析同步發電機不對稱運行的基本方法是對稱分量法。應用對稱分量法,可以把發電機不對稱的三相電壓、香港當地電流及其所激勵的磁勢分解為正序分量、香港當地負序分量和零序分量,然后對各個分量分別建立的端點方程式和相序方程式,求解各序分量并研究各序分量分別所產生的效果, ,將它們疊加起來,就得出實際不對稱運行的結果和影響。實踐證明,在不計飽和時,上述方法所求得的結果,特別是對于基波分量基本上是正確的。
在不對稱運行時,同步發電機的空氣隙磁場為一橢圓形旋轉磁場,即除了正序旋轉磁場以外,尚有負序旋轉磁場。因為它們的旋轉方向不同,所以轉子回路的反應也各不相同;對不同相序的電流,同步電機呈顯的電抗也就有不同的數值。
當同步電機對稱運行時,如前面各章所討論的情形,定子電流為一穩定的對稱三相電流,實際上即一組正序分量,它們所產生的旋轉磁場(即正序旋轉磁場)和轉子之間沒有相對運動,這個磁場并不能在轉子繞組中產生感應電勢,這個電流所遇到的電抗便是同步電抗。故同步電機的正序電抗即系同步電抗,不對稱運行時,負序電流所產生的負序旋轉磁場以同步速向著和轉子轉向相反的方向旋轉,即該磁場將以兩倍同步速載切轉子繞組,將在轉子繞組中感應一個兩倍于電源頻率的交變電流。對于負序旋轉磁場而言,轉子繞組的作用為一短路繞組,致使負序電流所遇到的便不再是同步電抗,而是另一個電抗x2,稱它為負序電抗,其數值遠較同步電抗為小。
負序旋轉磁場在轉子激磁繞組和組尼繞組中所感應的兩倍頻率的交變電流,將引起附加的銅損耗;負序旋轉磁場還將在轉子表面產生渦流,從而引起附加表面損耗。這些損耗都將使轉子溫升提高。此外,負序旋轉磁場還將在轉子軸和定子機座引起振動。
根據我國“發電機運行規程”規定:在額定負載連續運行時,汽輪發電機三相電流之差,不得超過額定值的10%,水輪發電機和同步補償機的三相電流之差,不得超過額定值的20%,同時任一相的電流不得大于額定值。在低于額定負載連續運行時,各相電流之差可以大于上面所規定的數值,但應根據試驗確定。
當零序電流流過定子繞組時,由各相零序電流所產生的三個脈動磁勢,其幅值相等,時間上同相,而三者在空間各相隔120°電角度,因此三相零序基波全成磁勢恰相至抵消,不形成氣隙互磁通,只存在一些漏磁場,數值一般很小。零電流所遇到的電抗為帶有漏抗性質的零序電抗,用代表,較更小。
由于現代電力系統的規模很大,在正常運行時負載電流的嚴重不對稱是不常見的。具有實際意義的不對稱運行情況為故障狀態,如單相接地短路、香港當地二相短路和二相接地短路等。
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增壓型柴油發電機機簡介
1)發動機依靠缸內燃燒發出功率。因此,進入缸內的燃油和空氣是基本的兩大要素,兩者要合理調配,燃燒才能完全,使之達到功率大而燃油省的目的。
2)燃油的輸入量是可以控制的,關鍵是空氣吸入量。一般發動機靠自然吸氣,空氣吸入量受發動機進氣系統阻力的限制,僅能吸入70%~80%(以1個大氣壓計,吸入氣缸的空氣體積與氣缸容積的百分比),因此功率難以提高。
3)增壓型柴油機的基本特征就是采用了“增壓器”。因此,進入氣缸的空氣不是依靠自然吸氣,而是由增壓器強制將空氣壓入或“填入”氣缸,從而使空氣量增多,噴射的燃油量也可相應增加,不但發動機功率大大提高,而且由于燃燒完全,相應降低了耗油量,尾氣煙度也有所改善。
4)廢氣渦輪增壓器利用發動機排氣壓力推動渦輪,帶動另一端的葉輪壓氣機“鼓充”進氣,葉輪轉速每分鐘一般達10萬轉左右。采用這種內燃機增壓技術的發動機為增壓型,其功率比自然吸氣型提高20%~40%,燃油消耗率也顯著下降。
5)進氣氣缸的空氣通過廢氣渦輪增壓器后,由于受壓縮功的影響,其溫度大幅度提高(全負荷時一般達到12℃左右),空氣密度卻顯示下降,限制了功率的進一步的提高,因此出現了“增壓中冷”技術。“增壓中冷”是將發動機的冷卻液或汽車前端的進風通過“中冷器”(即熱交換器)對已增壓過的發動機進氣進行“中間冷卻”。水冷型可將進氣溫度降至90℃左右,空氣冷卻型可將進氣溫度降至50℃左右。采用增壓中冷技術的發動機為增壓中冷型,其功率比增壓型進一步提高,油耗也相應地進一步減少。
6)B系列柴油機有3種吸氣形式——自然吸氣型、香港增壓型和增壓中冷型。依靠這種技術,B系列柴油機在缸徑、香港同城沖程和轉速不變的情況下,可逐級提高它的功率和轉矩,因而明顯擴大了系列內柴油機的功率范圍。以B系列6缸機為例:自然吸氣型(代號6B)的額定功率為96kW,增壓型(代號6BT)的額定功率為118kW,增壓中冷型(代號6BTA)的額定功率140kW,它們的轉矩和燃油消耗量也分別不同程度地逐級得到提高和減少。
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