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發電機發電時,如沒有電器在用電,發出來的電都去哪里了?
發電機發電,假如沒有電器在用電,相當于負載這邊是開路的,也就是發電機線圈的并沒有形成回路,沒有回路是沒有電流的,根據電功率的定義,電功率P=電壓U*電流I,因為回路沒有電流,所以電功率P=0,也就是沒有電功率輸出,相當于本質上并沒有發電,當然談不上損失了。
電動勢只是一種能力
根據電磁定律,導體運動切割磁力線的時候,會在導體兩端形成感生電動勢。電動勢在物理學上是這樣定義的,單位正電荷被電場力從電源的負極,經過電源內部,達到電源正極時所做的功的大小。
光看定義,電動勢是比較抽象的,不太好理解。可以顧名思義把電動勢理解成讓電子產生運動趨勢的一種本領,一種能力。好比處于高處水池里邊的水,老想流出去,流到下游去這樣一種趨勢。又好比說一個人很會賺錢,口袋老是裝了滿滿的,這種也是一種能力。發電過程,電動勢也反應發電機把機械能轉換成電能的一種能力本領。
有本領有能力,不做事,相當于能力體現不出來,也等同于沒有能力,好比上邊說到有賺錢能力的人,并沒有把錢花掉,和窮人沒有兩樣一個道理。當沒有任何負載接入發電機的回路里邊,回來沒有電流,并沒有產生電功率。但是導體切割磁力線是存在的,所以有電動勢,展現了發動機能發電的一種本領而已。再次回到水池裝滿水了,但是水閥是關閉著的,并沒有水漏出去一樣的道理,并沒有什么損失,水還在水池里邊。
導體沒有切割磁力線時候,正負極兩端都是中性的,因為金屬正電荷和電子是完全一致的,導體沒有對外顯示出任何帶電狀態。當切割磁力線的時候,正電荷從負極移動到正極,可以理解成電磁力讓正電荷和電子實現了在這一段導體上分離了一些出來,正極聚焦了正電荷,而負極聚集了電子,這樣分別在導體兩頭呈現出不同的帶電狀態來。正負電荷分離出來的數量越多,代表發電機的電動勢越強,發電能力也越強。因為沒有負載接入,而發電機的發電能力是有限的,導體的能分離出來的數量也是有限的,到了一定程度,正負電荷不再繼續分離增加了,發電機怎么轉,都不會再有新的正電荷從負極移動到正極了。好比水池里邊的水已經滿了,水泵再往里邊送水,也送不進去這個道理。
電能的轉化看電流
燈泡發光,是因為電流流過鎢絲等東西,轉換成熱能或者光能,而風扇在轉,也是電流流過電機內部,讓電能轉換成動能。要讓負載工作同時消耗電能,必須要有電流流過負載本身,這樣電能才可以轉換成其他形式的能。
發電機帶動負載發電時候,機械能會因為切割磁力線存在,發電機線圈內部會分離出來正負電荷,讓正電荷跑到正極,負電荷保留在負極,轉換成電能,而電能因為有回路,讓正電荷從正極,經過負載,流回負極,這樣相當于正電荷做了一個封閉的循環,回到了初的位置了,讓正負電荷中和,這樣機械能再次在發電機線圈內部分離正負電荷,重復這個流程,這樣一個流程就是有源源不斷電流產生的過程。
發電機可以看成一個電壓源,電動勢代表這個電壓源的能力,電壓是穩定的,發電機輸出的電功率大小,取決于負載這邊的電流大小,電流越大,發電機把機械能轉換成電能的數量會越多。反過來,如果負載沒有電流,發電機實際上是在空轉,除了一些摩擦力在消耗能量外,并不會有機械能轉換成電能,不存在白白損失的問題
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根據用戶的提問結合實際為用戶計算柴油發電機組的容量
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客戶的提問:柴油發電機的容量選擇迷茫中,師傅跟我說按照負荷的3-4倍選就行,說是考慮啟動電流。消防泵房用柴油發電機。消防泵75KW*2(星三角啟動,一用一備),穩壓泵1.1KW*2(一用一備),排污泵2.2KW,照明1KW。總功率算出來75+1.1+2.2+1=79.3KW。還有兩臺補水泵45KW(星三角啟動,一用一備),備注的是補水泵不得與消防泵同時啟動。選擇的柴油發電機組的功率為250KW。各位前輩,這個發電機功率可以嗎?能否把補水泵和消防泵一起算(就是可以同時啟動),選擇發電機?
一、設置原則
一類高層建筑應按一級負荷要求供電,二類高層建筑應按二級負荷要求供電。《民用建筑電氣設計規范》JGJ/T16—92 3.1條規定:一級負荷應由兩個電源供電,當一個電源發生故障時,另一個電源應不致同時受到損壞;二級負荷條件允許時,也宜采用二路電源來供電,特別是消防用的二級負荷,更應該按兩個回路要求供電;一級負荷中的特別重要負荷,除上述兩個電源外,還必須增設應急電源。根據這些規定,筆者總結了自備柴油發電機組的設置原則:
(1)當民用建筑需按一級負荷要求供電時,若城市電網能提供二路獨立電源(一用一備或相互備用),則可不設柴油發電機組;但當一級負荷中有特別重要的負荷時,則一般應設柴油發電機組作為應急電源。
(2)當電網只能提供一路電源時,為滿足對一、二級負荷的供電要求,一般應設置柴油發電機組,此時柴油發電機組將作備用電源及應急電源使用。
(3)大、中型商業建筑中為確保市電中斷時不造成較大的經濟損失,也宜設柴油發電機組。由于城市電網不可能完全獨立,有時一個電源故障或檢修時,另一電源有可能同時故障,因此,即使有兩路或以上電源供電,為確保民用建筑中消防及其他重要設備(如智能化設備、通訊設備等)的可靠供電,一般都設置柴油發電機組。
二、容量選擇
自備柴油發電機組容量的選擇,目前 尚無統一的計算公式:有的簡單地按電力變壓器容量的10%-20%確定;有的按消防設備的容量相加;有的則根據投資者的意愿選擇,造成了自備發電機組容量選擇的不準確性,若容量選擇太大造成一次投資浪費,選擇太小則在事故時滿足不了使用要求。那么,如何選擇自備發電機組的容量呢?
(一)方案或初步設計階段 自備發電機的容量按供電變壓器總容量的10%-20%計算。
(二)施工圖階段
(1)建筑物的用電負荷可分為三類: 類為保安型負荷,即保證大樓內人身及設備和可靠運行的負荷,如消防水泵、消防電梯、防排煙設備、應急照明、通訊設備、重要的計算機及相關設備等;第二類為保障型負荷,即保障大樓運行的基本設備負荷,主要是工作區照明、部分電梯、通道照明;第三類為一般負荷,即除了上述負荷以外的其它負荷,例如:空調、水泵及其他一般照明、動力設備。計算自備發電機組的容量時, 類負荷必須考慮在內,即必須采用柴油發電機組:第二類負荷則根據大樓功能及電網情況來定,若大樓功能要求較高或城市電網供電不穩定,則應將第二類負荷考慮在內,但若將 類、第二類負荷簡單相加來選擇柴油發電機容量,則所選容量偏大,因為在消防狀態時,只需保證消防設備的運行,第二類負荷不使用;而在非消防狀態下電網停電時,消防設備不使用。可以選擇兩者中較大者作為柴油發電機組的容量。設備容量統計出來后,根據實際情況選擇需要系數Kx(一般取0.85-0.95),計算出計算容量Pj=KxP∑,自備柴油發電機組的功率按下式計算P=kPj/η式中: P—自備柴油發電機組的功率kw; Pj—負荷設備的計算容量kw; P∑—總負荷kw; η—發電機并聯運行不均勻系數一般取0.9,單臺取1; k—可靠系數,一般取1.1。
(2)按 的單臺電動機或成組電動機起動的需要,計算發電機容量P=(P∑-Pm)/η∑+ PmKCcosψm(KW) Pm—起動容量 的電動機或成組電動機的容量(kw); η∑一總負荷的計算效率,一般取0.85; cosΨm —電動機的起動功率因數,一般取0.4; K—電動機的起動倍數; C—全壓起動C=l.0,Y—△起動C=0.67,自耦變壓器起動50%抽頭C=0.25,65%抽頭C==0.42,80%抽頭C=0.64。
(3)按起動電動機時母線容許電壓降計算發電機容量P=PnKCXd″(1/△E-1)(kw) Pn一造成母線壓降 的電動機或成組起動電動機組的容量(kw) K—電動機的起動電流倍數; Xd″—發電機的暫態電抗,一般取0.25; E—母線允許的瞬時電壓降,有電梯時取0.20,無電梯時取0.25.在實際工作中,也可用系數法估算柴油發電機組的起動能力
三、工程實例:以某工程為例,該工程建筑面積10000m2,12層,為二類高層,保安性負荷主要為消防負荷,其容量為191kw, 一臺電動機為噴淋泵37kw,采用自耦降壓80%抽頭降壓起動。
(1)按計算負荷計算P=kPj/η=1.1×191/1kw=210.1 kw
(2) 的單臺電動機起動的需要計算P=(P∑-Pm)/η∑ +PmKCcosΨm =(191—37)/0.85+37×6×0.64×0.4 =238.0 kw
(3)按起動電動機時發電機母線允許電壓降計算P=PnKCXd″(1/△E-1) =37×6×0.64×0.25(1/0.20-1) =142.08 kw 根據以上計算,應選擇≥238.0 kw的柴油發電機組一臺,因此可選一臺250kw機組。
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