發電機為交流同步發電機,一般按電機的勵磁方式分為三次諧波勵磁電機、可控矽勵磁電機、相復勵電機和無刷電機等。相復勵電機的勵磁是通過主繞組部分的電抗器和輸出部分的電流互感器兩部分的電訊號向量復合,再經整流後由碳刷轉換為直流勵磁訊號。因此有刷勵磁結構的電機體積較大,並列執行時通過調整裝置的氣隙來達到需要的電氣效能,並經常進行更換碳刷等維護工作。
目前無刷發電機已逐步取代有刷發電機。無刷同步發電機由主機和勵磁機組成(如圖1所示),即有獨立的勵磁機。勵磁機的定子為磁場,安裝在主發電機非軸伸端的端蓋上,其鐵心用低碳鋼板製成,具有若干個磁極,磁極上裝有激磁線圈,由自動電壓調節器輸入激磁電流。
勵磁機轉子為電樞,與主發電機同軸安裝,電樞繞組為三相星形連線,中性點不引出。主機與勵磁機相反,其轉子為磁場與勵磁機的電樞轉子為同軸安裝,製成隱極式,其定子為電樞。無刷同步發電機工作原理是:
發動機啟動運轉後,交流勵磁機依靠其定子上的剩磁建立勵磁機電壓,該交流電壓經旋轉整流器(與轉子同軸安裝的三相橋式整流)整流後,送入主機的勵磁繞組,使主機電樞建立電壓,隨著電機的轉速上公升,發電機電壓逐漸公升高;當轉速接近額定轉速時,通過自動電壓調節器(a v r)利用這個電壓來對交流勵磁機提供勵磁電流,使主發電機的電壓迅速上公升,並穩定在額定值。無刷發電機的控制核心是通過自動電壓調節器(a v r)調節和穩定勵磁電流從而來調節和穩定發電機的輸出電壓。無刷發電機具有調壓精度高、動態效能好,電壓波形畸變小及效率高等特點,提高了執行的可靠性,延長了電機保養週期。
發電機組與發電機組或電網的並列執行的條件:①待並發電機組與發電機組或電網的相序相位相同;②待並發電機組與發電機組或電網的頻率相等;③待並發電機組與發電機組或電網的電壓相等。相序的不同或相位的偏差將引起衝擊電流和逆功率,相序相位相同可在待並發電機組與母線之間(a相與a相間,b相與b相間)併聯指示燈,用同時亮或暗的方法檢測,同時亮或暗表明兩機的相序已相同,通過調節發動機的轉速來調節頻率,亮到暗的週期越長,表示兩機越接近同步。
當由亮到暗的週期達5～10s,且指示燈同時最暗時,兩機即已同步,應立即合上待並發電機組的主開關,使待並發電機組與發電機組或電網之間實現並列執行。除燈暗同步法外,也可採用同步表來檢測。並列執行後的有功調節:
若各機功率表指示的有功功率沒有按發電機額定容量的比例分配時,可調節發動機的轉速,使兩機有功功率按額定容量的比例均勻分配。並列執行後的無功調節:當有功功率按額定容量比例均勻分配後,若各機電流沒有按額定容量的比例分配時,可調節發電機上的自動電壓調節器(a v r)的調差電位器(達到兩機勵磁電流的均衡),使兩機電流按額定容量的比例均勻分配。
發電機組發電(備用電源)與電網電源(主電源)之間的切換必須有機械電氣的互鎖,避免因誤操作引發巨大的衝擊電流,損壞發電機組或電網上使用裝置。採用電磁結構的雙投自動切換開關(a t s)是比較好的選擇。
2023年11月01日
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