新聞主題	發(fā)電機(jī)電壓變化調(diào)整的冷熱態(tài)試驗(yàn)

 

摘要：發(fā)電機(jī)的穩(wěn)態(tài)電壓調(diào)整性能試驗(yàn)通常是指電壓調(diào)整范圍檢查試驗(yàn)，穩(wěn)態(tài)電壓調(diào)整率的測(cè)定試驗(yàn)以及冷、熱態(tài)電壓變化率測(cè)定試驗(yàn)等。通過調(diào)節(jié)勵(lì)磁使在額定負(fù)載電流及額定功率因數(shù)時(shí)發(fā)電機(jī)的端電壓為額定值，測(cè)定此時(shí)的勵(lì)磁電流即為額定勵(lì)磁電流及通過發(fā)電機(jī)的外特性求出電壓調(diào)整率的兩項(xiàng)測(cè)定方法。其作用是測(cè)試柴油發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)性能表現(xiàn)的試驗(yàn)，目的是保證柴油發(fā)電機(jī)穩(wěn)定性、電壓穩(wěn)定性、功率穩(wěn)定性各項(xiàng)指標(biāo)均符合標(biāo)準(zhǔn)要求。穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)性能試驗(yàn)是柴油發(fā)電機(jī)組調(diào)試后的最后一項(xiàng)工作，它的結(jié)果對(duì)柴油發(fā)電機(jī)的穩(wěn)定性和可靠性是非常重要的。

 

一、發(fā)電機(jī)調(diào)整率計(jì)算方法

 

      發(fā)電機(jī)電壓調(diào)整率也稱為電壓穩(wěn)定度，是指發(fā)電機(jī)在額定電流和額定功率下，從無負(fù)載到滿負(fù)載，電壓的變化范圍與額定電壓之間的比值，通常用百分?jǐn)?shù)來表示。具體來說，電壓調(diào)整率是電壓升高值與滿載時(shí)電壓的百分比。本文以斯坦福發(fā)電機(jī)為例，外形如圖1所示。

1、發(fā)電機(jī)調(diào)整率公式

（1）穩(wěn)態(tài)電壓調(diào)整率

      發(fā)電機(jī)穩(wěn)態(tài)電壓調(diào)整率曲線如圖2所示。柴油發(fā)電機(jī)組的輸出電壓與柴油發(fā)電機(jī)組中的轉(zhuǎn)速及勵(lì)磁電流有關(guān)，而轉(zhuǎn)速又決定了輸出交流電的頻率，只有在決定了頻率的情況下，再測(cè)量其輸出電壓的額定值，即先進(jìn)行滿載時(shí)調(diào)整交流電頻率為額定值（50Hz），然后去掉負(fù)載（為空載）測(cè)量其輸出電壓為整定（400V）。逐級(jí)加載，25％、50％、75％、100％（或逐級(jí)減載）待穩(wěn)定后，測(cè)得輸出電壓，經(jīng)計(jì)算得穩(wěn)態(tài)電壓調(diào)整率U_d應(yīng)符合要求。

ΔU_d% =（U_d-U_n）/U×100%...............（公式1）

U——空載時(shí)輸出的整定電壓；

U_n ——負(fù)載漸變后的穩(wěn)定輸出電壓，取最大值和最小值，若三相電取平均值。

（2）穩(wěn)態(tài)頻率調(diào)整率

      可用柴油發(fā)電機(jī)控制屏上的頻率表或F41B表測(cè)試頻率，測(cè)得交流電頻率經(jīng)計(jì)算得穩(wěn)態(tài)頻率調(diào)整率df應(yīng)符合要求。

δ_f =｛（f?-f?）/f｝×100%...............（公式2）

其中： f —滿載時(shí)的額定頻率；

f₁—負(fù)載漸變后的穩(wěn)定頻率，取各讀數(shù)中的最大值和最小值；

f₂—額定負(fù)載的頻率。

      當(dāng)檢測(cè)中所加負(fù)載為滿載時(shí)，f₁用空載時(shí)頻率值代替，f=f₂為滿載時(shí)頻率值代替。

2、測(cè)量基本步驟

（1）發(fā)電機(jī)加滿載調(diào)整輸出交流電頻率為整定值（50Hz）。

（2）發(fā)電機(jī)去載（為空載）調(diào)整輸出交流電壓為整定值（400V）。

（3）待逐級(jí)加載25％、50％、75％、100％，待穩(wěn)定后測(cè)得各次的頻率和三相平均電壓，計(jì)算穩(wěn)態(tài)調(diào)整率，穩(wěn)態(tài)電壓調(diào)整率應(yīng)符合要求≤-1％，穩(wěn)態(tài)頻率調(diào)整率應(yīng)符合要求≤-0.5％。

（4）待逐級(jí)減載75％、50％、25％至空載，待穩(wěn)定后測(cè)得各次的頻率和三相平均電壓，計(jì)算穩(wěn)態(tài)調(diào)整率，穩(wěn)態(tài)電壓調(diào)整率應(yīng)符合要求≤±1％，穩(wěn)態(tài)頻率調(diào)整率應(yīng)符合要求≤0.5％。

 

圖1  斯坦福無刷同步發(fā)電機(jī)整體示意圖

圖2  柴油發(fā)電機(jī)組穩(wěn)態(tài)電壓調(diào)整率曲線圖

 

二、試驗(yàn)前準(zhǔn)備和注意事項(xiàng)

 

1、試驗(yàn)前準(zhǔn)備工作

（1）根據(jù)試驗(yàn)負(fù)荷，確定柴油發(fā)電機(jī)組的工作狀態(tài)，確保整個(gè)試驗(yàn)過程中負(fù)載穩(wěn)定，不會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成影響。

（2）準(zhǔn)備好所需的測(cè)量設(shè)備，如柴油發(fā)電機(jī)組負(fù)載計(jì)、調(diào)速器測(cè)量?jī)x表等。

（3）檢查柴油發(fā)電機(jī)組的調(diào)速系統(tǒng)，確保調(diào)速機(jī)構(gòu)部件正常，各傳動(dòng)件無松動(dòng)、卡滯等現(xiàn)象。

（4）行負(fù)載計(jì)，驗(yàn)證其測(cè)量準(zhǔn)確性，尤其注意校正計(jì)量單元和采樣設(shè)備。

2、試驗(yàn)過程中應(yīng)注意的問題

（1）調(diào)整穩(wěn)態(tài)負(fù)載后，待柴油發(fā)電機(jī)組恢復(fù)穩(wěn)定狀態(tài)后，開始測(cè)量調(diào)速率。調(diào)速率為機(jī)組負(fù)載從最小到最大變化時(shí)，機(jī)組頻率變化所需的時(shí)間。

（2）負(fù)載變化時(shí)，不允許過快或過慢，應(yīng)控制在合理范圍，以確保試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

（3）在試驗(yàn)過程中，應(yīng)特別注意測(cè)量?jī)x器的準(zhǔn)確性，嚴(yán)格按照操作規(guī)程操作。

（4）記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)，包括柴油發(fā)電機(jī)組頻率、負(fù)載、調(diào)節(jié)器輸出信號(hào)和瞬時(shí)調(diào)速率等數(shù)據(jù)。

      試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)與指定的技術(shù)規(guī)范相比較。根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)和試驗(yàn)結(jié)果，可以評(píng)估柴油發(fā)電機(jī)組調(diào)節(jié)性能，并進(jìn)行跟蹤調(diào)整，以確保柴油發(fā)電機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行。

 

三、試驗(yàn)方法

 

1、電壓調(diào)整范圍檢查試驗(yàn)

      本試驗(yàn)在發(fā)電機(jī)冷態(tài)和熱態(tài)兩種狀態(tài)下，空載和滿載時(shí)，分別進(jìn)行一次，即總共進(jìn)行4次。取4次中較小范圍為試驗(yàn)結(jié)果。對(duì)一般發(fā)電機(jī)，最小電壓值應(yīng)不大于額定電壓的95%；最大電壓值應(yīng)不小于額定電壓的105％。有時(shí)寫成95％~105％。本試驗(yàn)一般在進(jìn)行熱試驗(yàn)時(shí)或12h連續(xù)試驗(yàn)時(shí)附帶進(jìn)行。

① 檢查空載時(shí)的電壓調(diào)整范圍

      被試發(fā)電機(jī)空載運(yùn)行，其轉(zhuǎn)速為該類電機(jī)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值。調(diào)整電壓調(diào)節(jié)裝置，記錄輸出電壓所達(dá)到的最大值和最小值。兩者之間的范圍即為其空載時(shí)的電壓調(diào)整范圍。

② 檢查滿載時(shí)的電壓調(diào)整范圍

      被試發(fā)電機(jī)滿載運(yùn)行，其轉(zhuǎn)速為該類電機(jī)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值。調(diào)整電壓調(diào)節(jié)裝置，記錄輸出電壓所達(dá)到的最大值和最小值。兩者之間的范圍即為其滿載時(shí)的電壓調(diào)整范圍。

2、穩(wěn)態(tài)電壓調(diào)整率的測(cè)定試驗(yàn)

① 試驗(yàn)方法

      本試驗(yàn)應(yīng)在電機(jī)冷態(tài)和熱態(tài)兩種狀態(tài)分別進(jìn)行一次，試驗(yàn)示意圖如圖3所示，空載特性參數(shù)設(shè)置如圖4所示。

      試驗(yàn)前，被試發(fā)電機(jī)在額定轉(zhuǎn)速下空載運(yùn)行。調(diào)節(jié)電壓調(diào)節(jié)裝置將電壓整定在電壓調(diào)整率范圍之內(nèi)。對(duì)不可控相復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)允許在測(cè)定前將負(fù)載和功率因數(shù)調(diào)至額定值，而后將負(fù)載逐漸減小到零，再將電壓調(diào)整在電壓調(diào)整率范圍之內(nèi)。

      在試驗(yàn)過程中，不允許再調(diào)整電壓整定裝置。試驗(yàn)時(shí)，保持功率因數(shù)不變，將三相對(duì)稱負(fù)載功率從零逐漸增加到額定值，再從額定值逐漸減小到零。負(fù)載增加或減小的梯度一般為額定功率值的25％，即按0一25％一50％一75％一100％一75一50％一25％一0調(diào)節(jié)，并記錄各試驗(yàn)點(diǎn)的三相電壓、三相電流和三相功率。

      本試驗(yàn)一般在進(jìn)行熱試驗(yàn)時(shí)附帶進(jìn)行。在出廠檢查試驗(yàn)時(shí)可適當(dāng)減少測(cè)點(diǎn)。

② 計(jì)算穩(wěn)態(tài)電壓調(diào)整率

      根據(jù)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)的不同類型，以及不同的運(yùn)行方式，采用如下兩個(gè)不同的穩(wěn)態(tài)電壓調(diào)整率計(jì)算式（見被試電機(jī)的技術(shù)條件中規(guī)定）。

3、冷、熱態(tài)電壓變化率

      冷、熱態(tài)電壓變化率是指發(fā)電機(jī)的熱態(tài)電壓與冷態(tài)電壓差值占冷態(tài)電壓（一般為額定電壓）的百分?jǐn)?shù)。在有些電機(jī)標(biāo)準(zhǔn)中，直接用兩者的差值來表示，稱為“冷、熱態(tài)電壓變化差值”，即將該試驗(yàn)稱為“冷、熱態(tài)電壓變化差值測(cè)定試驗(yàn)"。實(shí)際試驗(yàn)時(shí)，為了節(jié)省試驗(yàn)時(shí)間，都將此項(xiàng)試驗(yàn)和熱試驗(yàn)合并在一起進(jìn)行。試驗(yàn)方法：

      試驗(yàn)時(shí)，先將被試發(fā)電機(jī)調(diào)整到額定工作狀態(tài)，之后，電壓調(diào)整裝置固定不動(dòng)，并記錄開始試驗(yàn)時(shí)的電壓，該電壓即為冷態(tài)電壓（一般為額定電壓）。保持額定功率、額定頻率及額定功率因數(shù)運(yùn)行到溫升穩(wěn)定，記錄溫升穩(wěn)定時(shí)的電壓，該電壓即為熱態(tài)電壓。試驗(yàn)時(shí)應(yīng)使環(huán)境溫度的變化不超過10℃。

 

圖3  柴油發(fā)電機(jī)穩(wěn)態(tài)調(diào)速率試驗(yàn)示意圖

圖4  發(fā)電機(jī)空載特性試驗(yàn)參數(shù)設(shè)置

 

總結(jié)：

      柴油發(fā)電機(jī)組穩(wěn)態(tài)調(diào)速率試驗(yàn)是評(píng)估設(shè)備調(diào)節(jié)系統(tǒng)性能的重要手段，對(duì)于提高發(fā)電機(jī)組穩(wěn)定性和安全性具有重要意義。在試驗(yàn)過程中，需要注意正確操作，保證試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。除了該實(shí)驗(yàn)外，針對(duì)柴油發(fā)電機(jī)所需要進(jìn)行的試驗(yàn)有很多，包括性能試驗(yàn)、負(fù)荷試驗(yàn)、絕緣試驗(yàn)等。這些試驗(yàn)對(duì)于發(fā)電機(jī)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行是十分重要的，可大大提高發(fā)電機(jī)的可靠性和使用壽命，保證柴油發(fā)電機(jī)組在長(zhǎng)時(shí)間的使用中發(fā)揮穩(wěn)定的性能。

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