新聞主題	發(fā)電機電壓變化調整的冷熱態(tài)試驗

 

摘要：發(fā)電機的穩態(tài)電壓調整性能試驗通常是指電壓調整范圍檢查試驗，穩態(tài)電壓調整率的測定試驗以及冷、熱態(tài)電壓變化率測定試驗等。通過(guò)調節勵磁使在額定負載電流及額定功率因數時(shí)發(fā)電機的端電壓為額定值，測定此時(shí)的勵磁電流即為額定勵磁電流及通過(guò)發(fā)電機的外特性求出電壓調整率的兩項測定方法。其作用是測試柴油發(fā)電機調節系統性能表現的試驗，目的是保證柴油發(fā)電機穩定性、電壓穩定性、功率穩定性各項指標均符合標準要求。穩態(tài)調節性能試驗是柴油發(fā)電機組調試后的最后一項工作，它的結果對柴油發(fā)電機的穩定性和可靠性是非常重要的。

 

一、發(fā)電機調整率計算方法

 

      發(fā)電機電壓調整率也稱(chēng)為電壓穩定度，是指發(fā)電機在額定電流和額定功率下，從無(wú)負載到滿(mǎn)負載，電壓的變化范圍與額定電壓之間的比值，通常用百分數來(lái)表示。具體來(lái)說(shuō)，電壓調整率是電壓升高值與滿(mǎn)載時(shí)電壓的百分比。本文以斯坦福發(fā)電機為例，外形如圖1所示。

1、發(fā)電機調整率公式

（1）穩態(tài)電壓調整率

      發(fā)電機穩態(tài)電壓調整率曲線(xiàn)如圖2所示。柴油發(fā)電機組的輸出電壓與柴油發(fā)電機組中的轉速及勵磁電流有關(guān)，而轉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，再測量其輸出電壓的額定值，即先進(jìn)行滿(mǎn)載時(shí)調整交流電頻率為額定值（50Hz），然后去掉負載（為空載）測量其輸出電壓為整定（400V）。逐級加載，25％、50％、75％、100％（或逐級減載）待穩定后，測得輸出電壓，經(jīng)計算得穩態(tài)電壓調整率U_d應符合要求。

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 ——負載漸變后的穩定輸出電壓，取最大值和最小值，若三相電取平均值。

（2）穩態(tài)頻率調整率

      可用柴油發(fā)電機控制屏上的頻率表或F41B表測試頻率，測得交流電頻率經(jīng)計算得穩態(tài)頻率調整率df應符合要求。

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

其中： f —滿(mǎn)載時(shí)的額定頻率；

f₁—負載漸變后的穩定頻率，取各讀數中的最大值和最小值；

f₂—額定負載的頻率。

      當檢測中所加負載為滿(mǎn)載時(shí)，f₁用空載時(shí)頻率值代替，f=f₂為滿(mǎn)載時(shí)頻率值代替。

2、測量基本步驟

（1）發(fā)電機加滿(mǎn)載調整輸出交流電頻率為整定值（50Hz）。

（2）發(fā)電機去載（為空載）調整輸出交流電壓為整定值（400V）。

（3）待逐級加載25％、50％、75％、100％，待穩定后測得各次的頻率和三相平均電壓，計算穩態(tài)調整率，穩態(tài)電壓調整率應符合要求≤-1％，穩態(tài)頻率調整率應符合要求≤-0.5％。

（4）待逐級減載75％、50％、25％至空載，待穩定后測得各次的頻率和三相平均電壓，計算穩態(tài)調整率，穩態(tài)電壓調整率應符合要求≤±1％，穩態(tài)頻率調整率應符合要求≤0.5％。

 

圖1  斯坦福無(wú)刷同步發(fā)電機整體示意圖

圖2  柴油發(fā)電機組穩態(tài)電壓調整率曲線(xiàn)圖

 

二、試驗前準備和注意事項

 

1、試驗前準備工作

（1）根據試驗負荷，確定柴油發(fā)電機組的工作狀態(tài)，確保整個(gè)試驗過(guò)程中負載穩定，不會(huì )對電網(wǎng)造成影響。

（2）準備好所需的測量設備，如柴油發(fā)電機組負載計、調速器測量?jì)x表等。

（3）檢查柴油發(fā)電機組的調速系統，確保調速機構部件正常，各傳動(dòng)件無(wú)松動(dòng)、卡滯等現象。

（4）行負載計，驗證其測量準確性，尤其注意校正計量單元和采樣設備。

2、試驗過(guò)程中應注意的問(wèn)題

（1）調整穩態(tài)負載后，待柴油發(fā)電機組恢復穩定狀態(tài)后，開(kāi)始測量調速率。調速率為機組負載從最小到最大變化時(shí)，機組頻率變化所需的時(shí)間。

（2）負載變化時(shí)，不允許過(guò)快或過(guò)慢，應控制在合理范圍，以確保試驗結果的準確性。

（3）在試驗過(guò)程中，應特別注意測量?jì)x器的準確性，嚴格按照操作規程操作。

（4）記錄試驗數據，包括柴油發(fā)電機組頻率、負載、調節器輸出信號和瞬時(shí)調速率等數據。

      試驗結果應與指定的技術(shù)規范相比較。根據試驗數據和試驗結果，可以評估柴油發(fā)電機組調節性能，并進(jìn)行跟蹤調整，以確保柴油發(fā)電機組的穩定運行。

 

三、試驗方法

 

1、電壓調整范圍檢查試驗

      本試驗在發(fā)電機冷態(tài)和熱態(tài)兩種狀態(tài)下，空載和滿(mǎn)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結果。對一般發(fā)電機，最小電壓值應不大于額定電壓的95%；最大電壓值應不小于額定電壓的105％。有時(shí)寫(xiě)成95％~105％。本試驗一般在進(jìn)行熱試驗時(shí)或12h連續試驗時(shí)附帶進(jìn)行。

① 檢查空載時(shí)的電壓調整范圍

      被試發(fā)電機空載運行，其轉速為該類(lèi)電機標準規定值。調整電壓調節裝置，記錄輸出電壓所達到的最大值和最小值。兩者之間的范圍即為其空載時(shí)的電壓調整范圍。

② 檢查滿(mǎn)載時(shí)的電壓調整范圍

      被試發(fā)電機滿(mǎn)載運行，其轉速為該類(lèi)電機標準規定值。調整電壓調節裝置，記錄輸出電壓所達到的最大值和最小值。兩者之間的范圍即為其滿(mǎn)載時(shí)的電壓調整范圍。

2、穩態(tài)電壓調整率的測定試驗

① 試驗方法

      本試驗應在電機冷態(tài)和熱態(tài)兩種狀態(tài)分別進(jìn)行一次，試驗示意圖如圖3所示，空載特性參數設置如圖4所示。

      試驗前，被試發(fā)電機在額定轉速下空載運行。調節電壓調節裝置將電壓整定在電壓調整率范圍之內。對不可控相復勵發(fā)電機允許在測定前將負載和功率因數調至額定值，而后將負載逐漸減小到零，再將電壓調整在電壓調整率范圍之內。

      在試驗過(guò)程中，不允許再調整電壓整定裝置。試驗時(shí)，保持功率因數不變，將三相對稱(chēng)負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調節，并記錄各試驗點(diǎn)的三相電壓、三相電流和三相功率。

      本試驗一般在進(jìn)行熱試驗時(shí)附帶進(jìn)行。在出廠(chǎng)檢查試驗時(shí)可適當減少測點(diǎn)。

② 計算穩態(tài)電壓調整率

      根據發(fā)電機勵磁系統的不同類(lèi)型，以及不同的運行方式，采用如下兩個(gè)不同的穩態(tài)電壓調整率計算式（見(jiàn)被試電機的技術(shù)條件中規定）。

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）的百分數。在有些電機標準中，直接用兩者的差值來(lái)表示，稱(chēng)為“冷、熱態(tài)電壓變化差值”，即將該試驗稱(chēng)為“冷、熱態(tài)電壓變化差值測定試驗"。實(shí)際試驗時(shí)，為了節省試驗時(shí)間，都將此項試驗和熱試驗合并在一起進(jìn)行。試驗方法：

      試驗時(shí)，先將被試發(fā)電機調整到額定工作狀態(tài)，之后，電壓調整裝置固定不動(dòng)，并記錄開(kāi)始試驗時(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運行到溫升穩定，記錄溫升穩定時(shí)的電壓，該電壓即為熱態(tài)電壓。試驗時(shí)應使環(huán)境溫度的變化不超過(guò)10℃。

 

圖3  柴油發(fā)電機穩態(tài)調速率試驗示意圖

圖4  發(fā)電機空載特性試驗參數設置

 

總結：

      柴油發(fā)電機組穩態(tài)調速率試驗是評估設備調節系統性能的重要手段，對于提高發(fā)電機組穩定性和安全性具有重要意義。在試驗過(guò)程中，需要注意正確操作，保證試驗結果的準確性和可靠性。除了該實(shí)驗外，針對柴油發(fā)電機所需要進(jìn)行的試驗有很多，包括性能試驗、負荷試驗、絕緣試驗等。這些試驗對于發(fā)電機長(cháng)期穩定運行是十分重要的，可大大提高發(fā)電機的可靠性和使用壽命，保證柴油發(fā)電機組在長(cháng)時(shí)間的使用中發(fā)揮穩定的性能。

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