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永磁同步风力发电机的原理和前景 我国风能资源非常丰富,可开发的风能潜力巨大。根据相关资料显示,我国陆地风能资源可开发量大约有23.8亿千瓦,海上风能资源可开发量约2亿千瓦。我国风能资源比较集中,“三北”地区(华北、东北和西北)以及东南沿海地区、沿海岛屿潜在风能资源开发量约占全国的80%.风能资源与煤炭资源的地理分布具有较高的重合度,与电力负荷则呈逆向分布。 “十三五”时期,我国风力发电机装机容量占发电机总容量比例将进一步加大,出于电网考虑,风力发电机组必须在“低电压穿越”保障下“御风而行”。根据 发改委能源研究所有关人士透露,2020年陆地风电的成本将与煤电持平,之后风电将逐步脱离 补贴,“降低成本”也成为风电行业未来发展面临的新的“瓶颈”。扬州市引江发电设备有限公司成功推出2.5MW高速永磁同步风力发电机,实现了发电机低成本制造,使机组极易实现低电压穿越,在国内处于技术领先水平。 永磁同步风力发电机由于机械损耗小、运行效率高、维护成本低等优点成为继双馈感应风电机组之后的又一重要风力发电机型受到社会广泛关注,并逐渐开始投入使用。永磁同步风力发电机主要由风力机、永磁同步发动机、变频器和变压器组成。 (1)基本原理 永磁同步风力发电的基本原理,就是利用风力带动风力机叶片旋转,拖动永磁同步发电机的转子旋转,实现发电。永磁同步风力发电系统和笼型变速恒频风力发电系统类似,只是所采用的发电机为永磁式发电机,转子为永磁式结构,不需外部提供励磁电源,提高了效率。它的变频恒速控制是在定子回路中实现的,把永磁同步发电机的变频的交流电通过变频器转变为电网同频的交流电,实现风力发电的并网,因此变频器的容量与系统的额定容量相同。 (2)技术特点 随着科学技术的发展和更新,由于永磁材料性能和电力电子装置的改善,永磁同步发电机已变得越来越具吸引力了。 采用永磁同步发电机的风力发电系统具有以下特点:1)永磁同步发电机系统不需要励磁装置,具有重量轻、效率高、功率因数高、可靠性好等优点;2)变速运行范围宽,即可超同步运行也可以亚同步运行;3)转子无励磁绕组,磁极结构简单、变频器容量小,可以做成多极电机;4)同步转速降低,使风轮机和永磁发电机可直接耦合,省去了风力发电系统中的齿轮增速箱,减小了发电机的维护工作并降低噪声,使直驱永磁风力发电机系统。 (3)适用场合 1)在电力供应匮乏、交通不便、燃料短缺,但是风力资源丰富的地区,可以解决部分用电问题,如为高速公路照明设备提供电源等;2)在单机容量比较小的风场,永磁同步发电系统能够并网发电;3)为农村、牧区、边防哨所、气象台站等偏远、负载较轻的用户,提供电力。
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应急江西赣州柴油发电机的选择 如何选择发电机组 1.应急江西赣州柴油发电机的选择 应急江西赣州柴油发电机主要用于重要场所,在紧急情况或事故停电后瞬间停电,通过应急发电机组迅速恢复。 应急江西赣州柴油发电机的工作有两个特点: 第1个特点是作应急用,连续工作的时间不长,一般只需要持续运行几小时(≤12H); 第2个特点是作备用,应急发电机组平时处于停机等待状态,只有当主用电源全部鼓障断电后,应急柴油 发电机组才起动运行供给紧急用电负荷,当主用电源恢复正常后,随即切换停机。 (1) 应急江西赣州柴油发电机发电机容量的确定 应急江西赣州柴油发电机组的标定容量为经大气修正后的12h标定容量,其容量应能满足紧急电总计算负荷,并按 发电机容量能满足一级负荷中单台 容量电动机起动的要求进行校验。应急发电机一般选用三相交流 同步发电机,其标定输出电压为400V (2) 应急江西赣州柴油发电机组台数的确定 有多台发电机组备用时,一般只设置1台应急江西赣州柴油发电机组,从可靠性考虑也可以选用2台机组并联进行 供电。供应急用的发电机组台数一般不宜超过3台。当选用多台机组时,机组应尽量选用型号、容量相同,调压、调速特性相近的成套设备,所用燃油性质应一致,以便进行维修保养及共用备件。当供应急用的 发电机组有2台时,自起动装置应使2台机组能互为备用,即市电电源故障停电经过延时确认以后,发出 自起动指令,如果第1台机组连续3次自起动失败,应发出报警信号并自动起动第2台江西赣州柴油发电机。 (3) 应急江西赣州柴油发电机的选择 应急机组宜选用高速、增压、油耗低、同容量的江西赣州柴油发电机组。高速增压柴油机单机容量较大,占据空 间小;柴油机选用配电子调速装置,调速性能较好;发电机宜选用配无刷励磁同步电机,进行较可靠,故障率低,维护检修较方便;排烟管出口宜装设消声器,以减 小噪声对周围环境的影响。 (4) 应急江西赣州柴油发电机组的控制 应急发电机组的控制应具有快速自起动及自动投入装置。当主用电源故障断电后,应急机组应能快速自 起动并恢复供电,一级负荷的允许断电时间从十几秒至几十秒,应根据具体情况确定。当重要工程的主 用电源断电后,首先应以过3-5S的确定时间,以避开瞬时电压降低及市电网合闸或备用电源自动投入的 时间,然后再发出起动应急发电机组的指令。从指令发出、机组开始起动、升速到能带全负荷需要一段 时间。一般大、中型柴油机还需要预润滑及暖机过程,使紧急加载时的机油机油压力、机油温度、冷却 水温度符合厂品技术条件的规定;预润滑及暖机过程可以根据不同情况预先进行。例如军事通信、大型 宾馆的重要外事活动、公共建筑夜间进行大型群众活动、医院进行重要外科手术等的应急机组平时就应 处于预润滑及暖机状态,以便随时快速起动,尽量缩短故障断电时间。 应急机组投入进行后,为了减少突加负荷时的机械及电流冲击,在满足供电要求的情况下,紧急负荷 按时间间隔分级增加。根据 标准和 军用标准规定,自动化机组自起动成功后的首次允许加载 量如下:对于标定功率不大于250KW者,首次允许加载量不小于50%标定负载;对于标定功率大于250KW者 ,按厂品技术条件规定。如果瞬时电压降及过渡过程要求不严格时,一般机组突加或突卸的负荷量不宜 超过机组标定容量的70%。 2、常用江西赣州柴油发电机组的选择 某些江西赣州柴油发电机组在某段时间或经常需要长时间连续地进行,以作为用电负荷的常用供电电源,这类发 电机组称为常用发电机组。常用发电机组可作为常用机组与备用机组。远离大电网的乡镇、海岛、林场 、矿山、油田等地区或工矿企业,为了供给当地居民生厂及生活用电,需要安装江西赣州柴油发电机,这类发电 机组平时应不间断地进行。 国防工程、通信枢纽、广播电台、微波接力站等重要设施,应设有备用江西赣州柴油发电机组。这类设施用电平 时可由市电电力网供给。但是,由于地震、台风、战争等其他自然灾害或人为因素,使市电网遭受破坏 而停电以后,已设置的备用机组应迅速起动,并坚持长期不间断地进行,以保证对这些重要工程用电负 荷的连续供电,柴油机的 经济运行状态是在标定功率的75%-90%之间。个别用电量大,输电距离远的工程可选 用高压发电机组。 3、江西赣州柴油发电机组的订货要求 在作好上述各项选择后、江西赣州柴油发电机组的订货一般应标明以下内容: (1) 机组的型号、额定功率、额定频率、额定电压、额定电流、相数、功率因素和接线方式等。 (2) 对机组自动化功能和性能的要求。 (3) 对柴油机,发电机和控制屏的结构、性能、安装尺寸的要求。 (4) 对机组的并联运行要求:同时购买多台机组,是否要求并联进行,如需要并联进行,还应提出是 否需要提供并行所需的测量仪器和装置。 (5) 对机组的附属设备要求:国内许多厂商把冷却水箱(散热器)、燃油箱、排气消声器、蓄电池等 也算作附属设备,订货时容许提出安装的有些要求。
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同步发电机的工作原理 在设计同步发电机时,若适当选择磁极的形状,使得励磁绕组通直流电后,定子、转子之间的磁感应强度近似于按正弦规律分布。同步发电机所谓“同步”,就是说发电机的转子由发动机拖动旋转后,在定子和转子之间的气隙里便产生一个旋转磁场,这个旋转磁场是发电机的主磁场又称为转子磁场。当主磁场切割定子三相电枢绕组的线圈时,就会产生三相感应电势,接通负载后,在电枢绕组中流过感应电流,这个交变电流也在发电机的气隙中产生一个旋转磁场。这个旋转称为电枢磁场,又称为定子磁场。根据右手螺旋定则,电枢磁场的等效磁极NS。当主磁场由发动机拖动旋转到一个新的位置时,电枢磁场的等效磁极NS也随之旋转到另一位置。 由图可知,主磁场被发动机拖动旋转时,它拉着电枢旋转,就象两块磁铁之间有相互吸引力一样。就是说发电机的转子带动电枢磁场以同一转速旋转,二者之间保持同步,故称为同步发电机。电枢磁场的转速称为同步转速。 由于定子三相绕组在空间的位置是对称的,彼此相差120°电角,因此,定子绕组切割磁力线时,将产生对称三相感应电势,定子每相绕组感应电势的有效值。 如果将电枢绕组接成星形,并且接上三相对称负载后,在感应电势的作用下,电路中产生对称的 三相电流,向负载输出交流电能。