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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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发电机出线接线方式
发电机为三相四线(三火一零),配电柜为三相五线(三火一零),火之火零至火后的配电柜直接接地线。
如果关闭配电箱和发电机,配电箱和发电机应该分享地线,也就是说发电机外壳,配电箱外壳,发电机零线(中性线)连接在一起,配电箱的地线从零线、配电箱金属外壳是一样的,不需要发电机。
如果配电柜离发电机较远,配电柜必须按照规定做接地体,与配电柜地线、配电柜金属外壳一起。
注意事项:
380V/220V低压配电系统根据保护接地形式的不同可分为:IT系统、TT系统和TN系统。
IT系统的电力中性点通过高阻抗绝缘或接地,而电气设备的金属外壳直接接地。即:过去称为三相三线系统的接地保护电源系统。
TT系统的电源中性点直接接地;电气设备的金属外壳也是直接接地的,与电源的中性接地无关。在过去三相四线供电系统中保护接地。
TN系统在380/220V三相四线低压电网中,变压器或发电机中性点直接接地,通过共保护线将正常运行时未充电的电气设备金属外壳与电源中性点连接。即对过去三相四线制供电系统进行零保护。
TN系统的电力中性点直接接地,并有一条中性线引出。TN系统按其保护线路的形式分为TN-c系统、TN-s系统和TN-c-s系统。
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柴油发电机组定时保养可以有效延长机组的寿命
发电机组平时的维修保养是至关重要的,这样可延长使用年限,所以保护要做到位。
发电机组的长久使用会造成损伤,性能会大为降低,使用寿命也会缩短,企业如果不及时进行维修保养,发电机组就会提前罢工,造成大量损失。因此,不能忽视对发电机组的维修保养。
负责发电机维护保养的工作人员,必须认真阅读厂家提供的《柴油发电机操作及维修保养手册》,按相关的技术要求进行维护保养工作。
发电机如停放太久或受潮,应测量绕组间和对地的绝缘电阻,绝缘值应不低于1.5MΩ。注意在测量之前拆掉启动用蓄电池负极接线。
视现场情况,不定期清洁发电机绕组上的积尘和油垢。
发电机切忌受潮,发电机内部应避免进入金属碎屑,水汽或其它有害气体。发电机运行时,要保证通风良好,发电机外表面不应有任何覆盖物,以免影响通风和散热。
发电机蓄电池应远离热源,充电及使用时应保持通风。
企业不能为了降低成本,而忽视对发电机的维修保养,否则,不仅不能提高工作效率,反而会浪费企业更多资源。