導語(yǔ)：發(fā)電機組是由同步發(fā)電機、驅動(dòng)機械、控制及附屬裝置構成一體的發(fā)電設備?，F代數據、通信等中心的不間斷供電系統廣泛地采用中、大功率的柴油發(fā)電機組作為市電的備用電源。它們額定輸出的線(xiàn)電壓是400V、相電壓230V，這在我國輸電網(wǎng)體制中屬于二次配電網(wǎng)電壓范疇，即低壓區段。這些柴油發(fā)電機組亦可稱(chēng)為低壓發(fā)電組。

基本工作原理

高壓發(fā)電機組與低壓發(fā)電機組的基本工作原理是一樣的。一般都是由柴油發(fā)動(dòng)機帶動(dòng)同步發(fā)電機在附屬裝置和控制器的配合下共同工作發(fā)出電力。低壓發(fā)電機組輸出功率在十幾到幾千kVA，高壓發(fā)電機組的輸出功率大都在一千kVA以上。還有少量的高壓發(fā)電機組采用了燃氣輪機帶動(dòng)同步發(fā)電機。但無(wú)論采用什么類(lèi)型的發(fā)動(dòng)機作為驅動(dòng)機械，它們的主軸轉速都應該設定在1500轉/min。這是為了確保三相同步發(fā)電機在它們的帶動(dòng)下能夠發(fā)出符合國家規定的每秒鐘50Hz的交流電。

同步發(fā)電機轉子上的繞組線(xiàn)圈通以直流電流后產(chǎn)生直流轉子磁場(chǎng)，它的強弱用磁通Φ表示。當轉子被發(fā)動(dòng)機帶動(dòng)旋轉時(shí)，轉子的磁場(chǎng)在旋轉中切割嵌在同步發(fā)電機定子內的繞組(導線(xiàn)繞一圈稱(chēng)為一匝。每個(gè)繞組內有N匝線(xiàn)圈)，則繞組兩端產(chǎn)生感應電動(dòng)勢E。轉子磁通Φ越強，定子繞組線(xiàn)圈匝數N越多，則產(chǎn)生的電壓越高。同步發(fā)電機共有三個(gè)(三相)定子繞組，每個(gè)繞組的感應電動(dòng)勢E的有效值為：E=4.44ΦfNK

式中，f是同步發(fā)電機輸出電壓的頻率50Hz，K是定子繞組內整距線(xiàn)圈與短距線(xiàn)圈的數量比，稱(chēng)為節距因數，通常K≤1?？梢?jiàn)，要想讓同步發(fā)電機發(fā)出更高的電壓，雙管齊下地增大轉子磁場(chǎng)的磁通Φ及增加定子繞組內的線(xiàn)圈匝數N就可以做到。高壓同步發(fā)電機就是依此技術(shù)理念制造的。隨著(zhù)電機制造技術(shù)的逐步提高以及新材料的不斷涌現，現代高壓同步發(fā)電機的技術(shù)性能已趨于完善。

性能與特點(diǎn)

半個(gè)多世紀以來(lái)，高壓發(fā)電機組已從軍工領(lǐng)域逐步向國民經(jīng)濟的其他部門(mén)普及，主要原因是它的高壓同步發(fā)電機(以下簡(jiǎn)稱(chēng)高壓發(fā)電機或發(fā)電機)以下性能特點(diǎn)。

1、輸出電壓高

按照相關(guān)的國家標準，高壓發(fā)電機組額定輸出的線(xiàn)電壓——實(shí)際上就是高壓發(fā)電機輸出的線(xiàn)電壓10kV。低壓發(fā)電機組額定輸出線(xiàn)電壓——實(shí)際上是低壓發(fā)電機輸出的線(xiàn)電壓400V。高壓發(fā)電機比低壓發(fā)電機的輸出電壓高25倍。

2、輸出電流小

　　發(fā)電機的供電能力用其額定容量SH=1.73UHIH表征。它定義了額定功率因數為0.8的發(fā)電機在向負載饋送額定線(xiàn)電壓為UH的額定線(xiàn)電流是IH時(shí)，可供出的額定視在功率SH。

設低壓發(fā)電機可輸出的額定視在功率為SHO，另一臺高壓發(fā)電機可輸出的額定視在功率大小同樣是SHO。則有(高壓發(fā)電機)1.73UHGIHG=1.73UHDIHD(低壓發(fā)電機)。此時(shí)高壓發(fā)電機輸出的線(xiàn)電流IHG與低壓發(fā)電機輸出線(xiàn)電流IHD之比為

可見(jiàn)，輸出同樣的額定視在功率，高壓發(fā)電機所供出的線(xiàn)電流只是低壓發(fā)電機的二十五分之一。電流小，電能在輸電線(xiàn)路上的損耗就小，而且輸配電線(xiàn)纜的橫截面積就可小很多，這有利于遠距離輸電，還可以節省銅材。

3、轉子磁場(chǎng)強

高壓發(fā)電機通過(guò)增大轉子繞組線(xiàn)圈的匝數和輸入線(xiàn)圈的直流電流(叫作勵磁電流)可得到比低壓發(fā)電機強幾到幾十倍的轉子磁場(chǎng)與磁通Φ。勵磁電流來(lái)自由旋轉整流器、無(wú)刷勵磁發(fā)電機、自動(dòng)電壓調節器所構成的發(fā)電機自動(dòng)電壓調控系統。該系統把轉子磁場(chǎng)磁通Φ與高壓發(fā)電機輸出電壓U以負反饋邏輯聯(lián)動(dòng)起來(lái)，若因負載變動(dòng)引起U下降，則調控系統使Φ增強而導致U上升。反之亦然。它不僅向轉子繞組提供很大的勵磁電流產(chǎn)生強勢的磁場(chǎng)與磁通Φ，為發(fā)電機輸出高電壓創(chuàng )造了條件，而且還自動(dòng)地穩定高壓發(fā)電機的輸出電壓。

4、定子繞組內線(xiàn)圈匝數多

　　線(xiàn)圈的匝數越多，則在磁場(chǎng)做切割它的運動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的感應電動(dòng)勢就越強。這是發(fā)電機的基本原理。高壓發(fā)電機電流小，定子繞組線(xiàn)圈所用的導線(xiàn)比低壓發(fā)電機要細的多。這就為增加定子繞組內線(xiàn)圈匝數提供了便利。根據設計要求，不同額定輸出功率的高壓發(fā)電機定子繞組線(xiàn)圈的匝數及線(xiàn)徑、每圈的大小、形狀等參數不盡相同。但總的來(lái)說(shuō)，高壓發(fā)電機定子各繞組內線(xiàn)圈的匝數一般比低壓發(fā)電機多幾倍到十幾倍。

　　嵌入這些繞組的定子上的槽溝的多少、形狀、長(cháng)度或者是直徑也都是根據高壓發(fā)電機的性能要求制造出來(lái)的。通常定子上還開(kāi)有通風(fēng)散熱的溝槽并裝有溫度傳感器，以確保工作中定子的溫升符合設計要求。

　　高壓發(fā)電機各定子繞組末端之間的電壓達10kV。因此，線(xiàn)圈、繞組、定子槽溝之間的絕緣程度要求很高，以杜絕出現擊穿、漏電、打火等有損發(fā)電機的嚴重現象?，F代普遍采用介電強度高、介質(zhì)損耗小并能承受溫度強變的交鏈聚乙烯、特種亞胺薄膜、少膠云母等絕緣材料作為線(xiàn)圈、繞組、槽溝之間的絕緣和填充。使整個(gè)定子及繞組的絕緣等級達到F級。

　　不僅如此，還在每相定子繞組的首端和末端安裝上電流互感器，檢測這兩端之間的電流差值。電流無(wú)差值說(shuō)明電流從進(jìn)入繞組到流出繞組其值一樣，繞組沒(méi)有擊穿、漏電現象，絕緣良好。否則，進(jìn)、出電流不一樣，電流有差值，表明繞組內有漏電或短路現象，連接著(zhù)電流互感器的自動(dòng)電流差值測控裝置會(huì )立即報警并指令停機，以確保高壓發(fā)電機的安全工作。

5、中線(xiàn)接地不一般

10kV高壓發(fā)電機通常都是對三角形連接的負荷饋送線(xiàn)電壓，一般中線(xiàn)不接地。但為了保護發(fā)電機或者應對一些特殊的需求，就需要把中線(xiàn)通過(guò)電阻柜和接觸器柜接地。這是因為任一個(gè)繞組本身或其輸電線(xiàn)路中出現漏電、短路就會(huì )使三個(gè)繞組的電流出現不平衡而產(chǎn)生中線(xiàn)電流。電阻柜不僅可以阻止電流的激增，還可為檢測控制裝置提供實(shí)時(shí)變化的電壓數據，測控裝置研判中線(xiàn)電壓并自動(dòng)調控高壓發(fā)電機在損壞曲線(xiàn)之外運行，雖有中線(xiàn)電流但不超出耐受程度。否則將指令停機，以保護高壓發(fā)電機。

6、使用維護要求高

高壓發(fā)電機屬于10kV以上的高壓電氣設備，它的發(fā)電機房、配電室、控制柜、饋電柜、測量柜、輸配電線(xiàn)纜等都應符合相關(guān)的國家標準，才能為安全生產(chǎn)打好基礎。因為高壓設備的使用維護要求嚴格，管理或操控等崗位人員應該受過(guò)高壓電氣專(zhuān)業(yè)的培訓，并且具有高壓電工操作資質(zhì)，如高壓電工本。工作中特別是現場(chǎng)高壓設備操控、檢測時(shí)要穿好防護工裝，嚴格按流程和規范進(jìn)行。

江蘇星光發(fā)電設備有限公司生產(chǎn)的高壓發(fā)電機組引進(jìn)的是國內外先進(jìn)技術(shù)，結合生產(chǎn)高壓電動(dòng)機的實(shí)踐經(jīng)驗而設計制造的GTF系列高壓三相同步電動(dòng)機，功率范圍為800KW-3000KW，具有結構合理、可靠、高效、節能、噪聲低、振動(dòng)、使用壽命長(cháng)、安裝維護方便等優(yōu)點(diǎn)，符合國際電工委員會(huì )標準和國內相關(guān)標準。更多產(chǎn)品相關(guān)詳情歡迎撥打星光熱線(xiàn)：13878198542