【學(xué)員問(wèn)題】發(fā)電機組的名稱(chēng)定義？

　　【解答】發(fā)電機組是指能將機械能或其它可再生能源轉變成電能的一種小型發(fā)電設備。

　　是指能將機械能 發(fā)電機組或其它可再生能源轉變成電能的發(fā)電設備。一般我們常見(jiàn)的發(fā)電機組通常由汽輪機、水輪機或內燃機（汽油機、柴油機等發(fā)動(dòng)機）驅動(dòng)，而近年來(lái)所說(shuō)的可再生新能源包括核能、風(fēng)能、太陽(yáng)能、生物質(zhì)能、海洋能等。由于柴油發(fā)電機組的容量較大，可并機運行且持續供電時(shí)間長(cháng)，還可獨立運行，不與地區電網(wǎng)并列運行，不受電網(wǎng)故障的影響，可靠性較高。尤其對某些地區常用市電不是很可靠的情況下，把柴油發(fā)電機組作為備用電源，既能起到應急電源的作用，又能通過(guò)低壓系統的合理優(yōu)化，將一些平時(shí)比較重要的負荷在停電時(shí)使用，因此在工程中得到廣泛的使用。以下對常見(jiàn)的發(fā)電機組的基本原理及結構形式分別予以介紹。

　　汽輪發(fā)電機組

　　與汽輪機配套的發(fā)電機組。為了得到較高的效率，汽輪機一般做成高速的，通常為 3000轉/分（頻率為50赫）或3600轉/分（頻率為60赫）。核電站中汽輪機轉速較低，但也在1500轉/分以上。高速汽輪發(fā)電機為了減少因離心力而產(chǎn)生的機械應力以及降低風(fēng)摩耗，轉子直徑一般做得比較小，長(cháng)度比較大，即采用細長(cháng)的轉子。特別是在3000轉/分以上的大容量高速機組，由于材料強度的關(guān)系，轉子直徑受到嚴格的限制，一般不能超過(guò) 1.2米。而轉子本體的長(cháng)度又受到臨界速度的限制。當本體長(cháng)度達到直徑的6倍以上時(shí)，轉子的第二臨界速度將接近于電機的運轉速度，運行中可能發(fā)生較大的振動(dòng)。所以大型高速汽輪發(fā)電機轉子的尺寸受到嚴格的限制。10萬(wàn)千瓦左右的空冷電機其轉子尺寸已達到上述的極限尺寸，要再增大電機容量，只有靠增加電機的電磁負荷來(lái)實(shí)現。為此必須加強電機的冷卻。所以 5～10萬(wàn)千瓦以上的汽輪發(fā)電機組都采用了冷卻效果較好的氫冷或水冷技術(shù)。70年代以來(lái)，汽輪發(fā)電機組的最大容量已達到130～150萬(wàn)千瓦。從1986年以來(lái)，在高臨界溫度超導電材料研究方面取得了重大突破。超導技術(shù)可望在汽輪發(fā)電機中得到應用，這將在汽輪發(fā)電機組發(fā)展史上產(chǎn)生一個(gè)新的飛躍。

　　水輪發(fā)電機組

　　由水輪機驅動(dòng)的發(fā)電機組。由于水電站自然條件的不同，水輪發(fā)電機組的容量和轉速的變化范圍很大。通常小型水輪發(fā)電機和沖擊式水輪機驅動(dòng)的高速水輪發(fā)電機多采用臥式結構，而大、中型代速發(fā)電機多采用立式結構。由于水電站多數處在遠離城市的地方，通常需要經(jīng)過(guò)較長(cháng)輸電線(xiàn)路向負載供電，因此，電力系統對水輪發(fā)電機的運行穩定性提出了較高的要求：電機參數需要仔細選擇；對轉子的轉動(dòng)慣量要求較大。所以，水輪發(fā)電機的外型與汽輪發(fā)電機不同，它的轉子直徑大而長(cháng)度短。水輪發(fā)電機組起動(dòng)、并網(wǎng)所需時(shí)間較短，運行調度靈活，它除了一般發(fā)電以外，特別適宜于作為調峰機組和事故備用機組。水輪發(fā)電機組的最大容量已達70萬(wàn)千瓦。

　　柴油發(fā)電機組

　　柴油機驅動(dòng)發(fā)電機運轉，將柴油的能量轉化為電能，根據其用途的不同，可分為陸用柴油發(fā)電機組及船用柴油發(fā)電機組；如果按品牌的不同，可分為國產(chǎn)柴油發(fā)電機組和進(jìn)口柴油發(fā)電機組；按轉速不同，可分為低速發(fā)電機組和高速發(fā)電機組。

　　基本原理

　　柴油機驅動(dòng)發(fā)電機運轉，將柴油的能量轉化為電能。在柴油機汽缸內，經(jīng)過(guò)空氣濾清器過(guò)濾后的潔凈空氣與噴油嘴噴射出的高壓霧化柴油充分混合，在活塞上行的擠壓下，體積縮小，溫度迅速升高，達到柴油的燃點(diǎn)。柴油被點(diǎn)燃，混合氣體劇烈燃燒，體積迅速膨脹，推動(dòng)活塞下行，稱(chēng)為‘作功’。各汽缸按一定順序依次作功，作用在活塞上的推力經(jīng)過(guò)連桿變成了推動(dòng)曲軸轉動(dòng)的力量，從而帶動(dòng)曲軸旋轉。將無(wú)刷同步交流發(fā)電機與柴油機曲軸同軸安裝，就可以利用柴油機的旋轉帶動(dòng)發(fā)電機的轉子，利用‘電磁感應’原理，發(fā)電機就會(huì )輸出感應電動(dòng)勢，經(jīng)閉合的負載回路就能產(chǎn)生電流。這里只描述發(fā)電機組最基本的工作原理。要想得到可使用的、穩定的電力輸出，還需要一系列的柴油機和發(fā)電機控制、保護器件和回路。

　　結構分析

　　一臺普通型柴油發(fā)電機組主要由柴油機、發(fā)電機以及控制系統三部分組成，柴油機和發(fā)電機有兩種連接方式，一為柔性連接，即用連軸器把兩部分對接起來(lái)，二為剛性連接，用高強度螺栓將發(fā)電機鋼性連接片和柴油機飛輪盤(pán)連接而成，目前市場(chǎng)上的柴油發(fā)電機組使用剛性連接的比較多一些，柴油機和發(fā)電機連接好之后安裝在公共底架上，然后配上各種起保護作用的傳感器，如水溫傳感器，通過(guò)這些傳感器，直觀(guān)地把柴油機的運行狀態(tài)顯示給操作員，而且有了這些傳感器，就可以設定一個(gè)上限，當達到或超過(guò)這個(gè)限定值的時(shí)候控制系統會(huì )預先報警，這個(gè)時(shí)候如果操作員沒(méi)有采取措施，控制系統會(huì )自動(dòng)將機組停掉，柴油發(fā)電機組就是采取這種方式起自我保護作用的。傳感器起接收和反饋各種信息的作用，真正顯示這些數據和執行保護功能的是柴油發(fā)電機組的控制系統，控制屏一般安裝在發(fā)電機上，稱(chēng)為背包式控制屏，也有部分是獨立一個(gè)屏放置在操作室內，稱(chēng)為分體式控制屏，控制屏通過(guò)電纜和發(fā)電機以及傳感器連接，分別顯示電參數和柴油機運行參數。此外，發(fā)電機組還有底盤(pán)、聯(lián)軸器、散熱器、燃油箱，有的還裝設有消聲器和外罩。

　　風(fēng)力發(fā)電機組

　　風(fēng)力發(fā)電機組是將風(fēng)能轉換為機械功的動(dòng)力機械，又稱(chēng)風(fēng)車(chē)。廣義地說(shuō)，它是一種以太陽(yáng)為熱源，以大氣為工作介質(zhì)的熱能利用發(fā)動(dòng)機。機械連接與功率傳遞水平軸風(fēng)機槳葉通過(guò)齒輪箱及其高速軸與萬(wàn)能彈性聯(lián)軸節相連，將轉矩傳遞到發(fā)電機的傳動(dòng)軸，此聯(lián)軸節應按具有很好的吸收阻尼和震動(dòng)的特性，表現為吸收適量的徑向、軸向和一定角度的偏移，并且聯(lián)軸器可阻止機械裝置的過(guò)載。另一種為直驅型風(fēng)機槳葉不通過(guò)齒輪箱直接與電機相連風(fēng)機電機類(lèi)型。

　　以上內容均根據學(xué)員實(shí)際工作中遇到的問(wèn)題整理而成，供參考，如有問(wèn)題請及時(shí)溝通、指正。