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同步發(fā)電機的工作原理 在設計同步發(fā)電機時，若適當選擇磁極的形狀，使得勵磁繞組通直流電后，定子、轉子之間的磁感應強度近似于按正弦規(guī)律分布。同步發(fā)電機所謂“同步”，就是說發(fā)電機的轉子由發(fā)動機拖動旋轉后，在定子和轉子之間的氣隙里便產生一個旋轉磁場，這個旋轉磁場是發(fā)電機的主磁場又稱為轉子磁場。當主磁場切割定子三相電樞繞組的線圈時，就會產生三相感應電勢，接通負載后，在電樞繞組中流過感應電流，這個交變電流也在發(fā)電機的氣隙中產生一個旋轉磁場。這個旋轉稱為電樞磁場，又稱為定子磁場。根據(jù)右手螺旋定則，電樞磁場的等效磁極NS。當主磁場由發(fā)動機拖動旋轉到一個新的位置時，電樞磁場的等效磁極NS也隨之旋轉到另一位置。 由圖可知，主磁場被發(fā)動機拖動旋轉時，它拉著電樞旋轉，就象兩塊磁鐵之間有相互吸引力一樣。就是說發(fā)電機的轉子帶動電樞磁場以同一轉速旋轉，二者之間保持同步，故稱為同步發(fā)電機。電樞磁場的轉速稱為同步轉速。 由于定子三相繞組在空間的位置是對稱的，彼此相差120°電角，因此，定子繞組切割磁力線時，將產生對稱三相感應電勢,定子每相繞組感應電勢的有效值。 如果將電樞繞組接成星形，并且接上三相對稱負載后，在感應電勢的作用下，電路中產生對稱的 三相電流，向負載輸出交流電能。
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交流發(fā)電機和發(fā)電機組額定值的定義 交流發(fā)電機上的kVA額定值主要受繞組絕緣系統(tǒng)的熱能力控制 交流發(fā)電機的額定值定義了其向連接負載提供電力的能力。額定值以kVA為單位，并且是在發(fā)電機組應用中交流發(fā)電機選型的起點。雖然在選型和選擇過程中還必須考慮其他因素，但本文討論的主題包括額定值和占空比的定義、行業(yè)中使用的術語以及這如何為協(xié)助GOEM為其發(fā)電機組選擇合適的交流發(fā)電機提供信息。 交流發(fā)電機額定值 交流發(fā)電機的kVA額定值主要取決于繞組絕緣系統(tǒng)的熱容量和所需的預期使用壽命。對于給定的使用壽命，絕緣等級越高，交流發(fā)電機運行時的熱量越高。 下表列出了用于對絕緣系統(tǒng)的性能進行分類的字母和相應的標稱工作溫度。 現(xiàn)代繞組絕緣的行業(yè)標準是低壓系統(tǒng)為H級（<1kV），中壓和高壓系統(tǒng)為F級（>1kV）。 然而，應該注意的是，分配給絕緣系統(tǒng)等級的字母不一定與交流發(fā)電機額定的溫升等級相同。如果交流發(fā)電機上的kVA額定值導致運行溫度低于絕緣系統(tǒng)的標稱容量，則運行壽命會延長。相反，如果kVA額定值導致高于絕緣系統(tǒng)標稱能力的工作溫度，則工作壽命會縮短。 這兩種情況都是可接受的運行條件，但是在為特定應用選擇交流發(fā)電機時，必須考慮交流發(fā)電機繞組的預期壽命。 示例：備用電源與主電源應用 在典型的備用電源應用（例如醫(yī)院）中，每年的運行時間很可能少于200小時。在安裝的整個生命周期內，例如15年，這相當于總共多3000小時運行時間。鑒于運行時間相對較低，交流發(fā)電機可以在更高的溫度下運行，因此額定值相對較高。 出于這個原因，客戶將在備用應用的交流發(fā)電機上達到kVA額定值峰值。 然而，在連續(xù)運行的應用中，例如嵌入式發(fā)電方案，運行時間可能高達每年8000小時。這相當于在同樣的15年期間運行超過120000小時。在這種情況下，繞組的溫度必須使用相對較低的kVA額定值來降低。 因此，客戶的交流發(fā)電機將達到F級甚至B級kVA額定值。 熱損傷曲線說明絕緣壽命隨工作溫度的變化，并與其他工具結合使用，以便在為特定發(fā)電應用的交流發(fā)電機指定額定值時做出選型和選擇決定。 發(fā)電機組額定值 發(fā)電機組額定值原理引入了備用和主電源應用的概念。在ISO8528-1的指導下，發(fā)電機組額定值的定義按應用分為四個類別。 ■ 應急備用電源，（ESP額定值） ■ 限時主電源，（LTP額定值） ■ 主要額定功率，（PRP額定值） ■ 連續(xù)運行功率，（COP額定值） 每個定義都規(guī)定了以下標準： ■ 負載類型 其中包括可變負載，即負載循環(huán)的幅度和持續(xù)時間不同，另外還有恒定負載，即負載保持恒定水平，但負載循環(huán)的持續(xù)時間可能會有所不同。 ■ 每年運行小時數(shù) 將平均負載水平與發(fā)電機組的指定額定值進行比較，并表示為額定kVA的百分比。發(fā)電機組必須能夠在規(guī)定的小時數(shù)中在平均負載水平運行。 ■ 過載要求 過載能力表示可在指定的持續(xù)時間內高于指定kVA額定值的百分比。 交流發(fā)電機額定值的術語和定義因行業(yè)而異，與發(fā)電機組使用的術語和定義不一致。交流發(fā)電機的定義以國際標準ISO 8528-3、IEC 60034-1和一些全國標準（如NEMA MG 1-32（北美））為指導，這些標準本身引入了進一步的變化。 下表總結了根據(jù)ISO 8528-1對發(fā)電機組的定義以及ISO 8528-3和IEC 60034-1對交流發(fā)電機的定義。盡管存在差異，但該表顯示了如何匹配交流發(fā)電機與發(fā)電機組的額定值和運行負荷。 需要注意的是，與標準相比，GOEM可能決定提供更高水平的性能，例如更高的平均負載或更長的運行時間。 在將交流發(fā)電機與發(fā)電機組額定值和應用相匹配時，需要考慮到這一點。
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發(fā)電機組三相負荷不平衡會有什么危害 柴油發(fā)電機一級負荷，要求供電系統(tǒng)無論是正常運行還是發(fā)生事故時，都能保證其連續(xù)供電。因此對一級負荷，應由兩個獨立的電源供電，并按生產的需要和允許停電的時間，采用雙電源自動或手動切換，或采用雙電源分組同時供電的接線，一般情況下，還應有應急電源作備用。如果一級負荷不大，則可采用蓄電池、自備發(fā)電機等設備，或者從鄰近的單位取得第二個獨立電源。這里所說的兩個“獨立電源”，是指其中任一個電源發(fā)生故障或停電檢修時，而不致影響另一個電源繼續(xù)供電。 一、柴油發(fā)電機廠家簡要分析發(fā)電機組三相負荷不平衡的危害，主要分為以下幾點： 1)影響設備的運行出力，發(fā)電機設備容量設計是按三相負荷條件來確定的，如果三相負荷不平衡，設備容量只能以三相負荷中 一相為限，因此設備出力降低。 2)中性線就有電流通過，低壓供電線路損耗增大。 (3)造成三相電壓不對稱，使中性點電位產生位移。 (4)中性電流過大，使配電變壓器運行溫度升高，嚴重時會將變壓器燒壞。 (5)影響電動機的輸出功率，并使繞阻溫度升高。三 (6)使有的相電壓高，另外的相電壓降低 (7)中性線電流過大，異線可能會燒斷 3）旋轉電機在不對稱狀態(tài)下運行，會使轉子產生附加損耗及發(fā)熱，從而引起電機整體或局部升溫，此外反向磁場產生附加力矩會使電機出現(xiàn)振動。 對發(fā)電機而言，在定子中還會形成一系列高次諧波。 4）引起以負序分量為啟動元件的多種保護發(fā)生誤動作，直接威脅電網運行。 5）對發(fā)電機、變壓器而言，當三相負荷不平衡時，如控制 相電流為額定值，則其余兩相就不能滿載，因而設備利用率下降，反之如要維持額定容量，將會造成負荷較大的一相過負荷，而且還會出現(xiàn)磁路不平衡致使波形畸變，設備附加損耗增加等。 二、發(fā)電機操作時需要注意的問題 1.操作人員必須經過專門訓練方可獨立操作，操作電工還必須取得特種作業(yè)操作證； 2.保持機房整潔，發(fā)電機附近不得存放燃油或其他易燃物品，并設置消防器材。發(fā)生火災時，必須迅速切斷電源，進行撲救； 3.發(fā)電機到配電盤或用電設備的導線，必須絕緣良好，接頭牢固，并應安裝在鐵管或線槽內，不得隨便拖在地面； 4.發(fā)電機運行時，嚴禁人體接觸帶電部分；柴油機運行中，不得觸及排氣管和廢氣增壓機等熱源，以防燙傷； 5.遇有“飛車”時，應迅速、果斷設法切斷燃油供給，使柴油機停止工作； 6.酸性蓄電池在充電時嚴禁煙火，要求機房通風良好以防爆鳴。
