发电机组

　　

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发电机组介绍

　　是指能将机械能 或其它可再生能源转变成电能的发电设备。一般我们常见的发电机组通常由汽轮机、水轮机或内燃机（汽油机、柴油机等发动机）驱动，而近年来所说的可再生新能源包括核能、风能、太阳能、生物质能、海洋能等。由于柴油发电机组的容量较大，可并机运行且持续供电时间长，还可独立运行，不与地区电网并列运行，不受电网故障的影响，可靠性较高。尤其对某些地区常用市电不是很可靠的情况下，把柴油发电机组作为备用电源，既能起到应急电源的作用，又能通过低压系统的合理优化，将一些平时比较重要的负荷在停电时使用，因此在工程中得到广泛的使用。以下对常见的发电机组的基本原理及结构形式分别予以介绍。

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汽轮发电机组

　　与汽轮机配套的发电机组。为了得到较高的效率，汽轮机一般做成高速的，通常为 3000转／分（频率为50赫）或3600转／分（频率为60赫）。核电站中汽轮机转速较低,但也在1500转/分以上。高速汽轮发电机为了减少因离心力而产生的机械应力以及降低风摩耗，转子直径一般做得比较小，长度比较大，即采用细长的转子。特别是在3000转／分以上的大容量高速机组，由于材料强度的关系，转子直径受到严格的限制，一般不能超过 1.2米。而转子本体的长度又受到临界速度的限制。当本体长度达到直径的6倍以上时,转子的第二临界速度将接近于电机的运转速度，运行中可能发生较大的振动。所以大型高速汽轮发电机转子的尺寸受到严格的限制。10万千瓦左右的空冷电机其转子尺寸已达到上述的极限尺寸,要再增大电机容量,只有靠增加电机的电磁负荷来实现。为此必须加强电机的冷却。所以 5～10万千瓦以上的汽轮发电机组都采用了冷却效果较好的氢冷或水冷技术。70年代以来，汽轮发电机组的最大容量已达到130～150万千瓦。从1986年以来，在高临界温度超导电材料研究方面取得了重大突破。超导技术可望在汽轮发电机中得到应用，这将在汽轮发电机组发展史上产生一个新的飞跃。

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水轮发电机组

　　由水轮机驱动的发电机组。由于水电站自然条件的不同，水轮发电机组的容量和转速的变化范围很大。通常小型水轮发电机和冲击式水轮机驱动的高速水轮发电机多采用卧式结构，而大、中型代速发电机多采用立式结构。由于水电站多数处在远离城市的地方，通常需要经过较长输电线路向负载供电，因此，电力系统对水轮发电机的运行稳定性提出了较高的要求：电机参数需要仔细选择；对转子的转动惯量要求较大。所以，水轮发电机的外型与汽轮发电机不同，它的转子直径大而长度短。水轮发电机组起动、并网所需时间较短,运行调度灵活,它除了一般发电以外，特别适宜于作为调峰机组和事故备用机组。水轮发电机组的最大容量已达70万千瓦。

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柴油发电机组

　　柴油机驱动发电机运转，将柴油的能量转化为电能，根据其用途的不同，可分为陆用柴油发电机组及船用柴油发电机组；如果按品牌的不同，可分为国产柴油发电机组和进口柴油发电机组；按转速不同，可分为低速发电机组和高速发电机组。

基本原理

　　柴油机驱动发电机运转，将柴油的能量转化为电能。在柴油机汽缸内，经过空气滤清器过滤后的洁净空气与喷油嘴喷射出的高压雾化柴油充分混合，在活塞上行的挤压下，体积缩小，温度迅速升高，达到柴油的燃点。柴油被点燃，混合气体剧烈燃烧，体积迅速膨胀，推动活塞下行，称为‘作功’。各汽缸按一定顺序依次作功，作用在活塞上的推力经过连杆变成了推动曲轴转动的力量，从而带动曲轴旋转。将无刷同步交流发电机与柴油机曲轴同轴安装，就可以利用柴油机的旋转带动发电机的转子，利用‘电磁感应’原理，发电机就会输出感应电动势，经闭合的负载回路就能产生电流。这里只描述发电机组最基本的工作原理。要想得到可使用的、稳定的电力输出，还需要一系列的柴油机和发电机控制、保护器件和回路。

结构分析

　　一台普通型柴油发电机组主要由柴油机、发电机以及控制系统三部分组成，柴油机和发电机有两种连接方式，一为柔性连接，即用连轴器把两部分对接起来，二为刚性连接，用高强度螺栓将发电机钢性连接片和柴油机飞轮盘连接而成，目前市场上的柴油发电机组使用刚性连接的比较多一些，柴油机和发电机连接好之后安装在公共底架上，然后配上各种起保护作用的传感器，如水温传感器，通过这些传感器，直观地把柴油机的运行状态显示给操作员，而且有了这些传感器，就可以设定一个上限，当达到或超过这个限定值的时候控制系统会预先报警，这个时候如果操作员没有采取措施，控制系统会自动将机组停掉，柴油发电机组就是采取这种方式起自我保护作用的。传感器起接收和反馈各种信息的作用，真正显示这些数据和执行保护功能的是柴油发电机组的控制系统，控制屏一般安装在发电机上，称为背包式控制屏，也有部分是独立一个屏放置在操作室内，称为分体式控制屏，控制屏通过电缆和发电机以及传感器连接，分别显示电参数和柴油机运行参数。此外,发电机组还有底盘、联轴器、散热器、燃油箱,有的还装设有消声器和外罩。

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风力发电机组

　　风力发电机组是将风能转换为机械功的动力机械，又称风车。广义地说，它是一种以太阳为热源，以大气为工作介质的热能利用发动机。机械连接与功率传递水平轴风机桨叶通过齿轮箱及其高速轴与万能弹性联轴节相连,将转矩传递到发电机的传动轴,此联轴节应按具有很好的吸收阻尼和震动的特性，表现为吸收适量的径向、轴向和一定角度的偏移，并且联轴器可阻止机械装置的过载。另一种为直驱型风机桨叶不通过齿轮箱直接与电机相连风机电机类型。

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发电机组工作原理

　　^[1]发电机组工作原理就是柴油机驱动发电机运转发电。在发电机组汽缸内，经过空气滤清器过滤后的洁净空气与喷油嘴喷射出的高压雾化柴油充分混合，在活塞上行的挤压下，体积缩小，温度迅速升高，达到柴油的燃点。柴油被点燃，混合气体剧烈燃烧，体积迅速膨胀，推动活塞下行，称为‘作功’。各发电机组汽缸按一定顺序依次作功，作用在活塞上的推力经过连杆变成了推动曲轴转动的力量，从而带动发电机组曲轴旋转。 　　将无刷同步交流发电机与柴油机曲轴同轴安装，就可以利用柴油机的旋转带动发电机的转子，利用‘电磁感应’原理，发电机组就会输出感应电动势，经闭合的负载回路就能产生电流。 　　想利用发电机组得到可使用的、稳定的电力输出，还需要一系列的柴油机和发电机控制、保护器件和回路。

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最好的发电机品牌

美国康明斯Cummins发电机

　　美国康明斯发动机公司始建于1919年，主要生产发电设备、工业及汽车等行业用发动机。康明斯公司在世界柴油发动机技术方面居领先地位，始终是200马力以上柴油发动机最大生产厂家及50马力以上柴油发动机第二生产厂家。其产品以优越的性能，卓越的品质，合理的价格，忠诚的服务遍及世界各地，早已发展成为美国500家著名跨国大公司之一。

英国珀金斯Perkins发电机

　　1932年的Perkins珀金斯公司是世界最早生产发动机公司的公司之一。所生产的以柴油和天然气作为燃料的发动机因其经济性，可靠性和耐久性的优点在各行业当中得到广泛的推广和应用。如汽车、工程机械、农业机械、工业用发电机组及船舶等。产品方面有100、3.152、4.236、1000、1300、2000、3000和4000系列。其中2000和3000系列出自享誉世界，在机械动力领域最具权威之一的英国ROLLS-ROYCE（劳斯莱斯）公司的设计及制造。

瑞典富豪VOLVO发电机

　　一个120多年历史的跨国巨企，一个雄居世界500强的瑞典企业，专业从事重型机械、卡车、汽车、轮船的制造。从产量第一的重型卡车到世界三大豪华轿车之一的富豪汽车，从十万吨的油轮到闻名世界的VOLVO-PENTA柴油发动机，重型动力领域无处不见VOLVO-PENTA的风采。 今天，凝聚了世界最优秀动力工程师卓越灵感的VOLVO-PENTA发动机俨然成为了国际顶级柴油发动机的代名词。其高性能指标、高可靠性、环保性、低噪音、容易安装、良好的高原适应能力等特点在应用中倍受行业推崇。

韩国大宇Hyunju发电机

　　大宇综合机械成立于1973年，起初名为朝鲜机械制作所，此后一直是领导韩国机械产业的发展的龙头企业，如今已成为韩国最大的机械公司。他们通过不断的技术、质量改革，提高产品竞争力，牢固了世界级的重工业企业的地位。1975年建成了当时亚洲最大的发动机械制造工厂并开始生产发动机，与德国的曼公司和日本的五十铃公司签署了一系列技术协议，为国内外用户生产全系列的发动机。公司产品立足于严格、规范的质量保证体系不，通过了ISO9000、ISO14000等各种国际认证，在重型建筑设备、工业车辆、机床、自化系统等经营领域中，提供世界最高水平的产品和服务

日本三菱MITSUBISHI发电机

　　从1917年创立的那天起，三菱重工不断的开发和创造容量由0.5马力至56.400马力的各种型号的柴油发动机，以满足客户的一般用途和专业用途，"相信明天"这个三菱重工的企业思想，就是立足于以公司的先进技术来改善所有人的生活。 三菱重工的柴油机与其三菱航天科技、三菱核能技术、三菱军工设备等一样具有时代先进技术的代表性，其卓越的品质是用户信赖的保证。

美国强鹿John Deere发电机

　　1．快捷、可靠的冷启动，加热器装在进气歧管，使得发动机在环境温度低时容易启动。同时，低阻力增压器和反应迅速的喷油系统使发动机具备在很短的恢复时间内具有较高的承受载荷的能力； 　　2．运行费用低，发动机燃烧过程中先进技术的采用，极大的降低了燃油的损耗，为用户提供最低的运行费用； 　　3．工作平稳噪音低，从每一台发动机制造、生产开始，始终将降噪设计置于开发、研制的首位。专门开发的发动机机体，优化设计的减震系统，精确匹配的增压器和低速冷却风扇都很大程度地减少了噪音；

美国底特律DETROIT发电机

　　DDW水冷发电机组 　　DDA风冷发动机

意大利依维柯IVECO发电机

　　依维柯（IVECO）公司是意大利菲亚特集团（FIAT）的主要成员，主要从事汽车及柴油发动机的研究和生产，同时生产工程机械、内燃机车、矿山、冶金及发电设备。依维柯·爱福为依维柯公司专为客户生产特种柴油机的公司，位于意大利米兰市，其生产的柴油发电机组装机容量从17KW到616KW，全符合ISO8528标准，依维柯·爱福公司具有ISO9001产品质量认证，是世界上最主要的柴油发电机组制造厂家之一。 　　德国道依茨DEUTZ发电机

德国奔驰MTU发电机

　　MTU公司是戴姆勒--奔驰公司的柴油机推进系统分部，世界上顶尖的重载柴油机制造公司，其产品广泛用于军用车辆、铁道车辆、海上舰艇及长行电站。MTU公司的前身早于1883年便开发了第一台高速车用内燃机。1901年设计、制造了世界著名的梅塞德斯汽车。自1909年起由制造飞机发动机转为生产重载柴油机。1923年开始生产高性能的柴油机。现在MTU公司的主要产品为重载柴油机（单机功率35至7400KW），燃气涡轮发动机，发动机电子管理系统及电子监控系统和重载变速箱。1997年初，MTU公司向市场推出最佳产品：2000系列及4000系列发动机。

美国卡特皮勒Caterpiller发电机

　　CATERPILLAR（卡特彼勒）公司是世界上最大的工程机械和建筑机械的生产商。也是全球高品质柴油发电机组和天然气发电机组的首席供应商。CAT发动机的生产力和耐用性经久考验，CAT的品质已经被世界公认为第一，连续多年被美国《财富》杂志评为工业及农业设备制造行业排名第一，全球500家大企业中排名第43位。2000年全球销售额201.75亿美元。 　　卡特彼勒公司（CATERPILLAR）自1931年起设计及生产发动机，于1939年开始推出发电机组，累积了超过70多年的设计和生产经验。多年来，卡特彼勒在设备的设计、开发研究上，投入了大量的人力、物力，使得CAT产品在质量和性能上不断跃升。美国卡特彼勒柴油发电机组是行业内唯一从发动机、发电机、控制系统及所有部件均由卡特彼勒公司一家厂家统一设计、制造、测试及保用，是目前全球最优质的发电机产品。

日本雅马哈YAMAHA发电机

　　不一般的操作设计，简单易行 　　耗油量低，经济实用 　　经久耐用，可靠性高 　　省却繁琐的维修保养 　　配有保护装置，确保运作安全 　　采用静音防震设计 　　新—先进的变频技术，100%日本进口 　　精—波形更趋完美，精密仪器的最佳拍档 　　劲—功率输出更强，燃料消耗更低 　　小—轻量化设计，机身重量仅有29kg 　　强劲的输出功率 　　优异的省油性能 　　出色的静音效果 　　卓越的环保设计 　　简便的操作性能

日本国际久保IMC发电机

　　一直以来世界各地用户都知道，日本 “国际久保” 以其专业的技术、优良设计和不断改进其产品，以配合客户所需。为你提供广泛单相和三相无刷式柴油发电机，汽油发电机，电焊发电机，照明发电机，园林机械，公路机械和水泵等优良产品，操作简易、运转宁静，经久耐用，适合于任何用途以配合当时环境下使用。 　　1994年『IMC-国际久保』自进入中国市场以来，深受各用户之爱戴，成为著名品牌和高质量之保证，并荣获通信系统之认证及指定使用配套产品，提供高效率之后备电源和相关产品，目前用户已遍及全国各地。

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中国发电设备行业的发展

　　发电设备行业是国家重点支持的固定资产投资行业，肩负着为国民经济以及人民生活用电提供发电成套设备的重任，近年来得到了迅猛的发展。 　　2008年，全国发电设备生产继续保持增长。1-10月，发电设备累计产量达10,745.83万千瓦，同比增长1.9%。 　　中国电力行业的产业政策将向优化电源结构趋势发展，即优先发展水电、核电、风电、太阳能发电、生物质发电等可再生能源及新能源，而对煤电则“立足优化结构、节约资源、重视环保、提高技术经济水平”。未来一个时期，可再生和新能源发电设备将迎来良好的发展机遇，在中国发电装机总容量中的比重将逐步增加。

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发电机组未来的发展方向

　　发电机组肩负着为国民经济以及人民生活用电提供发电成套设备的重任，所以它在很长一段时间内还会占据着很重要的位置。而伴随着时代的进步社会的发展，原有的那种发电机组显然已经不适合社会的需要。笨重、耗油、噪音、污染 　　所以未来发电机组的发展方向应该是节能、环保、轻型化、小型化、美观大方。这样才能发挥出发电机组的潜在优势。

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发电机组故障分析

　　发电机组在长期运行后,会出现各种故障。为了保证各个设备正常运行，应该对发电机组故障进行及时处理，才能有效保证发电机组的正常运行。如何排除发电机组故障呢？

熔丝烧断

　　(1)发电机组故障原因： 　　①定、转子绕组有断路(一相断线)或电源一相失电； 　　②绕组引出线始末端接错或绕组内部接反； 　　③电源回路接点松动，接触电阻大； 　　④发电机组负载过大或转子卡住； 　　⑤电源电压过低； 　　⑥小型发电机组装配太紧或轴承内油脂过硬； 　　⑦轴承卡住。 　　^[2](2)发电机组故障分析： 　　①查明断点予以修复； 　　②检查绕组极性；判断绕组末端是否正确； 　　③紧固松动的接线螺丝，用万用表判断各接头是否假接，予以修复；是否由于电源导线过细使压降过大，予以纠正； 　　④重新装配使之灵活；更换合格油脂；

轴承过热

　　(1)发电机组故障原因： 　　①滑脂过多或过少； 　　②轴承与轴颈或端盖配合不当(过松或过紧)； 　　③发电机组端盖或轴承盖未装平； 　　④发电机组与负载间联轴器未校正，或皮带过紧； 　　(2)发电机组故障分析： 　　①按规定加润滑脂(容积的1/3-2/3)； 　　②更换清洁的润滑滑脂； 　　③过松可用粘结剂修复，过紧应车，磨轴颈或端盖内孔，使之适合； 　　④重新校正，调整皮带张力； 　　⑤校正电机轴或更换转子。

运行时响声不正常

　　(1)发电机组故障原因： 　　①转子与定子绝缘纸或槽楔相擦； 　　②轴承磨损或油内有砂粒等异物； 　　③定转子铁芯松动； 　　④定子绕组错接或短路。 　　(2)发电机组故障分析： 　　①修剪绝缘，削低槽楔； 　　②更换轴承或清洗轴承； 　　③检修定、转子铁芯； 　　④消除擦痕，必要时车内小转子； 　　⑤消除定子绕组故障。

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柴油发电机组噪声处理

　　柴油发电机组运行时，通常会产生95-110db(a)的噪声，运行时产生的柴油发电机组噪声，将对周围环境造成严重损害。那么在噪声源无法降低的情况下,该采用哪些措施控制柴油发电机组噪声呢？

一、柴油发电机组噪声源分析

　　柴油发动机组噪声是由多种声源构成的复杂声源。按照噪声辐射方式, 它可分为空气动力噪声、表面辐射噪声和电磁噪声。按照产生的原因, 柴油发电机组表面辐射噪声又可分为燃烧噪声和机械噪声。其中空气动力噪声为柴油发动机组噪声的主要噪声源。 　　1. 空气动力噪声是由于气体的非稳定过程,即由气体的扰动以及气体与物体的相互作用而产生的柴油发电机组噪声。直接向大气辐射的空气动力噪声, 包括进气噪声、排气噪声和冷却风扇噪声。 　　2.电磁噪声是由发电机转子在电磁场中高速旋转产生的柴油发动机组噪声。 　　3. 燃烧噪声和机械噪声很难严格区分, 通常将由于柴油发电机组汽缸内燃烧形成的压力波动通过缸盖、活塞、连轩、曲轴、机体向外辐射的柴油发动机组噪声称为燃烧噪声。将活塞对缸套的撞击和运动件的机械撞击振动而产生的柴油发动机组噪声称机械噪声。一般直喷式柴油机燃烧噪声要高于机械噪声, 而非直喷式柴油机的机械噪声则高于燃烧噪声。但是低速运转时燃烧噪声都高于机械噪声。

二、柴油发电机组噪声的控制措施

　　柴油发电机组噪声的控制措施一：隔音房 　　在柴油发电机组位置安装隔声房，尺寸为8.0m×3.0m×3.5m，隔声板外壁为1.2mm镀锌板。内壁为0.8mm穿孔板，中间填充物为32kg/m3超细玻璃棉，槽钢的凹面填充玻璃棉。 　　柴油发电机组噪声的控制措施二：排风消声 　　柴油发电机组依靠自带风扇排风，在排风房前部安装AES型矩形消声器，消声器尺寸为1.2m×1.1m×0.9m，消声器内装消声片厚200mm,间距100mm。消声片采用两侧镀锌穿孔板夹超细玻璃棉结构。9个相同尺寸的消声器拼装成1个1.2m×3.3m×2.7m的大型消声器。消声器前300mm处为相同尺寸的排风百叶窗。 　　柴油发电机组噪声的控制措施三：进风消声 　　在隔声房顶部安装自然进风消声器。消声器制作同排风消声器，净消声长度为1.0m，截面尺寸为3.4m×2.0m，消声片厚200mm，间距200mm，消声器外接无衬里90°消声弯头，消声弯头长1.2m。 　　柴油发电机组噪声的控制措施四：排烟消声 　　通过柴油发电机组原厂配套的2个住宅型消声器消声，消声后的烟气合并为一个Φ450mm的烟管从排风百叶窗伸出向上排放。