250KVA柴油发电机组电气控制设计(共43页).doc

精选优质文档-----倾情为你奉上1引言1.1研究意义及其工作原理柴油发电机组是一种小型发电设备，是指以柴油等为燃料，以柴油机为原动机带动发电机发电的机械设备整套机组一般由柴油机、发电机、控制柜、燃油箱、蓄电瓶、保护装置、应急柜等部件组成尽管柴油发电机组的功率较低，但由于其体积小、灵活、轻便、配套齐全，便于操作和维护，所以广泛应用于矿山、铁路、野外工地、道路交通维护、以及工厂、企业、医院等部门，作为备用电源或临时电源工作原理如下：在柴油发电机组汽缸内，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，在柴油发电机组活塞上行的挤压下，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’柴油发电机组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，从而带动曲轴旋转这样柴油发电机就完成了一个工作循环　　随着一个又一个工作循环重复进行,柴油发电机组连续运转柴油机的控制核心是通过控制喷油泵来调节和稳定转速,一般分为机械调速和电子调速电子调速器采用双闭环控制,用转速传感器检测柴油机转速,把检测结果转换成比例的电信号,将之与给定的标准转速信号比较,得出偏差信号,再与柴油发电机组执行器的位置反馈信号相加,以合成后的信号作为执行器动作的输入信号,通过控制柴油发电机组喷油泵齿杆位置来调节供油量,从而达到调速稳速的目的。

目前国外柴油机也引用了先进的发动机的“电喷”控制技术,在带载特性、节约燃油和环保排放以及降低噪音等方面性能卓越发电机组的有功调节就是对柴油发电机转速的调节　　柴油发电机组是由内燃机和同步发电机组合而成的，内燃机的最大功率受零部件的机械负荷和热负荷的限制，称为额定功率，交流同步发电机的额定功率是指在额定转速下，长期连续运转时，输出的额定功率，通常把柴油机组输出额定功率与同步交流发电机输出的额定功率之间，称为匹配比 1.2国内外发展状况1.2.1国外发展状况一个世纪以来，发电机原理未曾改变，随着年代的推进，先进生产设备日臻完善，因而各项技术参数越来越先进国外在世界范围内形成了几大集团：CUMINNS康亮斯，康明斯公司在全球137个国度和地区具有680多个合作商，5000多个代理商遍及世界各地在全世界范畴内，康明斯具有40多家工厂，年产发动机四十少万台，雇员二万四千多名，2003年的全球出售额达63亿美元，是美国《财经》五百强企业之一，也是《财产》杂志评比的2003年度美国最敬佩的公司之一；DEERE强鹿，世界有名的美国强鹿(John Deere)已经成为了全世界数一数二的出产工用机械、工业装备和林业装备的跨国公司。

其最大功率为340KW；Perkins英国帕金斯，年产40万台发电机，在发电机组市场获得了令己瞩目标成绩；道依次，为摘姆勒-克莱斯勒属上公司，是世界领先的柴油发动机造造商，柴油发动机功35kw-9000kw，普遍用于舰船、重型汽车和工程机械、铁道机车；韩国大宇，韩国DAEWOO小宇重工株式会社成立于1937年，，在柴油发电机、发掘机、车辆、主动机床、机器己等范畴发明了公认的成绩1.2.2国内发展状况国产发动机品牌：下柴、有动、建柴出产的135系列，4135、6135、12V135，功率范畴40-400kW；上柴D114系列，仿康明斯B系列，功率75-120kW；下内495系列，功率20-24kW；北昌凯马4105、6105系列柴油机，24-90kW；沉庆--康明斯发动机公司，重庆--康明斯N、K系列柴油机，200-1000kW；春风-康明斯B系列,75-90kW；南内、石柴、华南柴油机厂引进讲依茨威严热柴油机，20-120kW济柴190系列，400-1500kW；潍柴、杭汽发引进俄罗斯柴油机,75-200kW天津-帕金斯1000系列柴油机，36-120kW；潍柴-道依茨柴油机，20-100kW。

1.3发电机组的发展方向柴油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、美观大方化这样才能发挥出发电机组的潜在优势2发电机组设计前的准备2.1做好发电机组设计应注意的问题2.1.1．熟悉国家标准 “标准”就是技术立法任何一台产品是否能够出厂，关键在于它是否符合标准中的各项规定只有在产品性能满足标准的前提下，讨论其技术经济性能才有意义因此，要搞好产品设计，首先应当熟悉标准 柴油发电机组广泛用于电信、财政金融部门、医院、学校、商业等部门、工矿企业等特殊用途的独立电源 企业在选购柴油发电机组要有自己的标准　　选购的柴油发电机组性能和质量必须符合有关标准要求 　　选购通信用柴油发电机组，必须达到GB2820-1997中G3级或G4级规定的要求，同时和《通信用柴油发电机组的进网质量认证检测实施细则》规定的24项性能指标要求，同时要通过我国行业主管部门所设立的通信电源设备质量监督检验中心的严格检验。

选购军事通信用柴油发电机组，必须达到有关GB2820-1997、GJB相关标准和部队有关部门制定的《通信电源设备的质量检测标准》的规定，并要通过有关组织部门对设备质量的严格检验2.1.2熟悉产品规格及技术用户的要求 2.1表1铭牌机组型号：DP1CS额定功率：250KVA额定电压：380V相数：3额定频率：50Hz冷却方式：水冷额定电流：379.8A保护系统：四保护系统动力型号：6LTAA8.9-G2自动转换电源发电机型号：UCL274K了解用户的要求是非常必要的前期工作,一个企业经济效益的高低在于产品是否适销对路，是否生产成本较低、产品质量高且销售价格合理，尤其是在当今社会主义市场经济条件下，国家强调不能单纯看产值，而应着重用效益来衡量一个企业不言而喻，一个企设计的产品的销售情况就成了企业的生命线为此，在产品设计时除了考虑通用化、系列化之外，还应很好考虑各种用户的不同要求，以尽量满足不同用户的需要尤其应当着重开发在市场1：竞争能力强的产品2.2主要电气元器件与配件、结构款式的确定2.2.1主要电气元器件与配件1、接线端子2个2、巨邦断路器DZ47-63 C16A一个, C6A四个。

3、电磁继电器AR92-1Z DC24V 3个, ARM3F AC220V 1个, ARL2F 220V 1个4、报警器BJ-1 DC24V5、开关电源S-100-24 INPUT:200-240AC 1.2A OUTPUT:+24V 4.5A6、点火钥匙一个，钮子开关一个，照明灯一个，油量指示表一个，油量传感器一个，一个二极管7、ATS双电源自动转换开关一个 SKT1-630A 400A8、1.5平方毫米铜导线一卷，2.5平方毫米的铜导线一卷，70平方毫米的铜导线一卷9、调速器S6700E 10、电流互感器 500/5A三个2.2.2发电机组结构款式的确定静音式外壳外壳款式为龙马公司小沈款见图片2.2图1小沈款静音型 2.2 图2小沈款静音型 2.3动力与发电机，控制模块的品牌型号确定1、动力选择： 作为开创柴油发动机先河的康明斯公司成立于1919年，总部设在美国印第安纳州哥伦布市。

康明斯是全球领先的动力设备制造商，设计、制造和分销包括燃油系统、控制系统、进气处理、滤清系统、尾气处理系统和电力系统在内的发动机及其相关技术，并提供相应的售后服务康明斯总部设在美国印第安纳州哥伦布市，公司通过其遍布全球160多个国家和地区的550家分销机构和5000多个经销商网点向客户提供服务　　发动机事业部生产和经销功率范围宽广的柴油和天然气发动机以及相应的零部件产品，用于汽车、工业和发电设备等领域康明斯发动机排量1.4-91立升，功率范围覆盖31-3500马力，广泛应用于重型卡车、中型卡车、巴士客车、娱乐休闲房车、轻型商用汽车和皮卡车等公路车辆以及工程机械、矿山设备、农业机械、船舶和铁路等非公路设备康明斯发动机不仅以一流的可靠性、耐久性和燃油经济性享誉业内，而且在满足日益严格的汽车排放（美国EPA2007/2010，欧洲四号和五号）、非公路用机动设备排放（Tier3以上）以及船机排放（国际海事组织IMO标准）的激烈竞争中一直居于业内领先地位 2、康明斯发动机的优势　　第一：前瞻的设计开发能力,康明斯能针对不同的排放标准开发出相应的解决方案　　第二：成熟的配套能力，康明斯的排放控制技术与发动机生命周期和整车可达到完美匹配，从而使客户获得最佳的经济效益。

　　第三：先进的尾气排放控制技术，包括冷却式废气再循环（ＣＯＯＬＥＤ　ＥＧＲ），选择性催化氧气（ＳＣＲ）和颗粒物滤轻器（ＤＰＦ）第四：批量的采购能力，随着康明斯排放后处理市场规模的不断扩大，形成批量采购规模，从而为客户提供性价比高的产品因此我们在这里选用康明斯的动力6LTAA8.9-G2铭牌数据如下表： 2.3表2康明斯铭牌C.I.D/L8.9 CPL0891Engine Serial No.Family LCust specEngine Model6LTAA8.9-G2Low idle RPM 850Gross KW 200 at 1500RPMFiring Order 1-5-3-6-2-4Shop order NO.S电机选择：世界一流品牌斯坦福同步交流发电机，英资无锡新时代公司生产，CCS中国船级社认可符合GB755,BS5000,VDE0530,IEC34-1,CSA22.2,AS2359标准●性能优秀的永磁发电机系统，在各种情况下提供恒定励磁；●标准的2/3节距绕组，有效抑制过多的中线电流；●绝缘等级：H，防护等级：IP23●稳态电压调整率：≤1.0%●干扰：THF<2%,TIF<50随机附件：●消声器、波纹管、排气弯管●蓄电池及连线 ●中国船级社型式认可证书产品设计、材料、生产、试验均由英方人员直接管理控制。

体积小，重量轻，技术先进，性能可靠是斯坦福发电机的重要特性 1、四极无刷自励式、IP22防护等级，H级绝缘，可耐温180℃，为发电机在恶劣环境中运行提供保障 2、定子是2/3节距绕制，能有效抑制输出电压的波形畸变，及减少磁场发热 3、转子装配前经过动平衡，完善的阻尼器绕组帮助减少非恒定负荷下的电压偏差和热量 4、励磁机转子的输出功率通过三相全波式整流器输给主机转子，该整流器由一流通涌抑制器保护，以免由诸如短路或者并联时相位失步而引起的冲击造成损坏 5、自动电压调节器（AVR）具有保护发动机的自动减荷特性，允许一次性向发电机施加全载，稳态电压调整率可实现优于1%，使用永磁发电机励磁（PMG）系统，发电机具有较高电动机启动能力，并对由非线性波形畸变具有抗扰性 6、影响系数TIF< 50, 谐波系数THF。