柴油发电机组控制系统PPT课件
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直到今天，柴油机的英文名称仍然是‘DIESEL ENGINE’—2 ‘狄塞尔’引擎。
世界上第一台发电机
•1831年英国的物理学家、化学家迈克尔·法拉第在试 验中发现，当磁铁在线圈中移动时，线圈会产生电流， 这就是今天我们大家所熟知的电磁感应现象。 • 1866年德国的电工学家、实业家恩斯脱·韦尔 纳·冯·西门子出自激励式发电机 •1870年比利时的Z·T·克拉姆又研制出了自激励式直 流发电机，在经过了不断的改进之后，电机技术已经走 向成熟 •1877年真正实用的发电机开始进入商业化生产阶段。
22
交流发电机电压控制指标
电压稳态调整率 电压调整范围 电压波动率 电压稳定时间 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ应时间
±2.5% ±20% 0.5% 1.5S 20mS
23
DECS-100电压调节器
24
DECS-100电压调节器 主要参数及功能
电源：88V-250Vac，单相或三相，50-400Hz 建压电压：>6V 负载信号：100–600Vac，单相或三相 电流检测：5Aac，50/60Hz,单相 励磁输出：63Vdc，7Adc,最大135Vdc，15Adc 并列补偿：无功降落和无工差动（横流） 磁场过压保护 磁场过电流保护 发电机过压保护 软起动功能 报警和跳闸输出 RS232接口
3
电磁感应演示
4
电磁感应演示
5
柴油发电机原理
简而言之，就是柴油机驱动发电机运转。 在汽缸内，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。 将交流或直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。
12
柴油机转速控制指标
频率稳态调整率 频率瞬态调整率 频率波动率 频率稳定时间
0—5%（可调） ±5% 0.5% 3S
13
速度调节器 通过调节油门大小控制速度井架
起 升 示 意 图
14
2301A速度调节和负荷分配模块外形
15
2301A速度调节和负荷分配模块 主要参数及功能
电源：20V~24V
负载信号：90–240 Vac 3ø 45–66 Hz 3ø 电流
速度传感器：100~300欧姆，1~30Vac
速度调整范围：0~10%
同步输入： ±5Vdc
负载分配：0~6Vdc
速度输出信号：7.5 Vdc max for 0 to 214 mA
速度降：0~10%
怠速：55%额定转速
18
负荷分配系统图
调差电位器(Droop) 负载增益电位器(Load Gain)
19
2301A速度调节和负荷分配模块接线图
20
负荷分配接线示意
No Image
21
电压调节器要求
提供发电机空载励磁。当负荷发生 变化时，发电机励磁调节单元将对发电 机的励磁电流进行控制，以保证发电机 输出电压的稳定及整个发电机组无功功 率的均衡分配。该单元包括PID调节器、 功放电路、电压及无功测量电路、无功 均衡电路组成。
6
发电机的励磁系统
一、相复励励磁 二、三次谐波 三、可控硅直接励磁 四、无刷励磁
7
发电机参数
8
柴油发电机组控制系统的组成
主回路开关 速度调节器 电压调节器 测量回路 保护回路 同期控制 电力监视 二次操作回路 稳压电源
9
柴油发电机组控制柜
10
主回路开关
长延时脱扣：发电机额定电流110~115% 短延时：发电机额定电流200%~300% 瞬时脱扣：1000%~1700% 一台发电机时只设置长延时和短延时 二台发电机时只设置长延时和短延时 三台发电机时只设置长延时和短延时、
加速时间：0–10 s
负载增益：最大6Vdc ，5 A 电流
16
2301A速度调节和负荷分配模块 端子图
17
速度控制系统图
怠速(Low Idle Speed) 快速性(Actuator Compensation) 增益电位器(Gain) 额定转速电位器(Rated Speed) 初始燃油限制电位器(Start Fuel Limit) 升速时间电位器(Ramp Time) 稳定性(Reset)电位器
瞬时
11
速度调节器
在不同负载情况下，柴油机电子调 速器将保持柴油机的转速稳定于1000RPM （或1500RPM），从而保持发电机输出 50Hz的恒定频率。 WOODWARD 2301A电子 调速器，它具有功能全、反应快、精度 高、稳定性好、功耗低、调整方便等一 系列优点。其基本结构包括数/模转换电 路；调节放大电路、负荷分配电路、输 出电路及稳压电源等环节。
柴油发电机组控制系统
1
世界上第一台柴油机
•世界上第一台柴油机诞生于1893年的德国。蒸汽机发明后，鲁道 夫.狄塞尔(RUDOLF DIESEL)—一位德国皮革商的儿子，在慕尼黑技 术大学上学时对“蒸汽机”表现出了极大的兴趣，在他34岁那年 (1892)取得了把空气压进容器并且和煤粉充分混合直至被压燃而提 供动力的机械装置的发明专利。第2年，位于德国奥古斯堡的MAN公 司根据这一专利制造出了世界上第一台柴油发动机的原型机，并取 名叫‘狄塞尔（DIESEL）’发动机。像所有的新生事物一样，狄塞 尔发动机从诞生到不断完善经历了漫长的过程。狄塞尔先生在他55 岁那年不幸逝世了，没有能够见到他发明的发动机装在汽车上。10 年之后，MAN公司终于在柏林的汽车展览会上推出了第一台装在卡 车上的狄塞尔发动机。后来，设在曼海姆的奔驰公司制造出了带预 燃室的狄塞尔发动机，并且把它装在了自己的卡车上。直到1936年， 也就是狄塞尔先生去世23年后，梅塞得斯——奔驰公司才制造出了 第一台装有狄塞尔发动机的轿车。
世界上第一台发电机
•1831年英国的物理学家、化学家迈克尔·法拉第在试 验中发现，当磁铁在线圈中移动时，线圈会产生电流， 这就是今天我们大家所熟知的电磁感应现象。 • 1866年德国的电工学家、实业家恩斯脱·韦尔 纳·冯·西门子出自激励式发电机 •1870年比利时的Z·T·克拉姆又研制出了自激励式直 流发电机，在经过了不断的改进之后，电机技术已经走 向成熟 •1877年真正实用的发电机开始进入商业化生产阶段。
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交流发电机电压控制指标
电压稳态调整率 电压调整范围 电压波动率 电压稳定时间 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ应时间
±2.5% ±20% 0.5% 1.5S 20mS
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DECS-100电压调节器
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DECS-100电压调节器 主要参数及功能
电源：88V-250Vac，单相或三相，50-400Hz 建压电压：>6V 负载信号：100–600Vac，单相或三相 电流检测：5Aac，50/60Hz,单相 励磁输出：63Vdc，7Adc,最大135Vdc，15Adc 并列补偿：无功降落和无工差动（横流） 磁场过压保护 磁场过电流保护 发电机过压保护 软起动功能 报警和跳闸输出 RS232接口
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电磁感应演示
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电磁感应演示
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柴油发电机原理
简而言之，就是柴油机驱动发电机运转。 在汽缸内，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。 将交流或直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。
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柴油机转速控制指标
频率稳态调整率 频率瞬态调整率 频率波动率 频率稳定时间
0—5%（可调） ±5% 0.5% 3S
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速度调节器 通过调节油门大小控制速度井架
起 升 示 意 图
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2301A速度调节和负荷分配模块外形
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2301A速度调节和负荷分配模块 主要参数及功能
电源：20V~24V
负载信号：90–240 Vac 3ø 45–66 Hz 3ø 电流
速度传感器：100~300欧姆，1~30Vac
速度调整范围：0~10%
同步输入： ±5Vdc
负载分配：0~6Vdc
速度输出信号：7.5 Vdc max for 0 to 214 mA
速度降：0~10%
怠速：55%额定转速
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负荷分配系统图
调差电位器(Droop) 负载增益电位器(Load Gain)
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2301A速度调节和负荷分配模块接线图
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负荷分配接线示意
No Image
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电压调节器要求
提供发电机空载励磁。当负荷发生 变化时，发电机励磁调节单元将对发电 机的励磁电流进行控制，以保证发电机 输出电压的稳定及整个发电机组无功功 率的均衡分配。该单元包括PID调节器、 功放电路、电压及无功测量电路、无功 均衡电路组成。
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发电机的励磁系统
一、相复励励磁 二、三次谐波 三、可控硅直接励磁 四、无刷励磁
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发电机参数
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柴油发电机组控制系统的组成
主回路开关 速度调节器 电压调节器 测量回路 保护回路 同期控制 电力监视 二次操作回路 稳压电源
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柴油发电机组控制柜
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主回路开关
长延时脱扣：发电机额定电流110~115% 短延时：发电机额定电流200%~300% 瞬时脱扣：1000%~1700% 一台发电机时只设置长延时和短延时 二台发电机时只设置长延时和短延时 三台发电机时只设置长延时和短延时、
加速时间：0–10 s
负载增益：最大6Vdc ，5 A 电流
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2301A速度调节和负荷分配模块 端子图
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速度控制系统图
怠速(Low Idle Speed) 快速性(Actuator Compensation) 增益电位器(Gain) 额定转速电位器(Rated Speed) 初始燃油限制电位器(Start Fuel Limit) 升速时间电位器(Ramp Time) 稳定性(Reset)电位器
瞬时
11
速度调节器
在不同负载情况下，柴油机电子调 速器将保持柴油机的转速稳定于1000RPM （或1500RPM），从而保持发电机输出 50Hz的恒定频率。 WOODWARD 2301A电子 调速器，它具有功能全、反应快、精度 高、稳定性好、功耗低、调整方便等一 系列优点。其基本结构包括数/模转换电 路；调节放大电路、负荷分配电路、输 出电路及稳压电源等环节。
柴油发电机组控制系统
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世界上第一台柴油机
•世界上第一台柴油机诞生于1893年的德国。蒸汽机发明后，鲁道 夫.狄塞尔(RUDOLF DIESEL)—一位德国皮革商的儿子，在慕尼黑技 术大学上学时对“蒸汽机”表现出了极大的兴趣，在他34岁那年 (1892)取得了把空气压进容器并且和煤粉充分混合直至被压燃而提 供动力的机械装置的发明专利。第2年，位于德国奥古斯堡的MAN公 司根据这一专利制造出了世界上第一台柴油发动机的原型机，并取 名叫‘狄塞尔（DIESEL）’发动机。像所有的新生事物一样，狄塞 尔发动机从诞生到不断完善经历了漫长的过程。狄塞尔先生在他55 岁那年不幸逝世了，没有能够见到他发明的发动机装在汽车上。10 年之后，MAN公司终于在柏林的汽车展览会上推出了第一台装在卡 车上的狄塞尔发动机。后来，设在曼海姆的奔驰公司制造出了带预 燃室的狄塞尔发动机，并且把它装在了自己的卡车上。直到1936年， 也就是狄塞尔先生去世23年后，梅塞得斯——奔驰公司才制造出了 第一台装有狄塞尔发动机的轿车。