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永磁直驱式风力发电机的工作原理
导语。今天是金直驱永磁机组的又一新成员1.5vp机组发布的日子，希望大家能够给这个新成员多些支持和鼓励。那么趁此机会，小编也自行恶补一下直驱永磁风电机组的一些工作原理，在这里与大家分享，和小编一样不了解的童鞋们也默默的学习下吧！
1、直驱永磁风电机组原理
对于现在国内国外大型水平轴风力发电机组，有双馈机和永磁直驱发电机。 永磁直驱发电机顾名思义是在传动链中不含有增速齿轮箱。 总所周知，一般发电机要并网必须满足相位、幅频、周期同步。而我国电网频率为50hz这就表示发电机要发出50hz的交流电。学过电机的都知道。转速、磁极对数、与频率是有关系的n=60f/p。 所以当极对数恒定时，发电机的转速是一定的。所以一般双馈风机的发电机额定转速为1800r/min。而叶轮转速一般在十几转每分。这就需要在叶轮与发电机之间加入增速箱。而永磁直驱发电机是增加磁极对数从而使得电机的额定转速下降，这样就不需要增速齿轮箱，故名直驱。
2、直驱永磁技术趋势
对于永磁直驱发电机的磁极部分是用钕铁硼的永磁磁极，原料为稀土。 风轮吸收风能转化为机械能通过主轴传递给发电机发电，发出的电通过全功率变流器之后过升压变压器上网。风力发电机也在逐步的永磁化。采用永磁风力发电机，不仅可以提高发电机的效率，而且能在增大电机容量的同时，减少体积，并且因为发电机采用了永磁结构，省去了电刷和集电环等易耗机械部件，提高了系统的可靠性，这也是风电发电机的发展趋势之一。风力机的直驱化也是当前的一个热点趋势。
3、直驱永磁技术可靠性
直驱式风力发电机可以直接与风轮相连，增加了系统的稳定性，同时增大了电机的体积和设计制造以及控制的难度。直驱型风力发电系统是采用风轮直接驱动多极低速永磁同步发电机发电，通过功率变换电路将电能转换后并入电网，相对于双馈型发电系统，直驱式发电机采用较多的极对数，使得在转速较低时，发电机定子电压输出频率仍然比较高，完全可以在电机的额定等级下工作，并且其定子输出电压通过变流器后再和电网相接，定子频率变化并不会影响电网频率。在直驱风力发电系统中风机与发电机直接耦合，省去了传统风力发电系统中齿轮箱这一部件，减少了发电机的维护工作，并且降低了噪音。另外其不需要电励磁装置，具有重量轻、效率高、可靠性好的优点。直驱永磁发电机采用全功率的交-直-交变频技术，与电网隔离，具有低电压穿越能力，对电网友好。
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电机进相运行技术措施
发电机正常运行时，向系统提供有功的同时还提供无功，定子电流滞后于端电压一个角度，此种状态即迟相运行。当逐渐减少励磁电流使发电机从向系统提供无功而变为从系统吸收无功，定子电流从滞后而变为超前发电机端电压一个角度，此种状态即进相运行。同步发电机进相运行时较迟相运行状态励磁电流大幅度减少，发电机电势Eq亦相应降低。从P-功角关系看，在有功不变的情况下，功角必将相应增大，比值整步功亦相应降低，发电机静态稳定性下降。其稳定极限与发电机短路比，外接电抗，自动励磁调节器性能及其是否投运等有关。
进相运行时发电机定子端部漏磁较迟相运行时增大。特别是大型发电机线负荷高，正常运行时端部漏磁比较大，端部铁芯压指连接片温升高，进相运行时因为漏磁增大，温升加剧。进相运行时发电机端部电压降低，厂用电电压也相应降低，如果超出10%，将影响厂用电运行。
因此，同步发电机进相运行要通过试验确定进相运行深度。即在供给一定有功状态下，吸收多少无功才能保持系统静态稳定和暂态稳定，各部件温升不超限，并能满足电压的要求。
进相运行进相运行现象：
1、励磁电流大幅度减少;
2、发电机定子电压降低;
3、发电机无功负荷变为负值。
相运行进相运行危害：
1、增加发电机有功负荷，将使发电机向不稳定方向发展，易造成发电机失稳运行甚至系统振荡事故。
2、继续减少发电机励磁电流，使发电机进相深度增加，可能导致发电机失磁保护动作或发电机失稳运行。
3、发电机进相运行，定子电流增加，定子发热增加;发电机进相运行时，定子端部漏磁通变化比增大，使得端部发热严重，发电机定子线圈温度将持续上升。
4、发电机进相运行，发电机出口电压降低，使得6KV母线电压降低。设有低电压保护的高压电动机将跳闸;运行中的各电气设备，因母线电压降低，电流增大，导致设备发热，长时间运行会损坏设备绝缘。
该厂母线电压考核范围为230—235KV，在电网某些运行方式下，会出现我厂发电机无功减至 但是母线电压仍然高出235KV，此时应考虑发电机进相运行。
一、运行人员要密切监视220KV母线电压和机组有功、无功负荷，当母线电压超过235 KV时，必须控制发电机组功率因数达到0.99以上。当机组功率因数已达0.99以上，母线电压接近控制上限值时，值长应主动向上级调度汇报，根据上级调度的命令调整机组无功出力，直至进相运行。
二、发电机是否进相运行由值长统一命令执行，在进相运行前应汇报上级调度发电机带无功及220KV母线电压情况，并请示上级调度申请进相运行，如上级调度未许可则申请220KV母线电压超限点免考核，未经上级调度许可不得擅自进相运行。
三、机组在不同运行方式下进相运行规定：
1、单机运行时原则上不进相运行，但在春节等特殊方式下除外。
2、双机运行时原则上一台机进相运行，另一台机组保持高功率因数迟相运行，即控制无功尽量在小范围。但在春节等特殊方式下可以同时进相运行。
3、在考虑进相运行的机组时，该机组运行情况应保持稳定。否则考虑另一台机组进相运行，当两台机组运行都不稳定时，应向上级调度说明详细情况，并按照调度命令执行。
4、若两台机同时运行时，考虑两台机同时进相，且两台机进相深度应保持平衡。
四、连续进相运行时间不得超过6小时。
五、进相运行时，应专设监盘人员，并严格按照上级调度命令进行。
六、在发电机进相运行期间，无值长允许任何岗位人员不得私自启动6KV转机，包括输煤、脱硫、化学、水源地，否则将按严重违反生产调度纪律处理!待启动6KV转机前，值班员需将6KV厂用母线电压调整至6.1KV以上，在启动电泵、循泵、增压风机等大容量设备需将6KV厂用母线电压调整至6.45KV以上。
七、进相运行时操作：在进相运行前，请示上级调度解除AVC装置自动，手动减少发电机励磁，发电机在减少无功操作时，要循序渐进缓慢进行，严禁超调度规定进相深度值。进相结束后，手动增加发电机励磁，使之恢复正常运行方式观察五分钟无异常后，投入AVC自动。在手动调整期间应保持220KV母线电压合格。
八、进相运行期间监视参数：发电机出入口风温、定冷水、氢气压力;定子铁芯及铁芯端部温度、定子线圈各部温升、温差不超过规定允许值、轴振不超过允许值;定子电流、励磁电流、端电压、励磁变高压侧电流、滑环温度、励磁变温度不超过允许值;上述参数每小时检查一次。
九、进相运行参数控制：
1、任一段6KV厂用母线电压不得低于5.8KV，0.4KV母线电压不得低于0.36KV(照明段除外)，发电机端电压不得低于20KV，220KV母线电压230—235KV，功率因数不得低于0.95。
2、发电机进相运行时功角不得大于60度，防止系统冲击破坏发电机静态稳定而造成发电机震荡。
3、进相深度试验数据(二零零九年河南省电力实验院)：
4、根据我厂实际情况且在实验数据基础上再留有充分进相裕度，现规定：发电机进相深度限制不得超过调度规定的进相深度。
5、在机组负荷大于500MW情况下需要进相时，应向上级调度充分说明此时进相运行危险性，并按上级调度命令处理。
十、发电机进相运行必要条件：励磁系统自动运行，励磁自动调节器无异常报警信号;低励限制、失磁保护投入。
十一、进相运行机组应具备双向无功表，自动励磁调节装置正常投入，其低励定值应按满足进相运行进行整定。
十二、若进相运行引起系统故障时，应立即恢复原运行方式。
十三、进相运行期间做好事故预想，在值班日志做好进相运行时间、进相深度及命令人等相关记录。
十四、进相运行期间事故处理：
1、若发电机出现机端电压越下限，应立即停止进相并汇报上级调度，积极恢复6KV母线电压不超过规定值，确保厂用电系统稳定。
2、运行期间参数异常达到停机值则应申请停机。
3、若震荡或者失去同步时，应立即增加励磁电流，同时减少有功负荷，恢复正常运行方式，若在1分钟内不能恢复则申请停机，待系统正常后再申请并网。
4、发电机失磁，若失磁保护动作跳闸，则按发电机跳闸处理，若保护未动作则应立即解列发电机。
5、在进相运行过程中若发生异常情况，应及时汇报调度。
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发电机工作无力的原因及分析处理
柴油发电机在工作中出现动力不足的情况很常见，引起此故障的原因有很多种，这样就导致我们的客户往往不能及时和正确判断出故障点，发动机在这样的情况下长时间工作往往会使以后维修成本加大，这样的话对用户来说肯定是不能接受的，针对市场上存在的这样的问题，光之明的技术人员就发电机工作无力这常见故障原因作一个简要的处理说明，希望对用户有所帮助。
注：任何故障都可以先从简单的故障原因做起，这样可以省去对发动机不必要的拆卸，节约了时间和维修成本。
1：进气不通畅 处理：检查滤清器、管道和涡轮增压器。增压器应清洁，不得有污物。务使增压器叶轮转动灵活。
2：排气背压太高 处理：在有负载的情况下，检查并校正排气背压
3：在气候炎热或海拔高的地区，空气稀薄 处理：气候条件对柴油机有影响，空气稀薄进应减少负载
4：空气滤清器与柴油机之间漏气 处理：检查所有管卡箍、接头和密封垫。重新上紧
5：涡轮增压器压缩机脏污 处理：清洗或更换增压器，检查增压器中有无污物
6：燃油质量低劣 处理：检查更换燃油
7：燃油输油管道漏气 处理：检查连接件有无松动，管道有无破裂，滤清器是否未上紧等，并一一校正
8：输油管道受阻 处理：输油管道中有异物或管道损坏，清理修复
9：内输油路或外输油路漏油 处理：对所有滤清器、密封垫、管道和连接件作外油路漏油检查。用加压办法作内油路漏油检查。修理或更换
10：燃油进油不通畅 处理：检查燃油滤清器是否堵塞，燃油有否玷污。检查软管接头或其他连接件是否紧固。修理或更换
11：喷油器喷油孔堵塞 处理：清洗喷油器和喷油室，更换并重新调整
12：齿轮泵损坏或齿轮磨损 处理：在试验台上检验抽油高度。修理或更换
13：喷油器喷油室的尺寸不对 处理：更换后重新调整喷油器
14：喷油器喷油室破裂 处理：拆下喷油器和喷油室。更换破裂的喷油室。调校喷油器
15：喷油器O形密封圈损坏 处理：更换O形密封圈
16：节气门转动杆磨损或需要调整 处理：检查磨损情况，更换并调整传动杆
17：高速限速器调得太低 处理：重新调整
18：空燃比控制器（AFC）校准不正确 处理：重新调整准确
19：燃油泵校准不正确 处理：重新调校燃油泵
20：喷油器流量不正确 处理：检查喷油器的O型密封环，喷油室、柱塞滤网和喷油器流量，更换损坏的部件，重新调校
21：气动电磁阀ASA堵塞 处理：检查或更换安装新的气动电磁阀（ASA）
22：气动电磁阀ASA或空燃比控制器（AFC）的波纹管漏入空气 处理：紧固接头。或更换部件
23：机油油面太高 处理：检查机油油尺所示的油面高度。排掉过量的机油 24：密封垫漏气 处理：进行压力检查，找出漏气的气缸。更换并修理
24：气门漏气或调整不正确 处理：检查是否漏气，重新调整气门
25：活塞环破裂或磨损 处理：卸下排气歧管。检查有无受潮或积炭，修理更换
26：轴承间隙不对 处理：检查轴承间隙，更换合格的轴承
27：柴油机快到大修期 处理：检查柴油机运行的里程数和工作小时数，及时大修
28：气门和喷油正时不正确 处理：重新调整气门正时和喷油正时
29：气门卡住 处理：检查气门安装高度，作必要的调整
30：气缸套或活塞磨损或擦伤 处理：检查测量更换修理
31：喷油器需要调整 处理：按需要进行清洗和调整。检查喷油器室有无磨损和破裂。柱塞顶有无毛病。更换或修理，重新调整
32：轨压开关（MVT）闭合 处理：检查轨压和机油泵的校准是否准确，零件有否玷污及磨损等，更换及检修开关。
33：MVT的电磁阀孔堵塞 处理：更换O形密封圈，清洗孔道柱塞，检查电磁阀中有无污物或杂质
34：电磁阀柱塞在前进位置卡住（MVT） 处理：检查气压、电路有否断线，密封件是否破裂。按需要进行修理。
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