“凡有人烟处,皆有通信塔”,正是中国通信塔的真实写照。目前,中国的通信铁塔站址规模已经超过210万。通信铁塔企业通过与铁路、电网、市政、公安、交通、房地产等 社会 各方广泛合作,形成了千万级的 社会 杆塔资源站址储备。
210多万通信塔汇聚在祖国大地
海量站址资源,为商业模式创新提供了广阔的想象空间。通信铁塔正逐步做“大”共享文章,由服务通信行业的单向共享,扩大到跨行业、跨领域的双向、多向共享,搭建一个可以服务更多行业需求的铁塔生态网络,对存量站址资源二次盘活,创造更大的经济效益和 社会 效益。
那么,目前究竟有哪些跨行业的应用呢?我为你汇总了十大应用场景,涉及到公安、消防、交通、地震、气象、环保等多个行业。以下为我为你一一盘点:
01 应用场景 高低位结合的视频监控
利用铁塔点多面广位置高的特点,采用高位瞭望摄像机进行高空监控,并辅助低位补点视频监控,兼用 5G网络快速部署,形成立体监控网络,为客户提供视频图像、AI智能、传输、电力接入一体化视频服务。
具体对应在的服务包括有:安防监控、森林防火监控、高速路监控、防洪抗台监控、非法采砂监控、水库安全监控等。这些应用已经相当成熟,目前全国的应用也很广泛。
案例1:水利视频监控
截至目前,在山东、甘肃、江西、湖南等28个省市,中国铁塔属地分公司与水利部门进行了深度对接。双方围绕水文监测、水库监控、河道监控、防洪救灾、水利工程监控、水源保护、水质监测等多方面,合作落地400余个项目,取得了明显的经济 社会 效益。
案例2:森林防火
国务委员国家森林草原防灭火指挥部总指挥王永在出席全国森林草原防灭火工作电话会议时表示:各单位部门要抓好源头管控,强化网络化管理和群防群控。加强监测预警和应急力量的准备,及时科学处置突发火情。
显然,在森林草原防火攻坚战中,防火于未“燃”最为重要。相关部门需要把“被动打”变为“主动防”,用物联网、大数据、人工智能等新理念新技术来“武装”自己,促进林草防火从“人防”向数字化、信息化的“技防”转变。
针对森林草原防火的技术需求,可依托铁塔挂高、电源配套和传输资源的优势,建立高点视频监控系统,为林草防火安上一双双“千里眼”,再配合智能图像识别、GIS、热成像等高新技术,这些“千里眼”们可自动捕捉高温区域,实时监控林区草原动态并对火点进行确认。
案例3:高位视频监控,助力防汛抢险
在今年第6号台风“烟花”正面袭击浙江省期间,浙江铁塔快速调配人员,对“烟花”台风路径预测途经的舟山、宁波、绍兴、嘉兴、湖州、台州、杭州等地市做了重点排摸,将防汛抗台重点关注的“江河湖库”“海岸沿线”“城市低洼”等1000多路关键场景高位监控,集中接入省防指中心,供现场省委省政府领导随时调用查看。
浙江省委省政府领导召集各有关厅局负责人,在防汛抗台工作会议实时连线相关市县指挥中心,并现场调取了铁塔高位视频资源,通过高清视频画面对现场险情进行判断,对相关市县防台工作进行重要部署。
浙江铁塔中高点位资源凭借“站得高”“看得远”,有效支撑了浙江防汛指挥调度。
案例4:铁塔助力智慧交通
江苏铁塔开放站址资源、赋能交通,实现人流监测与分流。2019江苏铁塔公司与江苏交通控股有限公司合作,对服务区高空瞭望视频监控,为高速出行提供安全保障。
02 应用场景 环境监测
大气污染的监管和治理一直是环保部门的使命和职责,但大气污染源头精准定位难、监管时效性不足成为治理工作的瓶颈。
利用铁塔位置高、点分布广、点位多的特点,将环保激光雷达部署在铁塔上,可以24小时对周围展开大气监测,实时监测灰霾、查找污染源及记录沙尘等天气过程,并对重污染天气形成的具体原因进行追踪和分析。
利用铁塔部署气象环境监测系统,具有部署周期短、运营成本低、监控高效实时、污染源头定位准确等特点。
03 应用场景 气象监测
利用铁塔具有的电、网、塔、房等优势,铁塔公司与气象局进行合作,可以实现气象监测系统快速部署和应用,并可以降低气象监测的运营成本。
7月14日,云南省普洱市气象局与中国铁塔股份有限公司普洱市分公司座谈,就深化业务合作达成共识。
双方就气象灾害应急响应服务、气象预警信息服务、气象观测设备维护保障、基础资源设施共享等进行交流探讨。双方表示,将进一步完善合作机制,在铁塔、基站等网络基础设施的防雷装置定期检测、雷电灾害风险管控,气象站仪器设备维护维修,乡村防雷工程建设等方面深化合作。
04 应用场景 地震监测
通信铁塔在全国超过210万个的庞大体量,能为地震监测预警设备提供良好的挂载环境,为完善国家的地震监测预警提供助力。
3月18日,中国地震局与中国铁塔股份有限公司(简称“中国铁塔”)签署战略合作协议,重点在地震监测预警基础设施建设、完善重点场景地震安全服务能力等方面开展合作,进一步提升我国地震灾害防治能力。
05 应用场景 智能云广播
通过铁塔安装应急广播系统,可随时随地进行播出任务,如实时喊话、音频文件等。在疫情防控、清明期间的森林防火、突发事件通知等,都可以起到很好的宣传作用。
06 应用场景 专网通信
利用铁塔的丰富的站址资源,对有通信专网建设需求的行业客户提供快速部署网络的服务,为行业客户提供网络规划、网络建设、电力保障、日常维护等服务。如应急系统、物联网等。
2020年,江苏电力利用了江苏铁塔2600多个通信杆塔进行专网建设,节约投资约41亿元,节约土地资源约104亩。
07 应用场景 城市亮化工程
通过将通信铁塔进行亮化改造,让通信铁塔成为美丽的景观塔。
在浙江灵溪,一座座错落分布在灵溪各个地方的铁塔,铁塔周身灯光绚烂,塔体上亮化字体醒目,“浙江美丽南大门 首善之城灵溪”、“浙南明珠 锦绣灵溪”、“实施乡村振兴 建设美好家园”等亮化字体与周边环境交相辉映成一幅优美的画卷,为过往行人带来了新的视觉享受,也让他们深切的感受到家乡发展变化所带来的幸福感。
当然,这样的景观塔在国内还有很多,比如中央广播电视塔、山东省诸城电视塔等,都成为了城市一道亮丽的风景线。
中央广播电视塔
山东诸城电视塔
08 应用场景 高空广告
利用铁塔站址资源,在高速道路、市政道路两侧以及城市乡镇显著位置设置高空广告,为政府、行业客户提供政策宣传、城市宣传、产品宣传等服务。
09 应用场景 无人机巡检续航
无人机在森林防火巡检、河道检查、电力线路巡检、传输线路巡检等飞行过程中,需要进行充电续航。
利用铁塔丰富的站址资源,可以搭建无人机起飞/降落平台,保障无人机的远程遥控起飞/降落及自行充电功能。
这一应用,大大提高了无人机的利用效率,也提升了巡检工作效率,节约了人力成本。
10 应用场景 部署北斗定位站点,提升定位精度
2020年6月23日9时43分,我国在四川西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭成功发射第55颗北斗导航卫星,标志我国北斗卫星应用的新时代开启。
而在北斗天网之外,地面上的地基增强系统对卫星信号受到地形、建筑物遮挡和反射时的额外信息进行了补充。而北斗高精度定位系统地面增强站,主要依托中国铁塔遍布全国的铁塔站址高效部署。
基于点多面广的站址资源,中国铁塔与千寻位置、华大北斗、六分 科技 等企业合作,助力客户构建高精度地面增强网络,提供精确到毫米级的定位服务,这项服务逐步应用到智能导航、精确测量测绘、地质灾害自动化监测等领域。据了解,目前中国铁塔为这些客户复用的站址数量接近5000个,并提供专业高效、响应迅速的运行维护服务。
展 望
通信铁塔正在与我们息息相关的各行各业中发挥着巨大的作用。
除了本文介绍的十大应用场景,通信铁塔还有更多的应用。210多万的通信铁塔站址资源不仅仅是某些企业的资产,它更是国家和人民的财富。如何利用好这些资源,有待 社会 各界的共同努力!
iot是Internet of Things的缩写,意思是物联网。通过射频识别、红外传感器、全球定位系统、激光扫描仪等信息传感器设备,按照约定的协议,将任何物品联网,进行信息交换和通信,实现物品的智能识别、定位、跟踪、监测和管理。
物联网市场增长很快,近三年来数量增长每年翻番,且高度集中在头部平台企业市场。目前全球有超过 600 多家物联网平台公司,主要可以区分为通信厂商、互联网厂商、IT 厂商、工业厂商、物联网厂商、新锐企业。
通信厂商主要包括运营商和通信设备供应商。如ctwing物联网市场,联通物联,中移物联,主要特点是汇聚电信能力和互联能力,向合作伙伴提供统一规范的服务。以ctwing为例,将物联网与5G、AI 、边缘计算、区块链、大数据等新技术深度融合,并基于中国电信CTWing50打造的物联网一站式购物平台,成为中国电信物联网产业生态的汇集地,提供丰富的5G、芯片模组、应急消防、安防监控、追踪定位、智慧能源、智慧农业、智慧养老等细分行业的产品服务,为合作伙伴提供产品快速上架通达省市的渠道。
互联网厂商主要包括阿里巴巴、腾讯、百度、京东等企业,这类企业在生态构筑和 AI 技术上有优势。如阿里云 提供云管边端等基础产品接入及技术赋能、行业解决方案合作与实施、软硬件销售、营销推广、需求对接等快速商业变现通道。
IT 厂商主要包括浪潮、IBM、中国通服等企业,这类企业在 IT 方面有深刻理解。如用友利用物联网、AI、数字孪生等技术搭建的平台,拥有精智物联平台、精智云盒、精智时序数据库YonTimesDB+流式计算引擎、精智数据魔方、精智工业大脑等产品。
工业厂商则包括富士康、三一集团、施耐德电气、西门子、徐工集团等工业企业为主,平台以工业垂直能力为主。如通用电气是连接机器、数据、人员以及其他资产,使用分布式计算、大数据分析、资产数据管理和 M2M 通信的领先技术,提供广泛的工业微服务,使企业能够提供生产力。
物联网厂商平台主要根植于物联网时代,为物联网而生的平台企业,主要包括创通联达、联想懂的通信、涂鸦智能、小匠物联、萤石云等。如联想采用互联网云平台架构设计,依托物联网、机器视觉识别等技术,接入感知设备采集用户侧数据,建立统一的数据中心和设备管理中心,形成统一的应用服务中台,提升了设备状态感知。
新锐企业大多由 IT、OT、CT 领域经验丰富的专家建立,往往专注在某个领域。如瀚云工业物联网平台面向制造业数字化、网络化、智能化需求,构建基于海量数据采集、汇聚、分析的服务体系,支撑制造资源泛在连接、d性供给、高效配置。
智慧路灯是智慧共享杆的一部分。智慧路灯是在传统的路灯基础上增加单灯控制器等元器件,让路灯成为可以远程调光,按需照明,智能调节亮度,自动监测状态的智慧路灯。而智慧共享杆除了智慧照明,还可以进行环境监测,共享杆搭载温湿度、噪音、风向等多种传感器,从而实现环境、气象等智能监测;或者进行智慧发布,智慧共享杆带有高清显示屏,可以将视频、图文信息实时发布,定向推送环境、交通、政务等城市综合信息。另外,还会有:城市WiFi、智慧安防、智慧广播等,有些还配有智慧充电桩,方便汽车充电。希望可以帮到你。经历近2年迭代、优化和测试,6月2日,华为HarmonyOS 20终于如约而至。
随着余承东宣布多款设备正式开放升级至鸿蒙 *** 作系统,华为正式迎来属于自己的软件 *** 作系统时代。
乐观估计,近两年内,将有3亿设备搭载鸿蒙 *** 作系统,除了华为自家的手机、手表、电脑、智慧屏等设备,美的、九阳、老板电器等诸多家居品牌也将给鸿蒙带来近1亿的用户。如此声势浩大、迅猛的发展速度,恐怕没有同类厂商能够望其项背。
使国人骄傲的是,中国终于有了自己的手机 *** 作系统,从此可以挺直腰杆,不用担心被国外卡脖子了。于是,很多人不禁欢欣鼓舞。
从 *** 作演示看,流畅而又顺滑的体验,几乎零成本的学习压力,也让鸿蒙看起来颇具竞争优势。
然而,在另一些人看来,安卓和ios二分天下的格局下,强大又自带“国辉”如华为,也未见得能够赢得自己的一席之地,华为此举更多是无奈之下的绝地求生。因此,看衰的声音也不少。前阵子沸沸扬扬的OPPO公关总监对鸿蒙系统的公开咒骂便是典型例子。
当然,除了不看好,友商的忌惮也不可忽视。
硬件已经被华为打怕了,如果软件再受制于华为,那么未来自己将更加被动。因此,我们可以发现,除了魅族和荣耀公开宣布将升级鸿蒙 *** 作系统,OV、小米等厂商均保持了沉默和观望的姿态。
在很多人看来,鸿蒙不过是第三个手机 *** 作系统,未来必然要跟安卓和ios系统相互竞争。考虑到华为当前的处境,仅有国人的支持,似乎不足以促成鸿蒙软件生态的蓬勃发展。当初诺基亚、微软纷纷采取搭建手机 *** 作系统的方式进入市场,结果纷纷败下阵来。有两大巨头的前车之鉴,鸿蒙凭什么能成功呢?
如果跳出手机行业,从物联网的角度思考问题的话,或许我们便会豁然开朗:华为当初说鸿蒙系统是为物联网而生的,手机也好、平板也罢,都不过是一个终端。从这个意义上看,鸿蒙是下一代 *** 作系统,远比安卓、ios等手机 *** 作系统站得更高、想得更远。维度不同,成功的概率反而可能大增,毕竟随着5G发展,物联网已经越来越融入普通人的生活当中。
而从演示中,我们也很容易对未来的智能生活产生向往。就像当初智能家居或智慧城市带给人的想象一样,通过打通各类 *** 作终端,合N为一,鸿蒙有可能颠覆现有的产业格局,带来超乎想象的万物互联的未来生活。而这也是很多人欢欣鼓舞,并看好鸿蒙未来的信心所在。
大家都知道搭建 *** 作系统很容易,难在形成生态,鸿蒙其实面临同样的问题。虽然华为声称有上千万台第三方产品支持鸿蒙,且得到国内诸多主流APP的支持,但单凭一己之力,恐怕很难成功。
除了重金邀请开发者进入,华为还需要敞开怀抱,欢迎和接纳众多3C、智能家居等友商进来,并制定符合各方利益和诉求的公约,避免各方有所忌惮,将来扯皮。
说白了,对行业来说,他们其实希望鸿蒙系统归中立第三方所有,避免华为既是运动员,又是裁判员的情况发生。在这方面,华为过往的强势作风,似乎很难让人放心。
如何取信于人,得到业内的一致拥护,其实是华为未来需要重点解决的问题。
鸿蒙的未来是星辰大海,我们希望它能成,当然也不只是商业上的成功,更是人心上的成功。物联网就是通过信息传感设备,按照约定的协议,把任何物品与互联网连接起来,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
通俗地讲,物联网就是“物物相连的互联网”,它包含两层含义:
第一,物联网是互联网的延伸和扩展,其核心和基础仍然是互联网;
第二,物联网的用户端不仅包括人,还包括物品,物联网实现了人与物品及物品之间信息的交换和通信。
物联网作为新一代信息技术的高度集成和综合运用,具有渗透性强、带动作用大、综合效益好的特点,是继计算机、互联网、移动通信网之后信息产业发展的又一推动者。津云新闻讯:记者从12月24日中新生态城新闻发布会获悉,为贯彻落实党的十九届五中全会精神,加快建设新型基础设施,着力提升创新策源能力,中新天津生态城谋划了一批“十四五”新基建重点项目,项目投资额占比将达到“十四五”固定资产投资的20%。
据悉,生态城首批新型基础设施建设项目共32个,项目总投资达300亿元,北方大数据交易中心、CIM平台、智慧学校、智慧医疗、光电芯片中心、普洛斯“AI+”智能物流产业园、新能源智能网联汽车等一批新项目将启动建设,与此同时,城市大脑、智慧交通、智慧小区、智慧能源小镇、智慧图书馆、智能充电桩等一系列已落地项目也在不断完善中。
下一步, 生态城将通过持续增添应用模块,进一步强化城市大脑的云调度功能,实现突发事件快速响应,让城市高效运行。合理布局5G、窄带物联网等网络设施,累计建成约200个5G基站,实现住宅、公建及产业楼宇全域覆盖。布设覆盖市政、交通、环境、能源等领域的智能传感器,计划建成约30万个神经元感知节点,让全感知终端渗透生态城全域,为智慧城市建设提供基础。搭建生态城大数据管理平台,为数据开放、数据交换和数据增值,形成城市数据底座。建立CIM城市信息模型平台,在BIM建筑信息模型平台的基础上,进一步整合国土空间规划、土地权属、建筑能耗、海绵城市监控、地下管线维护等数据,实现智慧城市规划管理的多规合一。
“十四五”期间,生态城还将打造百个新型应用场景。在智慧能源方面,将建设多场景应用联合调控虚拟电厂和城市能源大数据中心;在智慧小区建设方面,以已有的吉宝季景峰阁智慧小区为示范,在50余个住宅小区逐步试点建设1—4个星级智慧小区,改造5个3星级以上的小区。在智慧教育方面,建设生态城教育云平台和大数据承载平台,实现智慧校园管理和教育教学。在智慧医疗方面,搭建统一的智慧医疗信息监管平台,对区内医疗资源、公共卫生服务资源、防疫资源进行统筹,促进医联体成员单位相互协作。在智慧旅游方面,贯穿游客集散中心、游客服务站、智能服务点、智能服务终端,搭建四级智慧旅游体系,丰富游客智游体验。在无废城市建设方面,建成北部气力输送系统、固废信息化平台、可再生能源循环利用工程,建成50个“无废细胞”,在固废管理、资源利用方面持续发挥先行先试作用。
一方面,预留生态城“5G+AI”应用场景对外接口,创造开放环境,吸引智能科技企业。另一方面,围绕 5G上下游,培育引进教育培训、工业维护、零售展示等相关领域开发企业,延展新基建所衍生的产业链条。生态城还将借力制造业数字化进程,以移动互联网、物联网、大数据、云计算、区块链等新一代信息技术为支撑,加快打造跨行业跨领域的产业互联网平台。
此外,为撬动市场化投资主体参与建设,为新基建提供资金支持,生态城将充分发挥政府投资的杠杆效应,积极争取地方政府专项债券、中央预算资金支持,运用政府购买服务、PPP等方式,撬动社会资本加大新基建投入力度。第一题:A
第二题:A
第三题:C
发电机通常由定子、转子、端盖机座及轴承等部件构成。
定子由机座定子铁芯、线包绕组、以及固定这些部分的其他结构件组成。
转子由转子铁芯(有磁扼磁极绕组)滑环、(又称铜环集电环)风扇及转轴等部件组成。
由轴承及端盖将发电机的定子,转子连接组装起来,使转子能在定子中旋转,做切割磁力线的运动,从而产生感应电势,通过接线端子引出,接在回路中,便产生了电流。
汽轮发电机 与汽轮机配套的发电机。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 12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,这将在汽轮发电机发展史上产生一个新的飞跃。
[编辑本段]3柴油发电机
柴油发电机 由内燃机驱动的发电机。它起动迅速, *** 作方便。但内燃机发电成本较高,所以柴油发电机组主要用作应急备用电源,或在流动电站和一些大电网还没有到达的地区使用。柴油发电机转速通常在1000转/分以下,容量在几千瓦到几千千瓦之间,尤以200千瓦以下的机组应用较多。它制造比较简单。柴油机轴上输出的转矩呈周期性脉动,所以发电机是在剧烈振动的条件下工作。因此,柴油发电机的结构部件,特别是转轴要有足够的强度和刚度,以防止这些部件因振动而断裂。此外,为防止因转矩脉动而引起发电机旋转角速度不均匀,造成电压波动,引起灯光闪烁,柴油发电机的转子也要求有较大的转动惯量,而且应使轴系的固有扭振频率与柴油机的转矩脉动中任一交变分量的频率相差20%以上,以免发生共振,造成断轴事故。
柴油发电机组主要由柴油机、发电机和控制系统组成,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,目前使用刚性连接比较多一些,柴油机和发电机连接好后安装在公共底架上,然后配上各种传感器,如水温传感器,通过这些传感器,把柴油机的运行状态显示给 *** 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时控制系统会预先报警,这个时候如果 *** 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机组本身的控制系统。
[编辑本段]4柴油发电机原理
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’。各汽缸按一定柴油发电机顺序依次作功,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。
柴油发电机组是一种独立的发电设备,系指以柴油等为燃料,以柴油机为原动机带动发电机发电的动力机械。整套机组一般由柴油机、发电机、控制箱、燃油箱、起动和控制用蓄电瓶、保护装置、应急柜等部件组成。整体可以固定在基础上,定位使用,亦可装在拖车上,供移动使用。 柴油发电机组属非连续运行发电设备,若连续运行超过12h,其输出功率将低于额定功率约90%。 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 *** 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。同时这种小型的发电机组也可以作为小型的移动电站使用,成为很多企业的后备电源使用。
[编辑本段]5类型
由于一次能源形态的不同,可以制成不同的发电机。
利用水利资源和水轮机配合,可以制成水轮发电机;由于水库容量和水头落差高低不同,可以制成容量和转速各异的水轮发电机。
利用煤、石油等资源,和锅炉,涡轮蒸汽机配合,可以制成汽轮发电机,这种发电机多为高速电机(3000rpm)。
此外还有利用风能、原子能、地热、潮汐等能量的各类发电机。
此外,由于发电机工作原理不同又分作直流发电机,异步发电机和同步发电机。目前在广泛使用的大型发电机都是同步发电机。
[编辑本段]6滚筒直流发电机使用注意事项
1、购买和使用发电机,应当符合铭牌上的技术要求,如电压,功率和额定输出电流等。例如用于丰收—27型拖拉机,东方红—40型拖拉机等,常用150瓦发电机,额定输出电流为13安;用于铁牛—55型拖拉机常用220瓦发电机,额定输出电流为18安。
2、用于拖拉机上的发电机通常为并激式,也就是说发电机激磁线圈是并联的,所以,总要有一端通过机壳与电枢线圈是并联的,所以,总要有一端通过机壳与电枢线圈相接。若激磁线圈在发电机内通过机壳与电枢线圈相接叫内搭铁(图5—1),即叫“内搭铁发电机”;若激磁线圈在发电机外通过调节器搭铁(图5—2),即叫“外搭铁发电机”。国产拖拉机目前使用的直流发电机均为内搭铁。在接线时,一定要将激磁线圈的引出线与搭铁的碳刷架相接,激磁线圈便无电流通过,发电机不会发电。另外有些进口的拖拉机上使用外搭铁发电机,如果改为内搭铁发电机,只要调换发电机激磁线圈抽头接线即可。
3、发电机壳上两个接线柱,一般均有“电枢”“磁场”字样注明。如文字标注不清,可用下述方法识别。
1) 电枢接线柱:直径较粗;是接在绝缘的刷架上。
2) 磁场接线柱:直径较细;磁场线圈一个端头就按在上面。
4 、在拖拉机上的发电机是由发动机带动的,所以转动方向是一定的,在检修时若将发电机反向旋转就不发电,这是因为正转时电枢线圈在磁场的作用下感应出的电流经调节器与激磁线圈相通。激磁线圈通电后的磁场方向与铁芯剩磁方向相同,因而磁场不断增强,电压迅速升高。反转时电流方向与正转时相反,使激磁线圈通电后的磁场方向与铁芯剩磁方向相反,磁场越来越弱,使发电机不能发电。
5、当发电机电枢不经负载短路时,发电场是不会烧坏的。这是因为拖拉机上使用的直流发电机均为并激式。发电机于额定功率下工作时,电枢绕组产生的电流大部分输向外电路,小部分输入激磁绕组产生磁场。当电枢接线柱与机壳短路时,发电机电流迅速增大,此时在电机内产生很大的压降和强烈的电枢反应,使输出的电压急剧下降,激磁电流迅速消失,发电机电压趋近于零。因此,当电枢接线柱与机壳短路时不会烧坏发电机。
6、在使用中有时发现发电机极性突然改变的现象(即发出的电流方向改变)。这是因为输出电流骤然增大时,电机内部强烈的电枢反应使铁芯剩磁方向改变而引起。遇到这种情况必须将其改变过来,才能使充电电路正常工作。改变的方法是:将蓄电池正极与机壳连接,负极与磁场接线柱相触2—3秒,即能改变磁极铁芯的剩磁方向。(在正极搭铁的系统中)。有时,在检修中用蓄电池做电源,用跳火花法检查激磁线圈故障时,如不注意连接的极性,把蓄电池负极当成搭铁极,改变了激磁线圈的电流方向,从而使铁芯剩磁方向改变了。由于剩磁方向的改变,则发电机电压极性也随之改变。这是应当注意的。
7、一般的直流发电机整流子铜片间的云母片都低于铜片。这是因为铜片比云母片磨损速度快,使用一段时间云母片就会高出整流子铜片,使碳刷悬空。这样整流子和碳刷之间就会出现强烈火花。为避免此现象,整流子车光后应用锯片将云母割低于整流子铜片08毫米左右。但有的直流发电机如ZF—28型和ZF—33型,整流子铜片间采用人工云母,它与铜片磨损速度相近,故出厂时未将云母片割低,检修这种发电机就不需割低。
[编辑本段]7、同步发电机
作发电机运行的同步电机。是一种最常用的交流发电机。在现代电力工业中,它广泛用于水力发电、火力发电、核能发电以及柴油机发电。由于同步发电机一般采用直流励磁,当其单机独立运行时,通过调节励磁电流,能方便地调节发电机的电压。若并入电网运行,因电压由电网决定,不能改变,此时调节励磁电流的结果是调节了电机的功率因数和无功功率。
同步发电机的定子、转子结构与同步电机相同,一般采用三相形式,只在某些小型同步发电机中电枢绕组采用单相。
工作特性 表征同步发电机性能的主要是空载特性和负载运行特性。这些特性是用户选用发电机的重要依据。
空载特性 发电机不接负载时,电枢电流为零,称为空载运行。此时电机定子的三相绕组只有励磁电流If感生出的空载电动势E0(三相对称),其大小随If的增大而增加。但是,由于电机磁路铁心有饱和现象,所以两者不成正比(图1)。反映空载电动势E0与励磁电流If关系的曲线称为同步发电机的空载特性。
电枢反应 当发电机接上对称负载后,电枢绕组中的三相电流会产生另一个旋转磁场,称电枢反应磁场。其转速正好与转子的转速相等,两者同步旋转。
同步发电机的电枢反应磁场与转子励磁磁场均可近似地认为都按正弦规律分布。它们之间的空间相位差取决于空载电动势E0与电枢电流I之间的时间相位差。电枢反应磁场还与负载情况有关。当发电机的负载为电感性时,电枢反应磁场起去磁作用,会导致发电机的电压降低;当负载呈电容性时,电枢反应磁场起助磁作用,会使发电机的输出电压升高。
负载运行特性 主要指外特性和调整特性。外特性是当转速为额定值、励磁电流和负载功率因数为常数时,发电机端电压U与负载电流I之间的关系,如图2所示。调整特性是转速和端电压为额定值、负载功率因数为常数时,励磁电流If与负载电流I之间的关系,如图3所示。图2中还显示出电阻性、电容性和电感性3种负载的情况。由于电枢反应磁场影响的不同,三者的曲线也不一样。在外特性中,从空载到额定负载时电压的变化程度称为电压变化率△U,常用百分数表示为
同步发电机的电压变化率约为20~40%。一般工业和家用负载都要求电压保持基本不变。为此,随着负载电流的增大,必须相应地调整励磁电流。图3所示为 3种不同性质负载下的调整特性。虽然调整特性的变化趋势与外特性正好相反,对于感性和纯电阻性负载,它是上升的,而在容性负载下,一般是下降的。
结构和分类 同步发电机的结构按其转速分为高速和低(中)速两种。前者多用于火电厂和核电站;后者多与低速水轮机或柴油机联动。在结构上,高速同步发电机多用隐极式转子,低(中)速同步发电机多用凸极式转子。
高速同步发电机 因大多数发电机与原动机同轴联动,火电厂都用高速汽轮机作原动机,所以汽轮发电机通常用高转速的2极电机,其转速达3000转/分(在电网频率为60赫时,为3600转/分)。核电站多用4极电机,转速为1500转/分(当电网频率为60赫时,为1800转/分)。为适应高速、高功率要求,高速同步发电机在结构上一是采用隐极式转子,二是设置专门的冷却系统。
①隐极式转子:外表呈圆柱形,在圆柱表面开槽以安放直流励磁绕组,并用金属槽楔固紧,使电机具有均匀的气隙。由于高速旋转时巨大的离心力,要求转子有很高的机械强度。隐极式转子一般由高强度合金钢整块锻成,槽形一般为开口形,以便安装励磁绕组。在每一个极距内约有1/3部分不开槽,形成大齿;其余部分的齿较窄,称做小齿。大齿中心即为转子磁极的中心。有时大齿也开一些较小的通风槽,但不嵌放绕组;有时还在嵌线槽底部铣出窄而浅的小槽作为通风槽。隐极式转子在转子本体轴向两端还装有金属的护环和中心环。护环是由高强度合金制成的厚壁圆筒,用以保护励磁绕组端部不至被巨大的离心力甩出;中心环用以防止绕组端部的轴向移动,并支撑护环。此外,为了把励磁电流通入励磁绕组,在电机轴上还装有集电环和电刷。
②冷却系统:由于电机中能量损耗和电机的体积成正比,它的量级与电机线度量级的三次方成比例,而电机散热面的量级只是电机线度量级的二次方。因此,当电机尺寸增大时(受材料限制,增大电机容量就得加大其尺寸),电机每单位表面上需要散发的热量就会增加,电机的温升将会提高。在高速汽轮发电机中,离心力将使转子表面和转子中心孔表面产生巨大的切向应力,转子直径越大,这种应力也越大。因此,在锻件材料允许的应力极限范围内,2极汽轮发电机的转子本体直径不能超过1250毫米。大型汽轮发电机要增大单机容量,只有靠增加转子本体的长度(即用细长的转子)和提高电磁负荷来解决。目前,转子长度可达8米,已接近极限。要继续提高单机容量,只能是提高电机的电磁负荷。这使大型汽轮发电机的发热和冷却问题变得特别突出。为此,已研制出多种冷却系统。 对于50000千瓦以下的汽轮发电机,多采用闭路空气冷却系统,用电机内的风扇吹拂发热部件降温。对于容量为5~60万千瓦的发电机,广泛使用氢冷。氢气(纯度99%)的散热性能比空气好,用它来取代空气不仅散热效果好,而且可使电机的通风摩擦损耗大为降低,从而能显著提高发电机的效率。但是,采用氢冷必须有防爆和防漏措施,这使电机结构更为复杂,也增加了电极材料的消耗和成本。此外,还可采用液体介质冷却,例如水的相对冷却能力为空气的50倍,带走同样的热量,所需水的流量比空气小得多。因此,在线圈里采用一部分空心导线,导线中通水冷却,就可以大大降低电机温升,延缓绝缘老化,增长电机寿命。1956年,英国首创第一台12000千瓦定子线圈水内冷汽轮发电机。1958年,中国由浙江大学、上海电机厂首先研制成第一台定、转子线圈都采用水内冷的 12000千瓦双水内冷汽轮发电机,为这种冷却方式奠定了基础。世界一些国家在大容量电机中也广泛采用水内冷技术,并制造出了几十万到一百多万千瓦的巨型发电机。除了水冷外,液体冷却介质还可使用变压器油,其相对导热能力约为水的40%,绝缘性能好,可将发电机额定电压提高到几万伏,从而节约了升压变压器的投资。近年来,还在研究用氟利昂作为冷却介质的蒸发冷却技术。氟利昂绝缘好,很容易气化,利用其气化潜热来冷却电机,是一种有意义的探索方向。
低速同步发电机 多数由较低速度的水轮机或柴油机驱动。电机磁极数由4极到60极,甚至更多。对应的转速为1500~100转/分及以下。由于转速较低,一般都采用对材料和制造工艺要求较低的凸极式转子。
凸极式转子的每个磁极常由1~2毫米厚的钢板叠成,用铆钉装成整体,磁极上套有励磁绕组(图4)。励磁绕组通常用扁铜线绕制而成。磁极的极靴上还常装有阻尼绕组。它是一个由极靴阻尼槽中的裸铜条和焊在两端的铜环形成的一个短接回路。磁极固定在转子磁轭上,磁轭由铸钢铸成。凸极式转子可分为卧式和立式两类。大多数同步电动机、同步调相机和内燃机或冲击式水轮机拖动的发电机,都采用卧式结构;低速、大容量水轮发电机则采用立式结构。
卧式同步电机的转子主要由主磁极、磁轭、励磁绕组、集电环和转轴等组成。其定子结构与异步电机相似。立式结构必须用推力轴承承担机组转动部分的重力和水向下的压力。大容量水轮发电机中,此力可高达四、五十兆牛(约相当于四、五千吨物体的重力),所以这种推力轴承的结构复杂,加工工艺和安装要求都很高。按照推力轴承的安放位置,立式水轮发电机分为悬吊式和伞式两种。悬吊式的推力轴承放在上机架的上部或中部,在转速较高、转子直径与铁心长度的比值较小时,机械上运行较稳定。伞式的推力轴承放在转子下部的下机架上或水轮机顶盖上。负重机架是尺寸较小的下机架,可节约大量钢材,并能降低从机座基础算起的发电机和厂房高度。
同步发电机的并联运行 同步发电机绝大多数是并联运行,并网发电的。各并联运行的同步发电机必须频率、电压的大小和相位都保持一致。否则,并联合闸的瞬间,各发电机之间会产生内部环流,引起扰动,严重时甚至会使发电机遭受破坏。但是,两台发电机在投入并联运行以前,一般说来它们的频率与电压的大小和相位是不会完全相同的。为了使同步发电机能投入并联运行,首先必须有一个同步并列的过程。同步并列的方法可分为准同步和自同步两种。同步发电机在投入并联运行以后,各机负载的分配决定于发电机的转速特性。通过调节原动机的调速器,改变发电机组的转速特性,即可改变各发电机的负载分配,控制各发电机的发电功率。而通过调节各发电机的励磁电流,可以改变各发电机无功功率分配和调节电网的电压。
准同步并列 将已加励磁的待投运发电机通过调节其原动机的转速和改变该发电机的励磁,使其和运行中的发电机的频率差不超过01~05%。在两机电压相位差不超过10°的瞬间进行合闸并联,两者即可自动牵入同步运行。准同步并列的 *** 作可以手动,也可以借自动装置完成。
自同步并列 把待投入并联的发电机转速调到接近电网的同步转速,在未加励磁的条件下就合闸并联,然后再加入励磁,依靠发电机和电网之间出现的环流及相应产生的电磁转矩把发电机迅速牵入同步。采用自同步并列时,由于减少了调节发电机转速、电压和选择合闸瞬间所需的时间,所以并列的过程较快,特别适宜于电力系统事故情况下机组的紧急投入。但是此法在并列合闸瞬间的电流冲击比较大,会使电网电压短时下降,电机绕组端部承受较大的电磁力。
8交流发电机的输出电压精度差时如何解决?
在日常生活中我们用交流发电机来供用电设备使用时,常发生用电设备不能正常工作的情况,其原因是发电机输出的交流电不够稳定,这时候需要电力稳压器来稳定电压,也就是我们日常生活中常用到的交流稳压电源,交流稳压电源能使发电机的输出电压精度稳定到我们用电设备正常工作所允许的范围。
[编辑本段]9异步发电机
[6]异步发电机又称“感应发电机”。利用定子与转子间气隙旋转磁场与转子绕组中感应电流相互作用的一种交流发电机。其转子的转向和旋转磁场的转向相同,但转速略高于旋转磁场的同步转速。常用作小功率水轮发电机。
交流励磁发电机又被人们称之为双馈发电机
三相异步电动机
交流励磁发电机由于转子方采用交流电压励磁,使其具有灵活的运行方式,在解决电站持续工频过电压、变速恒频发电、抽水蓄能电站电动-发电机组的调速等问题方面有着传统同步发电机无法比拟的优越性。交流励磁发电机主要的运行方式有以下三种:1) 运行于变速恒频方式;2) 运行于无功大范围调节的方式;3) 运行于发电-电动方式。
随着电力系统输电电压的提高,线路的增长, 当线路的传输功率低于自然功率时,线路和电站将出现持续的工频过电压为改善系统的运行特性, 不少技术先进的国家,在6"世纪A"年代初开始研究异步发电机在大电力系统中的应用问题,并认为大系统采用异步发电机后,可提高系统的稳定性, 可靠性和运行的经济性
[编辑本段][3]发电机的发展前景
全国水电供应因多方原因出现了严重紧缺,用电受到一定程度限制,而近几年,正是我国工业经济快速发展的时期,众多企业都纷纷加足马力投入大规模生产;其次是前两年众多厂家购买发电机是为了应急,在购买时没有长远打算,而事过境迁所购的小型发电机已适应不了新需求,在此情况下,更新换代的发电机也占了很大一部分;再者就是机电产品每年的出口量都在递增,水泵和发电机的市场空间在近几年内还会很大。正是在三方因素的促进下,五金城水泵和发电机市场又一次迎来了新的发展机遇。[1]
目前最具发展前景的是风力发电机。
风能作为一种清洁的可再生能源,越来越受到世界各国的重视。其蕴藏量巨大,全球风能资源总量约为274×109MW,其中可利用的风能为2×107MW。中国风能储量很大、分布面广,仅陆地上的风能储量就有约253亿千瓦,开发利用潜力巨大。
随着全球经济的发展,风能市场也迅速发展起来。2007年全球风能装机总量为9万兆瓦,2008年全球风电增长288%,2008年底全球累计风电装机容量已超过了1208万兆瓦,相当于减排158亿吨二氧化碳。随着技术进步和环保事业的发展,风能发电在商业上将完全可以与燃煤发电竞争。
“十五”期间,中国的并网风电得到迅速发展。2006年,中国风电累计装机容量已经达到260万千瓦,成为继欧洲、美国和印度之后发展风力发电的主要市场之一。2007年以来,中国风电产业规模延续暴发式增长态势。2008年中国新增风电装机容量达到71902万千瓦,新增装机容量增长率达到1084%,累计装机容量跃过1300万千瓦大关,达到132422万千瓦。内蒙古、新疆、辽宁、山东、广东等地风能资源丰富,风电产业发展较快。
进入2008年下半年以来,受国际宏观形势影响,中国经济发展速度趋缓。为有力拉动内需,保持经济社会平稳较快发展,政府加大了对交通、能源领域的固定资产投资力度,支持和鼓励可再生能源发展。作为节能环保的新能源,风电产业赢得历史性发展机遇,在金融危机肆虐的不利环境中逆市上扬,发展势头迅猛,截止到2009年初,全国已有25个省份、直辖市、自治区具有风电装机。
中国风力等新能源[5]的发展前景十分广阔,预计未来很长一段时间都将保持高速发展,同时盈利能力也将随着技术的逐渐成熟稳步提升。随着中国风电装机的国产化和发电的规模化,风电成本可望再降。因此风电开始成为越来越多投资者的逐金之地。风电场建设、并网发电、风电设备制造等领域成为投资热点,市场前景看好。2009年风电行业的利润总额仍将保持高速增长,经过2009年的高速增长,预计2010、2011年增速会稍有回落,但增长速度也将达到60%以上。2010年全国累计风电装机容量有望突破2000万千瓦,提前实现2020年的规划目标。
[编辑本段]发电机的种类
发电机的种类有很多种。从原理上分为同步发电机、异步发电机、单相发电机、三相发电机。从产生方式上分为汽轮发电机、水轮发电机、柴油发电机、汽油发电机等。从能源上分为火力发电机、水力发电机等。
[编辑本段]发电机的类型
[4]由于一次能源形态的不同,可以制成不同的发电机。
利用水利资源和水轮机配合,可以制成水轮发电机;由于水库容量和水头落差高低不同,可以制成容量和转速各异的水轮发电机。利用煤、石油等资源,和锅炉,涡轮蒸汽机配合,可以制成汽轮发电机,这种发电机多为高速电机(3000rpm)。此外还有利用风能、原子能、地热、潮汐等能量的各类发电机。利用柴油、汽油等资源作为能源的柴油、汽油发电机用得比较广泛。此外,由于发电机工作原理不同又分作直流发电机,异步发电机和同步发电机。目前在广泛使用的大型发电机都是同步发电机。
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