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柴油發電機容量和額定功率如何確定 |
導讀：對于備用型柴油發電機容量選擇的問題，目前中國國標規定中尚無統一的計算公式。有的用戶簡單地按變壓器容量的10％-20％確定；有的按消防設備的容量全部相加；有的則根據自己單位的意愿選擇，這些方法造成了備用型發電機組容量選擇的不準確性。當然柴發的采購成本也是用戶考慮的重要因素，若容量選擇太大造成一次投資浪費，選擇太小則在應急發電時又滿足不了電力要求。康明斯公司在本文中將柴油發電機組選型方面相關知識進行了簡單總結，希望能給您的日后設備選擇事物中帶來幫助。
一、容量選擇
（1）應急負荷大小、單臺電動機最大啟動容量以及投入順序是確定裝機容量的主要影響因素。如應急負荷較大，可采用多機組并列運行的方式供電，而當用電負荷諧波較大的時候，必須對該因素對發電機組發電能力可能帶來的影響給予充分的重視。
（2）具體的裝機容量的計算方法包括：穩定負荷計算裝機容量、電機啟動過程中負荷為基礎計算裝機容量、啟動過程中發電機母線可承受電壓壓降計算裝機容量。
（3）為了保證電機的順利啟動，備用型發電機組的裝機容量必須和建筑內電動機的功率之間保持高度一致，不然將會導致由于發電機繞組升溫過快或者母線承載能力不足而導致的保護開關動作。
（4）發電機數量應和實際需求保持一致，一般情況下，800KW以下應選用單機供電，而高于800Kw可根據實際情況選擇兩臺或以上機組供電。在多臺機組聯合發點的過程中，應選擇那些型號、規格基本相同的設備，為運行并車的順利進行提供有效支持。高速柴油發電機組以及無刷勵磁交流同步發電機配合自動電壓調整裝置在實際的應用過程中供電效果更為良好。
設備容量統計出來后，根據實際情況選擇需要系數Kx（一般取0.85-0.95），計算出計算容量Pj=KxP∑，備用型柴油發電機組的功率按下式計算
P=kPj／η
式中：P—備用型柴油發電機組的功率kw；
Pj—負荷設備的計算容量kw；
P∑—總負荷kw；
η—發電機并聯運行不均勻系數一般取0.9，單臺取1；
k—可靠系數，一般取1.1。
二、啟動方式選型
（1）帶有自啟動裝置的機組最為合適，這是因為作為備用設備，應保持常備啟動狀態。尤其是在高層建筑中和火災自動報警系統保護對象，一旦出現停電事故，機組能夠快速啟動，在3S內完成整個供電運轉工作。機組在出現停電事故后的3s內自動啟動，啟動時間正常為10S，最長時間不超過15S。當一次啟動失敗之后，將在3S內自動進行第二次啟動，共有三次自啟動功能，總用時不超過30S。發電機輸出主開關合閘供電。市電恢復后，機組延時2-5min不卸載運行5min后主開關自動跳閘，空載冷卻運行 10min后自動停車。
（2）為了保證在實際應用過程中，柴油發電機組的穩定性，設備應具有不同延時錯開啟動功能，當用電重要性相同的情況下，應首先啟動容量大的負荷，這樣可最大限度的保障供電水平。
（3）自啟動機組的操作電源、機組預熱系統、燃料油、潤滑油、冷卻水以及室內環境溫度等均應保證機組隨時啟動。必須有獨立水源，在市電供電停止之后，能夠正常提供供水。
三、冷卻方式的選型
在實際運轉過程中，柴油發電機組往往會產生大量的熱量，尤其是燃燒產生的高溫，如果沒有相應的散熱手段作為支持，其增壓器、外殼工作性能必然受到嚴重的影響。冷卻系統的功用在于，通過油或者水、風循環來帶走各個部件的熱量，從而保證部件的正常工作溫度。當前階段技術水平下，
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水冷閉式循環系統示意圖 |
四、發電機組分類和選型
首先柴油發電機組按自動化功能可分為基本型、自啟動型、微型機自動控制型柴油發電機組。
1、基本型柴油發電機組
這種類型柴油發電機組最為常見，由柴油機、水箱、消聲器、同步交流發電機、控制箱、聯軸器和底盤組成，一般能作為主電源或備用電源。
2、自啟動型柴油發電機組
這種類型柴油發電機組是在基本型機組基礎上增加了全自動控制系統。它具有自動化切換功能，當市電突然停電時，機組能自動啟動，自動切換電源開關、自動送電和自動停機等一些功能；當機組油壓力過底、機油溫度過高或冷卻水溫度過度高時，能自動發出光聲告警信號；當發電機組超速時，能自動緊急停止運行進行保護。
3、微機控制自動化柴油發電機組
這種類型柴油發電機組由性能完善的柴油機、三相無刷同步發電機、燃油自動補給裝置、機油自動補給裝置、冷卻水自動補給裝置的ATS自動控制屏組成、ATS自動控制屏采用可編程自動PLC控制，它除了具有自動啟動、自動切換、自動運行、自動投入和自動停機等功能外，并配有各種故障報警和自動保護裝置。其次按照不同用途分類，可分為備用發電機組、常用發電機組、戰備發電機組和應急發電機組。
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KTA50康明斯柴油發電機組模型圖 |
（1）備用發電機組
在通常情況下用戶所需電力由市電供給，當市電限位電拉閘或其他原因中斷供電時，為保證用戶的基本生產和生活而設置的發電機組。這類發電機組場設在市電供應緊張的工礦企業、醫院、賓館、銀行、機場和電臺等重要用電單位。
（2）常用發電機組
這類發電機組常年運行，一般設在遠離電力網(或稱市電)的地區或工礦企業附近，以滿足這些地方的施工、生產和生活用電。目前在緊急發展比較快的地區，需要建設周期短的常用柴油發電機組來滿足用戶的需求。這類發電機組一般容量較大。
（3）備戰發電機組
這類發電機組是為人防和國防設施供電，平時具有備用發電機組的性質，而在戰時市電被破壞后，則具有常用發電機組的性質。這類發電機組一般安裝在地下，具有一定的防護能力。
（4）應急發電機組
對市電突然中斷將造成重大損失或人身事故的用電設備，常設置應急發電機組對這些設備緊急供電，如高層建筑的消防系統、疏散照明、電梯、自動化生產線的控制系統及重要的通信系統等。這類發電機組需要安裝自啟動柴油發電機組，自動化程度要求較高。
總結：
在柴油發電機組的選擇過程中，主要是以負荷要求為基礎來判斷是否設置柴油發電機組。具體針對一級負荷中的重要負荷用電情況下，可采用柴油發電機組作為補充、應急電源；其次，針對一級負荷用電過程中，由于地理條件、經濟、技術等要素的限制而難以從市電中獲取第二電源的用電情況，也可適當選配柴油發電機組作為補充；第三，大中型商用建筑或者建筑高度超過100m情況下。市電中斷將會帶來巨大的財產損失，并有較大概率造成人身傷害，因此也同樣有必要采用柴油發電機組作為應急電源：最后針對部分難以從市電中獲取電源的二級負荷用電也可適當配置柴油機發電機組。
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