新聞主題	柴油發電機組選型指南

 

摘要：柴油發電機的功率大小主要取決于它為不同啟動方式的用電設備或電器及其數量。除了功率以外，柴油發電機組的選型還應考慮的因素主要有機械與電氣性能、發電機組的用途、負荷的容量與變化范圍、自動化功能等。不管用戶因因何目的采用柴油發電機組進行供電，都必須將其電力需求與柴油發電機的性能指標相匹配。

一、柴發選型的主要考慮因素

1、發電機組的用途

      由于柴油發電機組可用于常用、備用和應急等3種情況，因此不同用途對發電機組的要求就有所區別。

2、負荷容量

      應根據不同用途選擇負荷容量和負荷的變化范圍，確定發電機組的單機容量和備用發電機組容量。

3、使用環境條件

4、柴油機的選擇

      要根據配套的發電機和用途，選擇適用功率的柴油機，結構如圖1所示。

5、發電機與勵磁方式的選擇

      現代大容量發電機有的采用交流勵磁機提供勵磁電流。交流勵磁機也裝在發電機大軸上，它輸出的交流電流經整流后供給發電機轉子勵磁，此時，發電機的勵磁方式屬他勵磁方式，又由于采用靜止的整流裝置，故又稱為他勵靜止勵磁，交流副勵磁機提供勵磁電流。交流副勵磁機可以是永磁機或是具有自勵恒壓裝置的交流發電機。

6、自動化功能的選擇

      自動化柴油發電機組外形和結構如圖2所示。

（1）自動起動：當市電故障（市電缺相，過壓，欠壓，過頻，欠頻）延時，自動起動機組。

（2）自動停機：當市電正常后，機組減載，市電供電，機組空載運行一段時間后自動停機。

（3）自鎖定功能：當機組出現故障后，自動閉鎖起動回路。

（4）自動保護功能：機組三次起動失敗，低油壓，高水溫，過電壓，欠電壓，過載，短路，超速等故障，啟動保護功能。

圖1  柴油發動機機頭示意圖

圖2  柴油發電機組構造示意圖

二、柴發性能指標

      柴油發電機組在所規定的工作條件下，發電機組能以標定工況正常連續運行12h（其中包括過載10％運行1h），且柴油發電機組應無漏油、漏水和漏氣現象。

1．外觀要求

（1）發電機組的界限尺寸及連接尺寸均應符合程序批準的產品圖樣。

（2）發電機組的焊接應牢固，焊縫應均勻，無焊穿、咬邊、夾渣及氣孔等缺陷，焊渣、焊藥應清除干凈；漆膜應均勻，無明顯裂紋和脫落；鍍層應光滑，無漏鍍斑點、銹蝕等現象：發電機組緊固件應不松動。

（3）發電機組的電氣安裝應符合電路圖，發電機組的各導線連接處應有不易脫落的明顯標志。

（4）發電機組應有接地良好的端子。

（5）發電機組標牌內容齊全。

2．絕緣電阻和絕緣強度

（1）絕緣電阻：各獨立電氣回路對地以及回路間的絕緣電阻應大于2MΩ。

（2）絕緣強度：發電機組各獨立電氣回路對地及回路間應能承受交流試驗電壓1min，應無擊穿或閃爍現象。

表1     柴油發電機組絕緣強度承受電壓值

3．散熱系統要求

      合理的散熱系統設計是保證柴油發電機散熱效果的關鍵，良好的散熱能力如圖3所示。在設計過程中，應考慮以下幾個方面：

（1）發電機外殼的材料選擇：選擇具有良好導熱性能的材料，如鋁合金，以提高輻射散熱效果。

（2）散熱部件的布局：合理布置散熱片、散熱管等部件，以增加傳導散熱的效果。

（3）風扇和風道的設計：選擇合適的風扇和設計合理的風道，以提高對流散熱的效果。

4．自動啟動供電和自動停機的可靠性檢查

（1）接自近代或遙控的啟動指令后，發電機組應能自動啟動。

（2）發電機組自動啟動第3次失敗時，應發出啟動失敗信號；設有備用發電機組時，程序啟動系統應能自動地將啟動指令傳遞給另一臺備用發電機組。

（3）從自動啟動指令發出至向負載供電的時間應不超過3min。

（4）發電機組自動啟動成功后，首次加載量應不低于50％標定負載。

（5）接自控或遙控的停機指令后，發電機組應能自動停機；對于與市電電網并用的備用發電機組，當電網恢復正常后，發電機組應能自動切換和自動停機，其停機方式和停機延遲時間應符合產品技術條件規定。

5．柴油機技術指標

（1）在距發電機組柴油機和發電機機體1m處的噪聲聲壓平均值：≤102dB（A）          

（2）燃油消耗率：發電機組標定功率在120<Ne≤600k600kW范圍內，燃油消耗率≤260g/kW·h

（3）機油消耗率：發電機組標定功率＞40kW ，機油消耗≤3.0g/kW

（4）自動啟動成功率不小于99％。

（5）發電機組應能自動向啟動電池充電。

6．控制系統技術指標

      以康明斯發電機組控制系統為例，其控制器外觀如圖4所示。

（1）自動保護功能要求：發電機組應有缺相、短路（不大于250kW）、過電流（大于250kW）、過速、水溫（缸溫）高、油壓低保護。

（2）智能型機組監控內容和接口要求如下：

① 遙控：開/關機、緊急停車、切換主備用發電機組。

② 遙信：工作狀態（運行/停機）、工作方式（自動/手動）、主備用發電機組、過壓、欠壓、過流、頻率/轉速高、水溫高（水冷）、缸體溫度高（風冷）、潤滑油油溫高（風冷）、啟動失敗、過載、充電器故障。

③ 遙測：三相輸出電壓、三相輸出電流、輸出頻率/轉速、冷卻介質溫度或缸體溫度（風冷）、潤滑油油壓、潤滑油油溫（風冷）、啟動電池電壓、輸出功率。

④ 接口：應具有通信接口（RS-232和RS-485/422）并能提供出完整的通信協議。

7、電氣系統要求

（1）相序要求：發電機組控制屏接線端子的相序從控制屏正面看應自左到右或自上到下排列。

（2）發電機組的空載電壓整定范圍不小于95％-105％標定電壓。

（3）在空載標定電壓、標定頻率下，線電壓波形正弦畸變率＜5％。

（4）電壓穩態調整率：≤250kW（±3%）；>250kW（±2%）

（5）電壓瞬態調整率：≤250kW（±20%）；>250kW（±15%）

（6）電壓穩定時間：≤250kW（≤2s）；>250kW（≤15s）

（7）電壓波動率：≤250kW（≤0.8%）；>250kW（≤0.5%）

（8）頻率穩態調整率：≤250kW（≤3%）；>250kW（≤3%）

（9）頻率瞬態調整率：≤250kW（≤9%）；>250kW（≤9%）

（10）頻率穩定時間：≤250kW（≤5s）；>250kW（≤5s）

（11）頻率波動率：≤250kW（≤0.8%）；>250kW（≤0.5%）

（12）發電機組在25％的三相對稱負載下，在任一相再加25％標定相功率的電阻性負載，發電機組應能正常工作，線電壓的最大或最小值與三線電壓平均值之差應不超過三相電壓平均值的5％。

 

圖3  柴油發電機組散熱能力分布圖

圖4  康明斯發電機組原廠控制器PC3.3

 

三、復雜條件下的配置選擇

 

1、安全性方面

（1）密封性

      柴油發電機組無漏油、漏水、漏氣、漏電現象。

（2）接地

      柴油發電機組有良好的接地端子并有明顯的標志。

（3）絕緣電阻

      柴油發電機組各獨立電氣回路對地及回路間的絕緣電阻應不低于表1的規定。

表1    柴油發電機組的絕緣電阻

（4）抗電強度

      柴油發電機組各獨立電氣回路對地及回路間應能承受YD/T502-2007表10規定的、頻率為50Hz的正弦波試驗電壓1min，應無擊穿或飛弧現象。

（5）抗雷擊浪涌能力

      柴油發電機組輸出側應具有防雷裝置，能承受模擬雷擊電流波形8/20μs，幅值為20kA的沖擊5次，每次沖擊間隔為1min，設備仍能正常工作。 防雷裝置具有保護功能。殘壓不高于1500V。

2、遠程監控方面

      柴油發電機組應能通過繼電器干接點實現下列遙控、遙信功能

（1）遙控項目：遙開柴油發電機組；遙關柴油發電機組。

      遙控輸入條件：由遙控設備給出一付接點，正常時開路，遙控時閉合。流過接點的電流不大于100mA，接點接通時間300mS～500mS。

（2）遙信項目：市電中斷、柴油發電機組工作、柴油發電機組故障、充電整流器故障。

      遙信輸出條件：投標人設備提供繼電器干接點，以上狀態發生時接點應閉合。

3、冬季運行方面

（1）機油粘度

一根據起動時的環境溫度選擇機油粘度（SAE級）。

一在低于-10℃時使用時耍縮短換油周期。

（2）柴油

一在0℃以下運行時應使用冬季柴油。

（3）冷卻液

一將水和防凍液按實際使用的最低溫度，調整混合液比例。

（4）其他保養工作

—每周一次將柴油箱底部雜質放掉（卸掉排污塞）。

一如果安裝了油浴式空氣濾清器，根據環境溫度，按機油的使用條件做相應改變。一溫度低于-20℃時，飛輪齒圈上有時要加低溫潤滑脂潤滑（如何必要，拆掉起動馬達)。

（5）冷起動輔助裝置

一在溫度接近或低于冰點時，起動時使用火焰預熱塞。這不僅降低了起動極限溫度，而且在通常不需要冷起動輔助時同樣有用。

4、高溫、高原地區運行方面

      隨著海拔和氣溫的升高，大氣密度會降低，這將影響最大輸出功率、廢氣排放質量和溫度，在特殊情況下還影響到起動性能。在海撥1000米以下，環境溫度不超過30℃，發動機允許在短時間內運行。

（1）如果發動機在更加惡劣的條件（更高的海拔高度或壞境溫度）下運行，就需要減少噴油量，并導致輸出功率下降。

（2）如果對發動機在這種條件下的使用有問題，請與發動機或設備的制造商聯系，為了使用的可靠性、壽命和排氣質量（煙色），有必要考慮降低發動機的輸出功率。

 

總結：

      為了防止停機并最大化柴油發電機的價值，您需要非常謹慎地選擇您的發電機組和供應商。在為工作場地選擇的柴油發電機時，需要所選擇的柴油發電機能夠滿足工作場所需的可靠電力，一般來說，由于不同的場地所需的電力有巨大的差異，因此，應根據具體情況來選擇合適的柴油發電機。例如，為小型商業設施供電的需要與大型施工現場或制造工廠所選的柴油發電機將完全不同。康明斯柴油發電機具有必要負載要求、安全預防措施和創新功能，讓您可以長時間運行發電機而不會出現問題。

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