新聞主題	柴油發電機組的總體技術要求

 

摘要：柴油發電機組選用的功率定額種類在國內大部分廠家通常標定為持續功率、基本功率（標定功率、額定功率）、限時運行功率、應急備用功率，其功率特性對于不同需求的用戶有著不同的匹配機制。除此之外，設備快速性、可靠性、安全性、節能環保和可持續性是用戶選擇柴油發電機組最看重的關鍵因素。因此，康明斯公司在本文中所述的參數及技術要求包含了柴油發電機組關鍵性能指標，同時分別介紹了柴油發電機組各部件及附屬設備的基本要求。

 

一、柴發機組及附屬設備要求

 

1、整機組的附屬設備要求

① 整套柴油發電機組，包括散熱器、冷卻風機（扇）、濾清器、減振器、底座等，結構如圖1所示；

② 包括所有附屬和控制設備的控制屏以提供完整的操作系統；

③ 直流電啟動系統；

④ 發電機組控制屏到冷卻風機（扇）控制屏的供電電纜及相應控制電纜；

⑤ 全套燃料輸送系統，包括日用油箱、輸送管濾污閥、閥門和需用的供油泵；

⑥ 發電機房的降噪，安裝如圖2所示；

⑦ 發電機房內的保護接地；

⑧ 機房內低壓配電柜及由發電機組控制屏至配電柜的電纜、橋架等；

⑨ 完整的排氣系統及相應保溫，包括所有的消聲器、懸掛裝置和熱絕緣。

 

圖1  柴油發電機組結構外觀（不帶散熱器）

圖2  柴油發電機房安裝平面圖

 

 

2、交流發電機要求

      以康明斯公司生產的斯坦福發電機為例，外形與展開圖如圖3、圖4所示。

① 降低額定輸出因子（由于海拔高度、環境溫度、功率因數等影響）；

② 沖擊負荷；

③ 瞬變電壓下降；

④ 暫時過負荷；

⑤ 再生功率；

⑥ 整流負荷；

⑦ 各相負荷不平衡；

⑧ 由于電壓調整系統間相互影響而引起的不穩定（例如發電設備的自動電壓調整系統與不間斷供電設備）。

      除上述各因素外，發電設備的連續額定容量須不小于用戶的要求。

 

圖3  斯坦福發電機外形示意圖

圖4  無刷同步勵磁發電機結構展開圖

 

3、控制和保護系統要求

（1）發電機組發生輕微故障（如冷卻水溫高、機油溫度高、機油壓力低、過負荷、3次起動失敗、起動電池容量過低等），發出聲、光報警，并允許手動停車。

（2）發電機組發生嚴重故障（如冷卻水溫過高、機油溫度過高、機油壓力過低、超速、電壓過低或過高等），使發動機處于預定的危險階段時，應立即停車，并發出聲、光報警信號。

（3）日用油箱中的低油位開關，當油箱內容量降低至20％、50％時發出警報信號；若條件允許可實現自動注油。

（4）發電機在過電流、供電母線短路、斷相、電壓過高，失壓時立即自動跳閘，并發出聲光報警。裝設電子調速裝置及超速跳閘結構，當超速15％時切斷燃料。

（5）柴油發電機組應具有故障自診斷功能，儀表型控制器如圖5所示，智能控制器如圖6所示。

（6）若發電機組有并機要求，控制屏應帶有自動并機功能。且并車機組配置逆功率保護。

（7）速度調節：在各種負載情況下，應有手動調節速度的裝置，調節范圍為±5％。

（8）所有聲光報警信號和解除開關應接至控制屏上，顯示信號包括：機組轉速、機油壓力、水溫、直流電壓、工作小時、發電機線電壓、相電壓、相電流、相位、頻率、功率因數、有功功率、無功功率、視在功率、電度、負荷率。

（9）遙控：緊急停機、遙控起/停機組。

（10）遙信：工作方式（自動/手動）、緊急停車、過壓、欠壓、單相及三相過流、油壓低、水溫高、頻率（轉速）高/低、啟動失敗、啟動電池電壓低、油位低報警、市電中斷、機組工作、機組故障、充電整流器故障等。

（11）遙測：三相電壓、三相電流、輸出功率、輸出頻率（轉速）、水溫、油壓、啟動電池電壓。

（12）短路承受能力：發電機組應能夠承受輸出端短路時3s的短路電流而不致損壞。

 

圖5  柴油發電機組操作儀表箱（手動型）

圖6  柴油發電機組智能控制器（自動型）

 

二、柴發功率特性

 

      康明斯柴油發電機組有下列功率特性：

1、備用功率（ESP）

      該功率康明斯柴油發電機組用于在公用電力中斷時提供應急電力。該額定的康明斯發動機無法達到超負荷能力。不允許發動機在任何情況下按備用功率與公用電源并聯運行。這種電源用于那些可以獲得可靠的公共電力的地方。備用功率的發動機運轉高達平均負荷系數的80%,每年運轉不超過200小時。其中包括按照備用電源運轉的時間每年不超過25小時。如果不是真正斷電的緊急情況，就不該該使用備用額定功率。公共電力公司合同中規定的可協商的停電，不得視為緊急事件。

2、常用功率（PRP）

      基本功率也就是常用功率，不限定運行時間。該功率的康明斯發動機被用在每年不限小時數的可變負載場合。在250小時的運行中，可變負荷應該不超過通常使用平均功率的70%。如果按100%常用功率來運行，其總運行時間應不超過500小時。12小時運轉時，能達到超過10%的負載能力。當按超負荷10%來使用時年運行時間不得超過25小時。

3、限時運行功率（LTP）

      該功率的康明斯發動機被用來限制不變的負載使用小時數。它在按合同規定在停電時使用。比如：電力公用事業公司取消供電。康明斯發動機可以與公共電力并聯運行，每年不超過750小時，但其功率水平不得超過常用功率。通常用來限制運轉時間的功率和不限制運轉時間的功率，是因為即使發動機的最大輸出功率相同，限制運轉時間的發動機可與公用電力并聯，并按常用功率全負荷運轉，但決不得超出常用功率。

4、持續功率（COP）

      持續功率即連續供電模式，該電源是用來供應公共電力，每年不限工作小時數，按100%負荷不變運轉。該動力裝置無法達到超負荷運行的能力，連續功率比常用功率下降了許多，但連續功率沒有負載系數或應用限制。

 

三、柴發基本參數

 

1、設備總體配置

（1）為發電機組配備手動和全自動投入裝置并能于主電源故障或偏差超過可接受之限度時于15s內完成從啟動、輸出正常電壓到自動接入額定負載運行。

（2）除手動操作控制件外，所有外露的動作部件須完全封閉或設有防護裝置，以免人員意外接觸。防護裝置應可拆卸。

（3）發電機組、底座及其輔助設備的所有黑色金屬，一律用防銹漆作底漆，面層涂以制造廠商的標準色漆，可接觸高溫的部件可無油漆。發熱的表面須涂以耐650℃ 高溫而不變質的抗高溫油漆。

（4）柴油發電機組應設有中文顯示的控制屏，LCD液晶顯示，能將檢測的參數通過符號、數據等方式顯示，以滿足各種需要。發電機組具備自動、手動、測試、關機（急停）等狀態控制，具有操作簡便、功能齊全、保護可靠等優點，確保正確地啟動和停止發電機組，防止誤操作和誤動作。

（5）柴油發電機組應能精確檢測其各種運行參數：如機油壓力、柴油噴射壓力、冷卻液溫度、轉速、啟動電池電壓、發電機組累計運行時間、故障報警、發電電壓、電流、頻率、無功功率、有功功率、功率因數等。為了便于操作，同時應具備發電電壓、頻率模擬指針表。

（6）柴油發電機組應具備發動機故障保護（停機或報警）功能，如：高水溫、低潤滑油壓、高（低）電池電壓、啟動失敗、超速、發電電壓過高（過低）、頻率過高（過低）、過電流（長延時）、短路（瞬時）等。

（7）柴油發電機組應裝備有效的減振降噪裝置，使得在運行時發電機組和發電機房的振動噪聲在距離發電機組1m處小于105dB（A），不影響周邊設施，運行噪聲符合規范要求。

（8）發電機組配置啟動蓄電池及電池充電器。

（9）發電機組輸出屏配備一臺開關容量與發電機額定功率匹配的塑殼或框架式斷路器。其應具有短路瞬時、過電流短延時、過電流長延時等可調定值整定功能。

（10）發電機組首次大修期時間應大于20000h，平均故障間隔不低于2000h。

（11）具備RS232、RS485通信接口，提供標準Modbus通信協議及上位機監控軟件。

（12）發電機機殼與發動機飛輪殼通過法蘭剛性連接，發電機單軸承轉子通過柔性驅動盤直接用螺栓固定在發動機飛輪上，其底座鋼制堅固且設有吊裝孔。

2、發電機組的基本數據

      其設備基本數據如表1所列。若柴油發電機組需要在惡劣環境中運行，如高溫地區、低溫地區、高海拔地區等。在這種情況下，需要對柴油發電機組基本數據進行修正，并采取相應的防護措施，以確保發電機組的正常運行。

表1    發電機組的基本數據

3、柴發安裝特點

      柴油發電機組固定安裝于室內，須由發電機和直聯并裝于共同底座上的柴油發電機組成。見表2。

表2    柴油發電機組的安裝特點

4、運行環境條件

      柴油發電機組的運行環境是多種多樣的，取決于具體的應用和使用場景。表3中是一些常見的柴油發電機組的運行要求，主要是適用于室內場所被使用。

表3    柴油發電機組的運行環境條件

 

 

 總結：

      綜上所述，康明斯發電機組具有可靠性高、燃油經濟性好、維護方便、功率范圍廣、環保性能好、響應速度快和壽命長等優點，是一種優秀的柴油發電機組選擇。對于不同的運行環境，柴油發電機組的選擇、安裝和維護都需要根據具體情況進行調整和注意。建議您在選擇和使用柴油發電機組時，咨詢康明斯公司，并參考發電機組制造商的指南和建議。

 

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