深圳发电机维保_柴油发电机功率、容量与负载的匹配关系图解

摘要：康明斯发电机组的功率匹配优化规划是指根据使用环境、负荷情形、功能、性能要求等要素，依据机组的输出容量要求，合理地选定柴油发电机的功率及发电机的容量，以较优的方式来满足不一样因素下的操作教程。本文以康明斯NTA855系列柴油发电机为例推荐了康明斯发电机组的容量匹配优化布置，同时推荐了负载为非线性负载下的功率匹配优化布置的思路及用户须知。

     柴油发电机的功率和功率之间存在一定的关系，除了容量的大小外，控制柴油发电机功率的条件还有负载、燃油、机组的质量等。

      柴油发电机的容量是指它所能输出的较市电功率，通常以千伏安（kVA）为单位，也就是视在容量，它包括了有功容量和无功容量。而功率是指单位时间内所能完成的功，以千瓦特（KVA）为单位，即有功容量。

      一般发电机功率要素为0.8，计算结果即1KVA=0.8*1KVA。

      因此，柴油发电机的功率和容量之间存在一定的关系，如图1所示。一般来说，柴油发电机的容量越大，它所能输出的最大功率也就越大。

      除了功率的大小外，还有其他要素会影响柴油发电机的容量和功率。

      负荷是指柴油发电机输出电能的用户和电气装置，负荷越大，柴油发电机所能输出的较大容量也就越大。负载分为电感性、电容性、电阻性三种，其中感性和容性是用的比较多的，它们之间关系如图2所示。

      感性和容性指的是电路中电压与电流的相位关系。当负载是电感性质时，电压相位电流，即负载是感性的;当负荷是容性负荷时，电压相位滞后电流，电流相位电压，即负载是容性的。

感性负载是指带有电感数据的负载。确切讲，应该是负载电流滞后负荷电压一个相位差特征的为感性负荷，比如如变压器，发电机等。另外一种是指有些设备在消耗有功容量时还会消耗无功功率柴油发电机组成图解，并且有线圈负荷的电路，叫感性负荷。

容性负载一般是指带电容数据的负载，即符合电压滞后电流特征的负荷。容性负荷充放电时，电压无法突变，其对应的功率因数为负值，对应的感性负载的容量因数为正值。

      在同样的负载下，柴油发电机所操作的燃油类型和品质也会影响它的功率和功率。好的燃油能够使柴油发电机的效率更高，输出功率也更大。

      装置质量（或作业效率）也会直接影响柴油发电机的容量和容量。好的机组设计和制造能够使发电机的效率更高，输出容量也更大。

      在购买柴油发电机时，首先要根据需求确定需要的功率和容量，并根据实际状况合理把握。同时，还要考虑到燃油的品质、发电机的品质和有效期、负荷情形等要素的危害，综合选择适合自己需求的柴油发电机。

      本文以康明斯公司生产的NTA855系列柴油发电机为例，简要叙说不同要素下的容量匹配设计问题，因因素规格比较多，在这里不能一一阐明，本文仅根据作者的作业经验列举部分具有代表性的要素进行诠释。本文所涉及到的术语，未作解释的请查阅JB/T8194-2001《柴油发电机电站名词术语》。

      常规机组指在规定的工况要素下，能输出标定容量的机组康明斯电压调节器，其负载为0.8容量因数因素下的负荷。

      康明斯公司K19系列柴油发电机功率标定采用GB/T6072.1-2008中规定的步骤，以12h容量或1h容量为标定指标，如康明斯KTAA19-G6柴油发电机标定的12h容量为570kW，1h功率为520kW，其含义是在规定的额定工况环境要素下，允许柴油发电机以520kW的容量连续运行12h，而570kW作为超负荷容量使用，即每12h运转期内允许柴油发电机间断或不间断地以110%连续容量运转1h。1h功率≈12h功率/1.1。

      康明斯发电机组的匹配功率P可按下式计算，此容量不得超过发电机的标定容量（相应工况因素下）。

P?——风扇等柴油发电机外围附件功率损耗，由柴油发电机OEM主机厂提供。一般情形下，柴油发电机功率越大损耗越大，若柴油发电机标定的功率为净有效输出功率，则该数值为零；

η?——发电机效率，由发电机生产厂家供应，一般在0.74~0.96之间，发电机功率越小，其效率越低；

η?——功率修正系数。若用户所选用的机组其输出标定容量的使用环境与标准基准情形存在差别时，其数值依据GB/T6072.1-2008规定的程序进行换算，在额定工况下，容量修正系数η?=1.0。近似粗算修正系数数值见表1（供参考，主要以柴油发电机参数为准）：

      发电机标定容量P应大于机组的标定功率P?。

      以NTA855-G1B柴油发电机为例，其额定容量为280 kW，布置工况为标准基准状况下的发电机组标定容量，即机组的额定功率。

      因此，机组的额定功率P=250 kW，机组在额定工况因素下能正常地持续运转12h（其中包括超载10%运行1h），若连续运行时间超过12 h，其输出功率为额定容量的90%。

      根据发电机功率选用≥机组额定功率P的要求，发电机容量选配为250 kW。

      该要素下的功率匹配布置也是在规定的工况要素下，但其负荷比较特殊。非线性负荷是指电压和电流之间是非线性关系的负载。在负荷投入、运行程序中，电压、电流的关系是经常变化的，其波形也不是康明斯发电机公司常说的正弦交流波，而是含有不光滑的畸变成分，根据数学方法可分解为基波和一系列的高次谐波，具体是5次、7次等奇次谐波。

（4）发电机负荷，发电机虽然不是非线性负载，但是由于控制程序上经常使用软起动器、变频控制的途径，也属于非线性负荷考虑的范畴。

（3）非线性负载的高次谐波致使反常的导体高温，事故发电机的绕组、励磁回路和调压板。图3显示的是正常的正弦电压波形和畸变的电压波形；图4显示的是正弦稳态电路中的瞬时容量波形。

（4）发电机起动时电流会比正常工作时的电流大若干倍，功率因数又非常低，故而会造成发电机端电压下降，可能会造成配电装置的保护动作；频繁启动还可能造成发电机转子烧坏。当发电机容量较大时也要进行发电机的特殊购买，这类状况具体是服务中心用户、大楼的消防水泵、消防电梯等。

      领悟用户非线性负荷的规格，并尽可能要求用户供应以下资料：基本负载的功率、负荷投入的顺序和非线性负载的规格。

      容量匹配布置思路同本文的计算公式（2），但须考虑用户非线性负荷的规格，考虑其所产生的影响，因此在计算公式（2）的基本上根据不一样的非线性负荷规格，建议采用以下3种步骤：

（1）在不增加柴油发电机功率的条件下配置一台较大容量的发电机，以增强机组带非线性负荷的能力。发电机输出功率一般可以按照表2的参考值进行选用。

      若负载为发电机负载，起动电流的倍数与启动方式的关系见表3。应根据起动容量要求，进行发电机的选用，考虑启动容量时，需考虑启动的顺序，是否要求同时启动等因素。

（2）尽可能采用无刷永磁式励磁交流发电机或使用三次谐波励磁的发电机，来提升发电机组带非线性负载的能力。

（3）若发电机功率与柴油发电机功率相差较大，为增强柴油发电机运行的稳定性，须适当考虑提高柴油发电机的容量。

      柴油发电机的容量和功率之间存在一定的关系，除了功率大小外，还有其他因素会影响柴油发电机的输出容量。选定实用自己需求的柴油发电机需要考虑多方面的要素，使其满足实际生产和生活需求。因此，康明斯发电机组功率匹配布置需考虑机组的使用环境、负载的情况、作用及性能要求等，根据不同的客户要求，进行合理的布置优化，在满足使用说明、保证产品质量的前提下，以较低的成本达到客户的要求。