柴油发电机组容量购买及确定方式

摘要：柴油发电机组是大部分企业采用详细应急类别电源的方法，负责在紧急情形或损坏造成电网临时停电，在尽可能短的时间内通过应急电源迅速恢复并延迟一段供电时间。这类用电负荷也称为一级负载。因此，对断电时间有严格要求的用电负载，必须配备发电机组，从而有效防止或制止灾难故障的产生，保证在紧急时刻无法停工或影响复产。本文从应急机组的国产化成套出发，在概述相关标准和规范的基本上，归纳总结了发电机组用柴油发电机应达到的关键技术规格，给出了应急和常载发电机组用柴油发电机的选型方式，对康明斯发电机组的国产化成套具有一定的指导意义。

      柴油发电机组由柴油发动机、发电机、控制机构三部分组成。柴油发电机作为柴油发电机组的柴油发动机，其选用的科学与否直接决定着柴油发电机组的配置成本和性能状况。目前，国内1600KVA 以上的康明斯发电机组主要依赖进口，1600KVA以下的康明斯发电机组则具体是进行国产化成套。室内机型实例如图1所示，室外机型如图2所示。

      柴油发电机按作业循环的冲程数分为四冲程柴油发电机和二冲程柴油发电机；按汽缸的排列方法可分为直列式、V型、W型柴油发电机：按进气方法的不同分为增压和非增压柴油发电机。

     目前，国内生产的500kW以下柴油发电机主要以直列式柴油发电机为主，500kW以康明斯油机除了直列式柴油发电机以外，还包括V型柴油发电机。同二冲程柴油发电机相比，四冲程柴油发电机具有作功间隔短，运转平稳，飞轮转动惯量小，启动时间短，且燃油效率低等长处；而涡轮增压可高效提升柴油发电机的功率和经济性：受构造影响，大容量V型柴油发电机可有效节省装配空间。

      因此，从购置成本、运行经济性、节省装配空间等方面出发，在柴油发电机结构套时， 500kW以下应急发电用柴油发电机引荐操作四冲程、涡轮增压、直列式柴油发电机，500kW以上应急发电用柴油发电机介绍使用四冲程、涡轮增压、V型柴油发电机。

      通常康明斯发电机组连续作业的时间不长，通常只需要持续运行几小时（≤12h）；

      康明斯发电机组日常处于停机等待状态，只有当主用电源全部损坏断电后，应怠发电机组才起动运行供给紧急用电负荷，当常用电源恢复正常后，随即转换停机。

      常用是指柴油发电机长时间内连续工作，通常用于供应持续稳定的电力。常用状态下，发电机的负荷率通常在50%-75%之间，这样可以保证发电机的寿命和效率。常用还需要考虑到发电机的温度和振动等因素，以保证发电机的安全运行。

      应急发电机组主要用于重要场所，在紧急状况、故障停电或瞬间停电，通过应急发电机组迅速恢复并延长一段供电时间，这类用电负荷为一级负荷。对断电时间有严格要求的装备、仪表以及计算机系统，除配备发电机组外，还应配备蓄电池或应急发电机。应急发电机组的工作有两个特点：一是作应急用，持续作业的时间不长，一般只需要运行几小时（小于12h）；二是作备载，应急发电机组平日是处于停机等待状态，只有当常载电源全部故障断电后，应急发电机组才起动运行，并为紧急用电负载供电，当常用电源恢复后，随即转换停机。

      应急柴油发电机组的额定容量为经大气修正以后的12h额定容量，其功率应能满足紧急用电的计算总负荷，并按发电机功率能满足一级负荷中单台最大功率发电机起动的要求进行校验。应急发电机一般选购三相无刷交流同步发电机，其额定输出电压为400V。

      根据应急负载容量一般只设置1台应急柴油发电机组，也可以选取2台以上发电机组并联运转供电。因为并联技术的进步，目前参数中心应急备载电源已有20台以康明斯油发电机组并联应用实例，详见第7章内容。当购买多台康明斯发电机组时，发电机组应尽量购买类型、容量相同，调压、调速特点相近的成套装备，所用的燃料性质应一致，以便运行检修维保及共用备件，当应急备载的发电机组有2台时，自启动机构应使2台发电机组能互为备用，即大电电源事故停电经过延时确认以后，发出自启动指令，如果第1台发电机组持续3次自启动不成功，应发出报警信号，并自动起动第2台发电机组弗列加空气滤清器。

      应急发电机组宜选用高速、增压、油耗低、高可靠性、同功率的康明斯发电机组。高速、增压柴油发电机单机容量较大，占地空间较小，柴油发电机选配电子调速系统，调速性能较好，发电机宜选配无刷励磁的同步发电机。

      应急康明斯发电机组的控制应具有快速自起动及自动投入系统。当常载电源故障断电后，应急发电机组应能快速自启动并恢复供电，一级负荷的允许断电时间从十几秒至几十秒，应根据具体情况确定。当重要工程的主用电源断电以后，首先要有3～5s的确认时间，应避开瞬时电压减少及电网合闸或后备电源自动投入的时间，然后，再发出起动应急发电机组的指令。从指令发出，发电机组开始启动、升速到能带全负荷需要一段时间。通常大、中型柴油发电机还需要预润滑及暖机步骤，使紧急加载时的机油压力、机油温度、防锈水温度符合产品技术要素的规定：预润滑及暖机流程可以根据不一样状况预先进行。使发电机组随时处于预润滑及暖机状态，以便随时快速起动，尽量缩短损坏断电时间。

      应急柴油发电机组投入运行以后，为了减小突加负载时的机械和电流冲击，在满足供电要求的状况下，紧急负荷较好按时间间隔分级增加。自动化康明斯发电机组自启动成功后的首次允许加载量为：对于额定功率小于250kW的发电机组，首次允许加载量不小于50％的额定负载：对于额定功率大于250kW的发电机组，按产品技术因素规定。如果对瞬时电压降及过大流程要求不严格时，一般发电机组突加负荷或突卸负载的负载量不宜超过发电机组额定功率的70％。

      某些康明斯发电机组在某段时间或经常需要长时间持续地运行，作为用电负载的常用供电电源，这类发电机组称为常载发电机组。常用发电机组可作为常载发电机组和备载发电机组。远离大市电的乡镇、海岛、林场、矿山、油田等地区或者工矿企业，为了供给当地居民生产及生活用电，需要装配柴油发电机组，这类发电机组平常应不间断的运行。国防工程、通信枢纽、广播电台、微波接力站等重要设施，应具有后备康明斯发电机组。这些单位的设施用电平日由市电大电供给。但是，因为地震、台风、战争等其他自然灾害或人为条件，使大电遭受破坏而停电以后，已设置好的柴油发电机组应能迅速地起动，并能持久不间断的运行，以保证这些重要单位用电负荷的连续供电，这种后备发电机组也属于常用发电机组归类。常用发电机组连续作业时间较长、负载曲线变化较大、康明斯发电机组功率、台数、型式的选取及发电机组的运转控制方式与应急发电机组不同。

      按发电机组持久持续运行输出容量能满足全工程较大计算负载的选购，并根据负载的重要性确定后备组容量。柴油发电机组连续运转的输出功率，一般为额定功率的0.9倍。发电机输出额定电压的确定与应急发电机组相同，通常为400V，个别用电量大，输电线路远的工程可选取高压发电机组。

      主用柴油发电机组台数的设置通常为2台以上，以保证供电的持续性及适运用电负载曲线的变化。发电机组台数多，才可以根据用电负载的变化确定投入发电机组的运转台数，使柴油发电机长久在经济负载下运行，以减小燃油消耗率，减轻发电成本。柴油发电机的较佳经济运行状态是在额定功率的75％～90％之间。为保证供电的连续性，主用柴油发电机组本身应考虑设置备载发电机组，当运行发电机组发生损坏和停机检修时，使发电机组仍然能够满足对重要用电负荷不间断地连续供电。

       主用康明斯发电机组通常该当考虑能并车运行，以简化配电主线路接线，使发电机组起动停机轮换运行时，通过并车、转移负载、转换发电机组而不致中断供电。发电机组应装配有康明斯发电机组的测定及控制机构，发电机组的调速及励磁调节系统应适用于并机运行的要求。对重要负载供电的备用发电机组，宜选型智能化柴油发电机组，当外电源损坏断电后，能够自动、迅速地起动，恢复对重要负载的供电。柴油发电机在运行时，机房噪声很大，自动化发电机组便于改造为隔室操作，自动监控的发电机组。当发电机组正常运转时，操作人员不必进入康明斯发电机组机房，在控制室便可对柴油发电机组进行监控。

      康明斯电力技术OEM主机厂生产的柴油发电机组有着良好的性能和可靠的品质保证。但是，在选取发电机组时仍然需要注意许多方面的细节，以使发电机组发挥较佳的运转性能和取得较佳的经济效应。康明斯发电机组按功用分为长行发电机组和后备发电机组两种。选购发电机组时，应首先明确该发电机组是做何种功能。在长期缺电甚至无大电提供的地区，需要发电机组无限时运行时，应选择长行发电机组。若发电机组只是用来在市电出现损坏时，才启动运转来供应负载所需电力时，则操作后备发电机组。长行发电机组和后备发电机组由于操作额定功率限制的不同，操作频率和周期时间也不同，应根据需要来选购。