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新聞主題 |
三相柴油發(fā)電機(jī)組的選型方案 |
摘要：三相交流柴油發(fā)電機(jī)通常比單相更緊湊，因?yàn)樗梢允芤嬗陔娏餍?yīng)和零磁通量，這意味著要移動(dòng)相同的功率發(fā)電機(jī)中需要更少的鐵和銅，這使得它們?cè)陔娔艿漠a(chǎn)生和傳輸方面更加高效。能影響三相發(fā)電機(jī)質(zhì)量和使用的因素多種多樣，一旦不慎選錯(cuò)產(chǎn)品會(huì)對(duì)企業(yè)生產(chǎn)進(jìn)度產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。因此我們?cè)谶x擇柴發(fā)時(shí)除了設(shè)備基本參數(shù)、運(yùn)用環(huán)境、用電負(fù)載情況等考慮因素，也要注意柴油發(fā)電機(jī)廠家口碑和品牌形象以及工作對(duì)接人員的專業(yè)性?？得魉构驹诒疚闹袑?a href="http://www.km-robot.com">柴油發(fā)電機(jī)選型諸多需要了解的知識(shí)進(jìn)行了簡要的陳述，下列所述內(nèi)容是選購柴發(fā)的基本常識(shí)請(qǐng)用戶細(xì)心閱讀。
一、 功率定義
功率的定義是指單位時(shí)間內(nèi)所做功的大小，通常用單位瓦特（W）表示。換句話說，功率是衡量一個(gè)物體在單位時(shí)間內(nèi)所做功的大小，其計(jì)算公式為P=W/t，其中W表示做的功，t表示所用的時(shí)間（示意圖如圖1所示）。
1、主用機(jī)組
使用時(shí)間無限制，變化性負(fù)載，適用于市電供應(yīng)不正?；虿蛔愕墓S，每12小時(shí)允許超載10%運(yùn)行一小時(shí)。
2、備用機(jī)組
當(dāng)正常電源中斷時(shí)使用，變化性負(fù)載，適用于一般商業(yè)、住宅、醫(yī)院、電訊等后備電源， 不允許過載運(yùn)行（實(shí)物如圖2所示）。
3、功率說明
（1）柴油發(fā)電機(jī)組視在功率的單位是千伏安，用于表達(dá)變壓器及不間斷電源的容量。
（2）柴油發(fā)電機(jī)組有功功率是視在功率的0.8倍，單位是kw，用于發(fā)電設(shè)備和用電設(shè)備。
（3）柴油發(fā)電機(jī)組的額定功率是指12小時(shí)可連續(xù)運(yùn)行的功率。
（4）柴油發(fā)電機(jī)組最大功率為額定功率的1.1倍，但12小時(shí)內(nèi)僅容許使用1小時(shí)。
（5）柴油發(fā)電機(jī)組經(jīng)濟(jì)功率是額定功率的0.75倍，是柴油發(fā)電機(jī)組不受時(shí)間限制可長期運(yùn)行的輸出功率。在該功率運(yùn)行時(shí)，燃油最省、故障率最低。
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圖1 柴油發(fā)電機(jī)組功率示意圖 |
圖2 康明斯發(fā)電機(jī)組備用狀態(tài)實(shí)物圖 |
二、選型基本考慮因素
由于在實(shí)際電力應(yīng)用中，某幾種負(fù)載是需要特定的發(fā)電特性功率配合。因此，在選擇及談?dòng)?jì)發(fā)電機(jī)用途時(shí)要將負(fù) 載特性及要求詳細(xì)說明，比方說，某種敏感負(fù)載（如數(shù)據(jù)機(jī)、電腦儀器等）的要求跟一般性 的負(fù)栽（如水泵、馬達(dá)、照明）有很大的差別，因此，在發(fā)電機(jī)的選型時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)
1、負(fù)載的大小
選擇的柴油發(fā)電機(jī)必須具有足夠高的額定和最大輸出，以支持工作現(xiàn)場的應(yīng)用。額定輸出是指發(fā)電機(jī)能夠連續(xù)產(chǎn)生的瓦數(shù)，而最大輸出是指發(fā)電機(jī)能夠產(chǎn)生的瓦數(shù)，即使只是短暫的。要確定柴油發(fā)電機(jī)所需的額定輸出和最大輸出，您需要確定將加載到發(fā)電機(jī)組上的所有設(shè)備的總瓦數(shù)。對(duì)于每件設(shè)備，您都需要確定啟動(dòng)設(shè)備所需的功率和運(yùn)行設(shè)備所需的功率。
2、瞬間電壓/頻率波動(dòng)變化的容許值
電壓和頻率的允許波動(dòng)范圍是比較嚴(yán)格的，一般情況下柴油發(fā)電機(jī)組電壓的允許波動(dòng)范圍為±10%。也就是說，當(dāng)電壓超出正常值的10%以上時(shí)，就會(huì)被認(rèn)為是異常波動(dòng)，需要采取相應(yīng)的措施進(jìn)行調(diào)整。 同樣地，頻率的允許波動(dòng)范圍也是比較嚴(yán)格的。柴油發(fā)電機(jī)組頻率的允許波動(dòng)范圍為±0.5Hz。也就是說，當(dāng)頻率超出正常值的0.5Hz以上時(shí)，就會(huì)被認(rèn)為是異常波動(dòng)，需要采取相應(yīng)的措施進(jìn)行調(diào)整。
3、穩(wěn)態(tài)電壓/頻率波動(dòng)變化的容許值
穩(wěn)態(tài)電壓變化在220V~380V之間，波動(dòng)范圍為±5%；波動(dòng)范圍均為基準(zhǔn)電壓的變化范圍。需要注意的是，柴油發(fā)電機(jī)組的電壓波動(dòng)受到眾多因素的影響，如負(fù)載變化、電源故障等，因此電壓波動(dòng)可能會(huì)發(fā)生波動(dòng)超出國標(biāo)波動(dòng)范圍的情況。穩(wěn)態(tài)頻率調(diào)整率δf（%）：0～5%（可調(diào)），為了提高有功功率和無功功率合理分配精度和運(yùn)行的穩(wěn)定性，要求機(jī)組中柴油機(jī)調(diào)速器具有穩(wěn)態(tài)調(diào)速率在2%～5%范圍內(nèi)調(diào)節(jié)的裝置。
4、可容許的諧波含量
柴油發(fā)電機(jī)組諧波的正常范圍是指在電流和電壓中存在的諧波成分的限制。國際電工委員會(huì)（IEC）和中國國家標(biāo)準(zhǔn)（GB）均對(duì)諧波的正常范圍做出了規(guī)定。IEC標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，電壓和電流中的諧波總畸變率（THD）應(yīng)該小于5%，其中單個(gè)諧波畸變率（HD）不應(yīng)超過3%。GB標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，電壓和電流中的諧波總畸變率應(yīng)該小于8%，其中單個(gè)諧波畸變率不應(yīng)超過5%。
三、標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)功率
不同的發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)商都有自己一套“標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)”時(shí)的功率輸出。因此，當(dāng)比較兩部不同生產(chǎn)商發(fā)電機(jī)輸出功率時(shí)，應(yīng)在同一個(gè)“標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)”下比較，才可推算那一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出馬達(dá)較大。比方說：英國標(biāo)準(zhǔn) BSS5514： Partl 1996 ； ISO3046-1 1995 ；GB2820/1/1995 的標(biāo)準(zhǔn)為以下所列：
1、大氣壓力=100kPa
2、相對(duì)濕度=60%
3、環(huán)境溫度：5～40℃
4、海拔高度：＜1000米
5、工作時(shí)的縱向傾斜度：＜10度
即是說，如果某一廠說明自己的發(fā)動(dòng)機(jī)功率是根據(jù)BS6625：Parti， 1996的狀態(tài)下測試， 而實(shí)際環(huán)境狀態(tài)與此英國標(biāo)準(zhǔn)不同，比方說空氣溫度為35%時(shí)，此發(fā)電機(jī)組的輸出功率應(yīng)適量地下調(diào)。一般發(fā)電機(jī)組于超過25P時(shí)，則上升10P，功率輸出減少大概4%。
注意：柴油發(fā)電機(jī)組必須在沒有導(dǎo)電塵埃和破壞金屬絕緣的腐蝕氣體與爆炸危險(xiǎn)的場所使用。
四、負(fù)載考慮
1、設(shè)備用途
一般發(fā)電機(jī)組可分為三大用途：
（1）主用
① 與市電無任何連接的獨(dú)立發(fā)電機(jī)組，一般為提供電源給偏遠(yuǎn)而無市電供應(yīng)的地區(qū)、由于市電供應(yīng)不可靠而選用此種模式發(fā)電。
② 與市電并聯(lián)使用，用發(fā)電機(jī)供應(yīng)全部或大部份電力。
③ 熱電聯(lián)供發(fā)電機(jī)同時(shí)供應(yīng)主用電力及熱能（熱水、蒸氣、空調(diào)等等）。
（2）調(diào)峰用途 .
一般市電在用電高峰時(shí)收費(fèi)較高，因此，發(fā)電機(jī)組應(yīng)用于高電力負(fù)荷期的一般時(shí)間，以 減低電費(fèi)，此種應(yīng)用有兩種安排。
① 與市電獨(dú)立，于高峰期由切換制將一部份負(fù)載轉(zhuǎn)到發(fā)電機(jī)組上去。
② 與市電并聯(lián)，此一方法可靠性較高。
（3）備用
一般情況下，發(fā)電機(jī)是備用狀態(tài)，當(dāng)市電失效時(shí)，發(fā)電機(jī)自動(dòng)起動(dòng)，向部份負(fù)荷輸電。
2、負(fù)載對(duì)選型的影響
負(fù)栽的特性及大小是選擇發(fā)電機(jī)最關(guān)鍵的因素。當(dāng)考慮負(fù)載特性時(shí)，以下幾點(diǎn)需要深入分析：
① 有否一些對(duì)電壓、頻率要求特別高的負(fù)載，如電腦、電訊設(shè)備等。
② 有否大型馬達(dá)負(fù)載，其起動(dòng)方式為何種方法，是否頻繁起動(dòng)。
③ 有否非線性負(fù)載，如整流器、UPS、高頻開關(guān)電源等。 、
④ 變化頻率固定的負(fù)栽，如發(fā)射機(jī)等。
⑤ 會(huì)產(chǎn)生再生功率的負(fù)載，如吊機(jī)、電梯等。
五、設(shè)備容量的考慮及配套輔件
1、容量選擇的考量
當(dāng)選擇發(fā)電機(jī)時(shí)，其功率必需要足夠供應(yīng)最高峰時(shí)的負(fù)載，雖然這情況發(fā)生時(shí)間可能只 是一瞬間。此外，還要考慮以下幾點(diǎn)：
① 發(fā)電系統(tǒng)故障時(shí)的應(yīng)變方法可用主/備用方法?；驇撞堪l(fā)電機(jī)代替單一臺(tái)發(fā)電機(jī)。
② 有否不正常情況下的高峰負(fù)栽。
③ 定期維修發(fā)電機(jī)組時(shí)的安排（如只有一部發(fā)電機(jī)時(shí)，如何保障在維修時(shí)不需要后備電源）。
④ 以后的用電負(fù)載會(huì)否增加。
2、 自動(dòng)切換（ATS）系統(tǒng)
對(duì)于有市電及備用發(fā)電機(jī)組的場合，必須有一個(gè)雙電源切換裝置，防止兩個(gè)電源同時(shí)供 ，給負(fù)載最好的辦法是配備自動(dòng)切換柜實(shí)現(xiàn)雙電源的切換（電路原理如圖3所示）。
康明斯ATS系列智能負(fù)載切換屏采用最新電氣控制技術(shù)設(shè)計(jì)，可與康明斯帶有標(biāo)準(zhǔn)自啟動(dòng)功能的發(fā)電機(jī)組配合組成全自動(dòng)負(fù)載切換系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)市電故障后自啟動(dòng)發(fā)電機(jī)組，切換至發(fā)電機(jī)組供電， 市電恢復(fù)后再切換回市電供電，發(fā)電機(jī)組延時(shí)冷卻后自動(dòng)停機(jī)。
在特別重要的場合，釆用康明斯兩臺(tái)發(fā)電機(jī)組配ATS雙備用切換屏，當(dāng)一臺(tái)備用發(fā)電機(jī)組故障停機(jī)后自動(dòng)切換至另一臺(tái)備用發(fā)電機(jī)組供電，保證重要場所的電源供應(yīng)。
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圖3 市發(fā)電ATS轉(zhuǎn)換系統(tǒng)電路圖 |
3、并聯(lián)使用
為了增加后備電源的彈性，或者因?yàn)樨?fù)載太大，這時(shí)便需要考慮將兩臺(tái)或以上的發(fā)電機(jī)組并聯(lián)，輸出備用電源。要將一部發(fā)電機(jī)并上已帶電的母排上，以下幾種狀態(tài)一定要符合電壓一致；頻率一致；相序一致；相位角一致；轉(zhuǎn)速一致的并列要求。
康明斯全自動(dòng)并聯(lián)系統(tǒng)具有全自動(dòng)同步、全自動(dòng)負(fù)載分配，并機(jī)合閘控制，負(fù)載軟性轉(zhuǎn)移及各種保護(hù)功能（框圖如圖4所示），它最多可以使36臺(tái)康明斯發(fā)電機(jī)同時(shí)并車工作，并根據(jù)負(fù)載的多少而自動(dòng)將發(fā)電機(jī)并車或停機(jī)，以達(dá)到最佳的經(jīng)濟(jì)效益，并使發(fā)電機(jī)運(yùn)行保持最佳狀態(tài)。此外還可以用遠(yuǎn)程監(jiān)控，對(duì)發(fā)電機(jī)的運(yùn)行參數(shù)作分析及報(bào)告。
其采用康明斯發(fā)電機(jī)組HGM6110N控制屏，具有如下功能：
（1）最多可36臺(tái)發(fā)電機(jī)拼聯(lián)一起供電，負(fù)載分配輸出在獨(dú)立匯流排上（多臺(tái)設(shè)備串并聯(lián)系統(tǒng)如圖5所示）。
（2）發(fā)電機(jī)組可以按機(jī)型大小比例，自動(dòng)分配負(fù)載（有功功率及無功功率）。
（3）自動(dòng)拼機(jī)次序排列功能，監(jiān)察負(fù)載來決定發(fā)電機(jī)組的臺(tái)數(shù)（即使發(fā)電機(jī)組是不同的型號(hào)）。
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柴油發(fā)電機(jī)組并車控制原理圖 |
多臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)組串并聯(lián)組合系統(tǒng)圖 |
4、發(fā)電機(jī)組與市電并網(wǎng)使用
康明斯全自動(dòng)并聯(lián)系統(tǒng)具有全自動(dòng)同步、全自動(dòng)負(fù)載分配，并機(jī)合閘控制，負(fù)載軟性轉(zhuǎn)移及各種保護(hù)功能，可以使1臺(tái)或多臺(tái)康明斯發(fā)電機(jī)同時(shí)與市電并網(wǎng)供電，并根據(jù)用戶負(fù)載的需求而固定將發(fā)電機(jī)組與市電電網(wǎng)按比例分擔(dān)負(fù)荷，以達(dá)到最佳的經(jīng)濟(jì)效益，并使發(fā)電機(jī)運(yùn)行保持最佳狀態(tài)。此外還可以用遠(yuǎn)程監(jiān)控， 對(duì)發(fā)電的運(yùn)行參數(shù)作分析及報(bào)告。
① 康明斯HGM6110N控制屏
單機(jī)與市電自動(dòng)拼網(wǎng)功能，因此控制屏主要有兩種功能：
• 基本負(fù)載功能
發(fā)電機(jī)手動(dòng)啟動(dòng)，自動(dòng)與市電并聯(lián)，負(fù)載供電設(shè)定在基本負(fù)載水平（正常設(shè)定在發(fā)電機(jī)的滿載），發(fā)電機(jī)供出額外負(fù)載到市電網(wǎng)（當(dāng)市電不足供應(yīng)當(dāng)時(shí)負(fù)載）。
• 程式邏輯（PLC ）處理控制功能
發(fā)電機(jī)與市電拼聯(lián)供電市電網(wǎng)裝置了 一個(gè)功率傳感 器來傳送市電裝現(xiàn)時(shí)負(fù)載的訊息給控制屏，可以調(diào)整為市電網(wǎng)輸出最少負(fù)載，而余 下的負(fù)載由發(fā)電機(jī)供應(yīng)。
② 康明斯HGM9510控制屏
多臺(tái)發(fā)電機(jī)組與市電并網(wǎng)功能，除具有HGM9510控制屏功能外還能使最多36臺(tái)發(fā)電機(jī)組同時(shí)并機(jī)并與市電并網(wǎng)。 ’
總結(jié)：
如今看來，柴油發(fā)電機(jī)仍然是許多行業(yè)的不可或缺的供電設(shè)施，對(duì)于處于市電供電不是那么完美的環(huán)境中的企業(yè)來說，一個(gè)理想的柴油發(fā)電機(jī)應(yīng)該有足夠的功率來運(yùn)行企業(yè)內(nèi)所有的設(shè)備，但不能在明顯低于其額定負(fù)載能力的情況下運(yùn)行發(fā)電機(jī)，因此，選擇柴油發(fā)電機(jī)時(shí)，應(yīng)需要考慮諸如工地、工廠、商場等所需容量和發(fā)電機(jī)特性等變量，以便使發(fā)電機(jī)更好的提供持續(xù)且穩(wěn)定的電源保障。如果任何關(guān)鍵的因素被忽視或遺漏，項(xiàng)目就有可能遇到延誤和可避免的費(fèi)用，最終造成為必要的損失。
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