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新聞主題 |
影響柴油發(fā)電機(jī)組容量選擇的因素 |
柴油發(fā)電機(jī)組的選擇應(yīng)考慮的因素主要有機(jī)械與電氣性能、機(jī)組的用途、負(fù)荷的容量與變化范圍、自動(dòng)化功能等。由于柴油發(fā)電機(jī)組可用于常用、備用和應(yīng)急等3種情況。因此不同用途對(duì)柴油發(fā)電機(jī)組的要求就有所區(qū)別。應(yīng)根據(jù)不同用途選擇負(fù)荷容量和負(fù)荷的變化范圍，確定柴油發(fā)電組機(jī)的單機(jī)容量和備用柴油發(fā)電機(jī)組容量。
1.熱交換器的使用
大部分柴油發(fā)電機(jī)組的冷卻系統(tǒng)標(biāo)配的是與發(fā)電機(jī)組一體式的散熱水箱。這種冷卻系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是在不增加附屬設(shè)備的情況下就能向負(fù)載供電。這種發(fā)電機(jī)組適合于缺少水源的地區(qū)，但整個(gè)發(fā)電機(jī)組外形尺寸相對(duì)較大，同時(shí)由于風(fēng)扇的轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)致發(fā)電機(jī)組的噪聲有所增加，而且風(fēng)扇會(huì)造成部分動(dòng)力損失。 若要克服散熱水箱的缺點(diǎn)，可考慮選用熱交換器。使用交換器冷卻的發(fā)電機(jī)組，用熱交換器取代水箱風(fēng)扇，從而使噪聲和外形尺寸大大減小，發(fā)電機(jī)組就可布置于狹小的機(jī)房?jī)?nèi)甚至居民住宅區(qū)內(nèi)。但是這種發(fā)電機(jī)組要求室外有足夠的地方安裝外部循環(huán)水池或冷卻塔來(lái)冷卻柴油機(jī)，因此，相對(duì)增加了基礎(chǔ)設(shè)施的成本。這種發(fā)電機(jī)組適用于民用住宅區(qū)商店和賓館等人口綢密的地區(qū)供電。
2、 PMG永磁勵(lì)磁系統(tǒng)的選用
PMG系列永磁交流同步發(fā)電機(jī)的電子自動(dòng)調(diào)壓系統(tǒng)AVR獨(dú)立于發(fā)電機(jī)的機(jī)械系統(tǒng)，功率供給從副勵(lì)磁機(jī)電樞繞組取得。在發(fā)電機(jī)負(fù)載和轉(zhuǎn)速突變時(shí)，該系統(tǒng)不受發(fā)電機(jī)機(jī)械過(guò)渡過(guò)程的影響，將輸出電壓調(diào)整到額定值。因此，PMG系列永磁交流同步發(fā)電機(jī)的動(dòng)態(tài)電壓調(diào)整率遠(yuǎn)小于電勵(lì)磁發(fā)電機(jī)，并有較好的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性。而常規(guī)勵(lì)磁發(fā)電機(jī)AVR的功率輸出受電樞繞組電壓波形的影響，而負(fù)載性質(zhì)特別是非線性負(fù)載，對(duì)電樞繞組電勢(shì)波形的影響比較明顯。另外，永磁發(fā)電機(jī)還有電磁干擾小、電機(jī)效率高、電機(jī)溫升低等特點(diǎn)。它適用于下列場(chǎng)合。
（1）要求發(fā)電機(jī)供電質(zhì)量高、瞬間電壓波動(dòng)小、輸出電壓波形好、畸變率低的場(chǎng)合，例如作為高精度電子儀器和設(shè)備的供電電源。
（2）對(duì)發(fā)電機(jī)所產(chǎn)生的電磁干擾有嚴(yán)格限制的場(chǎng)合，例如作為通信設(shè)備、雷達(dá)、高精度控制系統(tǒng)的供電電源。
（3）發(fā)電機(jī)的運(yùn)行環(huán)境惡劣的場(chǎng)合，例如高溫運(yùn)行環(huán)境及發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高，輸出轉(zhuǎn)矩脈振大的情況。
（4）對(duì)發(fā)電機(jī)節(jié)能有嚴(yán)格要求的場(chǎng)合，例如燃料供應(yīng)困難和發(fā)動(dòng)機(jī)功率受限制的場(chǎng)合。
3、容量的估算
發(fā)電機(jī)組容量的估算是十分重要也是比較復(fù)雜的問(wèn)題，容量過(guò)小，無(wú)法帶全部負(fù)載或者在啟動(dòng)大功率負(fù)載時(shí)導(dǎo)致突然停機(jī)；容量過(guò)大，投資及維護(hù)成本高，造成浪費(fèi)。而且根據(jù)柴油機(jī)的特性，如果在小負(fù)荷下長(zhǎng)期工作，將造成活塞環(huán)處和噴油嘴處積炭嚴(yán)重，汽缸磨損加劇等損壞發(fā)電機(jī)組的不良后果。 所以，在容量估算時(shí)需要考慮多方面的因素，包括使用環(huán)境、負(fù)載的類型和預(yù)留余量等方面。
4、使用環(huán)境
不同的工作環(huán)境會(huì)影響發(fā)電機(jī)組的輸出功率，工作環(huán)境主要包括環(huán)境溫度、海拔高度和相對(duì)濕度。當(dāng)環(huán)境溫度、海拔高度過(guò)高時(shí)，空氣密度降低，發(fā)電機(jī)組運(yùn)行時(shí)燃燒所需氧氣供應(yīng)量減少，發(fā)電機(jī)組的輸出功率應(yīng)做相應(yīng)的下調(diào)，即選用的發(fā)電機(jī)組功率要比負(fù)載的功率絕對(duì)值高。一般柴油發(fā)電機(jī)組的標(biāo)定功率由標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)環(huán)境下滿負(fù)載運(yùn)行時(shí)測(cè)得，即進(jìn)氣溫度25℃，海拔高度低于1 000m、相對(duì)濕度50%。當(dāng)超過(guò)該標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，標(biāo)定功率就要有所折扣了，具體的折扣計(jì)算方法后面將有介紹。另外，現(xiàn)代電子噴油柴油機(jī)采用了電子噴油控制技術(shù)，通過(guò)安裝在發(fā)電機(jī)上的電子控制單元對(duì)進(jìn)氣歧管的進(jìn)氣壓力、燃油溫度進(jìn)行精確測(cè)量，以此控制每個(gè)噴油器的噴油正時(shí)和噴油量，使發(fā)電機(jī)組在非標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下有更低的功率下降， 即在相同的條件下，可獲得更高的輸出功率。
負(fù)載的類型不同類型的負(fù)載對(duì)發(fā)電機(jī)組容量的要求是有很大不同的。負(fù)載類型一般分為阻性、感性等線性負(fù)載與內(nèi)含整流電路的非線性負(fù)載（又稱整流性負(fù)載）。阻性負(fù)載如燈泡、電爐子、烤箱等，感性負(fù)載如空調(diào)、機(jī)床、水泵等，非線性負(fù)載如UPS、電子計(jì)算機(jī)設(shè)備等。其中阻性負(fù)載的特性是電阻保持不變，電流隨電壓按比例下降，帶這種負(fù)載時(shí)發(fā)電機(jī)組的容量只要略大于負(fù)載功率就行了，而在帶電感性負(fù)載和非線性負(fù)載時(shí)，容量就需重新計(jì)算了。
5、電感性負(fù)載對(duì)容量的影響
感性負(fù)載，容性負(fù)載，阻性負(fù)載都屬于線性負(fù)載，其特性如下：
（1）施加在負(fù)載上的電壓超前于負(fù)載電流的，屬于感性負(fù)載；電流方向滯后于電壓方向90°。用水來(lái)比方就是一個(gè)線圈，電子流過(guò)后有個(gè)慣性，像水流過(guò)的管子中有一個(gè)大波輪，水流時(shí)輪子也轉(zhuǎn)，由于輪子有慣性，所以有穩(wěn)定水流的作用。
（2）施加在負(fù)載上的電壓滯后于負(fù)載電流的，屬于容性負(fù)載；電流方向超前電壓方向90°。用水來(lái)比方就相當(dāng)于一個(gè)裝電子的容器，像水桶，裝一瓢水或舀掉一瓢水，水桶里水的高度不會(huì)有太大的變化。
（3）施加在負(fù)載上的電壓與電流同相的，屬于阻性負(fù)載；負(fù)載電流負(fù)載電壓沒(méi)有相位差。用水來(lái)比方就是阻礙電子流過(guò)的原件類的元件，像水流過(guò)一根很細(xì)的管子。
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柴油發(fā)電機(jī)組線性負(fù)載示意圖 |
電感性負(fù)載如鼠籠式三相異步電動(dòng)機(jī)的特性是啟動(dòng)時(shí)需要很大的電流且功率因數(shù)大大低于正常運(yùn)轉(zhuǎn)值。如果直接啟動(dòng)，一般電流值為正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的5～7倍，這就要求發(fā)電機(jī)組容量足夠大才能滿足其啟動(dòng)要求。但是隨之而來(lái)的問(wèn)題是發(fā)電機(jī)組的功率選大了而正常運(yùn)行時(shí)功率又遠(yuǎn)小于發(fā)電機(jī)組標(biāo)定值，這顯然是不經(jīng)濟(jì)的。
例如，發(fā)電機(jī)組帶一臺(tái)額定功率P=55kW，滿載穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)電壓V=380V，功率因數(shù)Pf= 0.89， 效率h = 92%。啟動(dòng)電流值為額定時(shí)的5 倍的三相異步電動(dòng)機(jī)時(shí)，額定電流值為：
I = P/( 3 ×V×Pf×η)=102A
若根據(jù)電流值選擇發(fā)電機(jī)組，可確定選擇：當(dāng)額定電壓為380V時(shí)，其最大輸出電流值為126A的三相柴油發(fā)電機(jī)組。但是由于要滿足電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流，不得不選擇最大輸出電流值為532A 的發(fā)電機(jī)組。顯然，發(fā)電機(jī)組功率變大了，而正常運(yùn)行時(shí)的功率遠(yuǎn)小于標(biāo)定功率，非常不經(jīng)濟(jì)。為了減小電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)的影響，往往采用降壓?jiǎn)?dòng)的方法，即在啟動(dòng)時(shí)降低加在電動(dòng)機(jī)定子繞組上的電壓，待電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速接近穩(wěn)定時(shí)再把電壓恢復(fù)到正常值。一般有如下幾種降壓?jiǎn)?dòng)方法：
（1）星形—三角形
（U —△）啟動(dòng)；
（2）自耦降壓?jiǎn)?dòng)；
（3）電抗降壓?jiǎn)?dòng)；
（4）延邊三角形啟動(dòng)。
其中， U —△啟動(dòng)法啟動(dòng)電流為直接啟動(dòng)時(shí)的1/3；自耦降壓?jiǎn)?dòng)法備有抽頭根據(jù)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的要求得到不同電壓；電抗降壓?jiǎn)?dòng)電流按其端電壓的比例降低；延邊三角形啟動(dòng)電流一般為直接啟動(dòng)時(shí)的1/2。具體的操作方法可由有關(guān)電工手冊(cè)查得。
6、非線性負(fù)載對(duì)容量的影響
非線性負(fù)載如電子計(jì)算機(jī)等設(shè)備都有啟動(dòng)沖擊電流、諧波反饋、電流突變等干擾，而且往往對(duì)發(fā)電機(jī)組電壓降值有很高的要求。 由于柴油發(fā)電機(jī)組所送出的電源本身不但電壓畸變度大，而且隨著發(fā)電機(jī)組的額定輸出功率容量的減小，其內(nèi)阻增大的矛盾會(huì)顯得更加突出。當(dāng)帶電阻性負(fù)載時(shí)，這種影響不易覺(jué)察。然而帶像計(jì)算機(jī)和通信設(shè)備這種整流濾波型負(fù)載或UPS時(shí)，會(huì)影響負(fù)載的正常運(yùn)行乃至影響使用壽命，所以出于安全考慮仍應(yīng)把容量選得大一些。 在電壓降的要求上，大容量發(fā)電機(jī)組帶較小的負(fù)載產(chǎn)生的電壓降較小，PMG比SHUNT小得多，當(dāng)SHUNT無(wú)刷自勵(lì)式發(fā)電機(jī)組帶的是無(wú)輸入濾波器的UPS時(shí)，往往要求容量為UPS容量的2～2.5倍。選擇帶高效輸入濾波器的UPS或帶PMG永磁式發(fā)電機(jī)組則容量匹配可以非常接近。 總之計(jì)算發(fā)電機(jī)組容量時(shí)應(yīng)明確各個(gè)負(fù)載的性能，以便做出正確的選擇。10．其他考慮因素
根據(jù)現(xiàn)有負(fù)載進(jìn)行計(jì)算發(fā)電機(jī)組容量后，還要加入其他考慮因素，如是否有些負(fù)載可能發(fā)生過(guò)載的現(xiàn)象，今后是否有擴(kuò)充負(fù)載的需要，建議根據(jù)實(shí)際需要適量加大發(fā)電機(jī)組的容量。 另外在經(jīng)濟(jì)條件許可的情況下，建議采用兩臺(tái)或多臺(tái)發(fā)電機(jī)組，其中一些發(fā)電機(jī)組用于敏感的負(fù)載(如電子計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和其他電子設(shè)備)，另一些發(fā)電機(jī)組用于不敏感的負(fù)載（如電阻性負(fù)載和電動(dòng)機(jī)），以防止向電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)造成發(fā)電機(jī)組電壓波形畸變對(duì)敏感性負(fù)載的影響。
7、特殊用途發(fā)電機(jī)組的應(yīng)用
目前，許多柴油發(fā)電機(jī)組的制造商都在大力開(kāi)發(fā)特殊用途發(fā)電機(jī)組，以擴(kuò)大柴油發(fā)電機(jī)組的應(yīng)用范圍，拓展用戶的選擇空間。如適合于特殊噪聲要求場(chǎng)合的防噪音型發(fā)電機(jī)組；城市范圍內(nèi)的短距離應(yīng)急供電的拖車(chē)發(fā)電機(jī)組；工程事故搶修供電的防噪音型拖車(chē)發(fā)電機(jī)組；適合于城市范圍遠(yuǎn)距離移動(dòng)應(yīng)急供電的車(chē)載電站；適合放置大型發(fā)電機(jī)組，同時(shí)具防噪音作用的集裝箱發(fā)電機(jī)組等。在選用發(fā)電機(jī)組時(shí)，可以根據(jù)不同的要求選購(gòu)。
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