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柴油發(fā)電機(jī)組的技術(shù)要求及特點(diǎn) |
無(wú)論用戶(hù)最終選擇哪種品牌或機(jī)型的柴油發(fā)電機(jī)組,其整機(jī)設(shè)計(jì)、制造、安裝、調(diào)試和驗(yàn)收須符合相符的中國(guó)或國(guó)際認(rèn)可的規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)。其次,柴油發(fā)電機(jī)組應(yīng)根據(jù)相關(guān)技術(shù)參數(shù),選取及配置適宜的設(shè)備,滿(mǎn)足發(fā)電系統(tǒng)的使用功能以及荷載、進(jìn)風(fēng)、排風(fēng)、排煙、消音等一般性要求,保證任何情況下均能正常運(yùn)行。
圖1 康明斯發(fā)電機(jī)組正面及后視圖 |
一、對(duì)發(fā)電用柴油機(jī)的技術(shù)要求
發(fā)電用柴油機(jī)多數(shù)為通用型或其他機(jī)型的變型,可用于移動(dòng)式、固定式和船用發(fā)電機(jī)組,其技術(shù)特點(diǎn)及要求如下:
(1)頻率穩(wěn)定。
為保證頻率穩(wěn)定性,要求安裝靈敏度較高的全程式調(diào)速器。要求瞬時(shí)調(diào)速率δ1≤7%-10%,穩(wěn)態(tài)調(diào)速率δ2≤5%,轉(zhuǎn)速波動(dòng)率ψ≤±0.5%。常見(jiàn)的機(jī)械離心式調(diào)速器、液壓調(diào)速器、電液調(diào)速器,過(guò)渡到應(yīng)用電子調(diào)速器。一般機(jī)械調(diào)速器精度等級(jí)為3,靜態(tài)調(diào)速率為5%;而電子調(diào)速器精度等級(jí)為1,靜態(tài)調(diào)速率為2%。
(2)要求平穩(wěn)性好,不均勻度?。?ε≤0.5%~0.33%)。所以一般采用多缸機(jī)或較大的飛輪。
(3)可靠性高,具有長(zhǎng)期連續(xù)工作的能力。應(yīng)急備用發(fā)電機(jī)組或無(wú)人值守發(fā)電機(jī)組要求安全連續(xù)運(yùn)行時(shí)間在500h以上。國(guó)外柴油機(jī)的平均無(wú)故障時(shí)間可以達(dá)到2500-5000h。
(4)噪聲低。在距機(jī)組柴油機(jī)和發(fā)電機(jī)機(jī)體1m處的噪聲聲壓平均值:機(jī)組功率≤250kW時(shí),噪聲≤102dB(A);機(jī)組功率>250kW時(shí),噪聲≤108dB(A)。低噪聲機(jī)組在距≤108dB(A)。機(jī)體1m處的噪聲聲壓值可達(dá)到≤65dB(A)。
(5)較大容量的發(fā)電機(jī)組及應(yīng)急備用發(fā)電機(jī)組必須有自動(dòng)起動(dòng)、自動(dòng)加減負(fù)載、自動(dòng)停機(jī)等多種自動(dòng)控制功能。
(6)坑道內(nèi)使用的發(fā)電機(jī)組要注意對(duì)發(fā)電機(jī)組進(jìn)行排氣凈化。盡量采用低噪聲和低排放機(jī)組。普通機(jī)組必須加載排氣凈化和降噪裝置。
圖2 康明斯發(fā)電機(jī)組平面圖 |
康明斯發(fā)電機(jī)組側(cè)面圖 |
二、柴油發(fā)電機(jī)組的配套特點(diǎn)
發(fā)電機(jī)組主要技術(shù)性能有:穩(wěn)態(tài)電壓調(diào)整率δu、突加突卸負(fù)載時(shí)瞬態(tài)電壓高速率及恢復(fù)時(shí)間、起動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)的能力、無(wú)線電干擾允許值等多種指標(biāo)。這里著重介紹兩種性能指標(biāo)。
發(fā)電機(jī)的電壓高速范圍為95%~105%額定電壓。當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓整定在95%或105%額定電壓時(shí),發(fā)電機(jī)從空載到額定負(fù)載的功率因素應(yīng)在1.0~0.8(遲后)之間變化,并且三相電流平衡;
柴油機(jī)轉(zhuǎn)速變化率規(guī)定值(一般為5%,即空載時(shí)為105%額定轉(zhuǎn)速,滿(mǎn)載時(shí)為額定轉(zhuǎn)速)變化時(shí),電壓變化值與整定電壓之比的百分?jǐn)?shù)稱(chēng)為穩(wěn)態(tài)電壓調(diào)整率。根據(jù)機(jī)組使用要求不同,有±1%、±2.5%、±3%、±5%4種指標(biāo),也可以提出更高要求。
當(dāng)電機(jī)突加負(fù)載時(shí),其端電壓將瞬時(shí)降低;突卸負(fù)載時(shí)端電壓將瞬時(shí)升高,均需經(jīng)一定的時(shí)間才能恢復(fù)至規(guī)定值。這種最大瞬時(shí)值與標(biāo)定值之差與標(biāo)定電壓之比的百分?jǐn)?shù)稱(chēng)為瞬態(tài)電壓調(diào)整率。瞬態(tài)電壓調(diào)整率及恢復(fù)時(shí)間與下列因數(shù)有關(guān):負(fù)載性質(zhì)及大小、勵(lì)磁系統(tǒng)的強(qiáng)勵(lì)能力、發(fā)電機(jī)的電抗與時(shí)間常數(shù)。
1.直接起動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)的能力
發(fā)電機(jī)在空載標(biāo)定電壓時(shí),允許直接起動(dòng)一定功率的空載的異步電動(dòng)機(jī)。T2、TFW系列小型三相同步發(fā)電機(jī)允許直接起動(dòng)空載四極籠式轉(zhuǎn)子常用系列異步電動(dòng)機(jī)(此時(shí)動(dòng)態(tài)性能不作考核)的能力見(jiàn)表6-1。
表6-1 T2、TFW系列三相同步發(fā)電機(jī)起動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)的能力
發(fā)電機(jī)標(biāo)定功率Pn(KW)
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被起動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)功率(KW)
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發(fā)電機(jī)標(biāo)定功率
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被起動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)功率(KW)
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≤40
50、64、75
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0.7Pn
30
|
90、120
150、200
|
55
75
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在標(biāo)定電壓和標(biāo)定頻率下,直接起動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)時(shí),發(fā)電機(jī)定子電流非常大,定子繞組端部產(chǎn)生的電磁力和局部過(guò)熱也很?chē)?yán)重,因而起動(dòng)次數(shù)不能時(shí)宜于頻繁。
2.無(wú)線電干擾允許值
用于通信電源的柴油發(fā)電機(jī)組無(wú)線電干擾電平有嚴(yán)格要求,其允許值應(yīng)不大于表6-2中規(guī)定的值。按照GB3907《工業(yè)無(wú)線電干擾常用測(cè)量方法》進(jìn)行測(cè)量考核,特殊情況可提出更嚴(yán)格的要求。
表6-2 工業(yè)無(wú)線電干擾子電平允許值
頻率,MHz
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0.15
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0.25
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0.35
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0.6
|
0.8
|
1.0
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1.5
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2.5
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3.5
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5~30
|
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端子電平
允許值
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μV
dB
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3000
69.5
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1800
65.2
|
1400
62.9
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920
59
|
830
58
|
770
58
|
680
56.7
|
550
54.8
|
420
54
|
400
52
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3.機(jī)組的并車(chē)性能要求
兩臺(tái)規(guī)格型號(hào)完全相同的三相機(jī)組,在額定功率因數(shù)下,應(yīng)能在額定功率的20%~100%范圍內(nèi)穩(wěn)定并聯(lián)運(yùn)行。為了提高有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)速器的穩(wěn)態(tài)調(diào)速率在2%~5%范圍內(nèi)調(diào)節(jié)的裝置。裝在控制屏內(nèi)的調(diào)壓裝置可使穩(wěn)態(tài)電壓調(diào)整率在5%范圍內(nèi)調(diào)整。
4.機(jī)組的自動(dòng)化性能要求
隨著通信技術(shù)的發(fā)展,一方面通信設(shè)備要求交流電源不問(wèn)斷供電,另一方面通信電源設(shè)備的集中監(jiān)控越來(lái)越普及。要求通信用柴油發(fā)電機(jī)組必須具備自動(dòng)化的功能。由于機(jī)組自動(dòng)化程度不同,根據(jù)GB4712的規(guī)定,機(jī)組自動(dòng)化分顯一、二、三級(jí),三級(jí)機(jī)組的自動(dòng)化程度最高。
(1)一級(jí)自動(dòng)化機(jī)組的性能要求
①機(jī)組應(yīng)自動(dòng)維持應(yīng)急準(zhǔn)備運(yùn)行狀態(tài),柴油機(jī)啟動(dòng)前自動(dòng)進(jìn)行預(yù)潤(rùn)滑。
②當(dāng)機(jī)組需要啟動(dòng)/停機(jī)運(yùn)行時(shí),能按自動(dòng)控制指令或遙控指令實(shí)現(xiàn)自動(dòng)啟動(dòng)/自動(dòng)停機(jī)。
③機(jī)組在運(yùn)行過(guò)程中,若出現(xiàn)過(guò)載、短路、超速、過(guò)頻、水溫過(guò)高、機(jī)油壓力過(guò)低等異常情況均能進(jìn)行自動(dòng)保護(hù)。
④機(jī)組應(yīng)配備表明正常運(yùn)行和非正常運(yùn)行聲光信號(hào)系統(tǒng),通過(guò)這些信號(hào)表明機(jī)組運(yùn)行情況。
⑤機(jī)組在無(wú)人值守的情況下應(yīng)能連續(xù)運(yùn)行4h。
(2)二級(jí)自動(dòng)化機(jī)組
二級(jí)機(jī)組除滿(mǎn)足一級(jí)自動(dòng)化機(jī)組各項(xiàng)要求外,還應(yīng)滿(mǎn)足下述要求:
①機(jī)組應(yīng)具有燃油、機(jī)油和冷卻水自動(dòng)補(bǔ)充的功能。
②機(jī)組在無(wú)人值守的情況下,能連續(xù)運(yùn)行240h。
(3)三級(jí)自動(dòng)化機(jī)組
除滿(mǎn)足一、二級(jí)自動(dòng)化機(jī)組的各項(xiàng)要求外,還必須具備下面功能:
①當(dāng)機(jī)組自啟動(dòng)失敗時(shí),自啟動(dòng)控制程序系統(tǒng)應(yīng)能自動(dòng)地將啟動(dòng)指令轉(zhuǎn)移到下一臺(tái)備用機(jī)組。
②機(jī)組應(yīng)能按自動(dòng)控制指令或遙控指令完成兩臺(tái)同型號(hào)的機(jī)組自動(dòng)并機(jī)和解列。
③機(jī)組并機(jī)運(yùn)行時(shí),應(yīng)能自動(dòng)分配輸出的有功功率和無(wú)功功率。
機(jī)組除了具有一、二級(jí)自動(dòng)化機(jī)組的各項(xiàng)保護(hù)外,還應(yīng)具有逆功率保護(hù)等功能。
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