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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.jubaao.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。
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)。
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))。
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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