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新聞主題 |
柴油發(fā)電機(jī)組實(shí)際輸出功率的選型手冊(cè) |
正確的選型手冊(cè)能為用戶選擇適合特定工作要求的柴油發(fā)電機(jī)組，首選分析和理解客戶的需求，同時(shí)加強(qiáng)制定方案工作人員對(duì)功率的認(rèn)識(shí)，各種不同類(lèi)型負(fù)載及其對(duì)柴油發(fā)電機(jī)組影響的理解。
一、選型的重要性
一臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)組在以下方面有限制：
● 有功功率
● 無(wú)功功率
● 啟動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)能力
● 輸出電流
● 輸出電壓
● 環(huán)境（環(huán)境溫度，海拔，濕度等）
柴油發(fā)電機(jī)組在實(shí)際工作環(huán)境下必須有足夠的功率啟動(dòng)負(fù)載正確的選型是根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)合選擇最佳的柴油發(fā)電機(jī)組。因此，是否正確選擇了發(fā)電機(jī)組不僅是經(jīng)濟(jì)性的問(wèn)題，更涉及到負(fù)載設(shè)備能否正常運(yùn)行的問(wèn)題。
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柴油發(fā)電機(jī)組過(guò)載示意圖 |
二、數(shù)據(jù)收集
1、從用戶那收集必要的數(shù)據(jù)，例如影響柴油發(fā)電機(jī)組功率的因素
（1）負(fù)載的類(lèi)型
（2）負(fù)載的啟動(dòng)方式
（3）負(fù)載啟動(dòng)先后順序
（4）環(huán)境影響下的功率衰減
2、定義和理解負(fù)載類(lèi)型及應(yīng)用
（1）阻性負(fù)載（如白熾燈）
①特點(diǎn)
● 功率因數(shù)=1
● kW=kVA
● 無(wú)啟動(dòng)視在功率影響
● 電壓和頻率恢復(fù)時(shí)間較短
對(duì)于阻性負(fù)載，其需要容量與柴油發(fā)電機(jī)組的額定功率相等。
② 舉例：
用戶使用125KW運(yùn)行三相400V中，用了144A的負(fù)載。但是發(fā)現(xiàn)一旦增加負(fù)載，柴油機(jī)功率就開(kāi)始下降，而在銘牌上顯示發(fā)電機(jī)的額定電流是180A。這是怎么一回事呢？
查詢發(fā)現(xiàn)：該負(fù)載是照明類(lèi)負(fù)載，功率因數(shù)：PF=1.0
計(jì)算：kW=（400V×144A×√3×1.0）/1000
kW=100→正常
計(jì)算：kW=（400V×180A×3×1.0）/1000-kW=125→柴油機(jī)過(guò)載！
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圖1 柴油發(fā)電機(jī)組阻性負(fù)載特性曲線圖 |
（2）感性負(fù)載（如電動(dòng)機(jī)、線圈燈）
① 特點(diǎn)
● 功率因數(shù)<1
● kVA>kW
● 需要考慮啟動(dòng)視在功率
● 電壓和頻率恢復(fù)時(shí)間較長(zhǎng)
② 對(duì)電感式負(fù)載，計(jì)算柴油發(fā)電機(jī)組功率時(shí)需要考慮不同的啟動(dòng)方式。
○ 啟動(dòng)電機(jī)時(shí)需要更多的功率。
○ 運(yùn)行功率因數(shù)通常為0.8，啟動(dòng)時(shí)功率因數(shù)可能降至0.3。
○ 啟動(dòng)時(shí)的浪涌電流。
○ 運(yùn)行kW=運(yùn)行kVAx運(yùn)行PF（常用為0.8）。
○ SkVA：?jiǎn)?dòng)視在功率。
③ 舉例：
某用戶用125KW運(yùn)行10臺(tái)10KW加熱器。使用后發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)組只能運(yùn)行7臺(tái)感性加熱器。這又是怎么一回事？查詢加熱器數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)：加熱器的PF=0.6
·計(jì)算方法：
電流=10kW×1000/（400V××3×0.6）
電流=24A/每臺(tái)
7臺(tái)→A=24A×7=168A→正常-8臺(tái)→電流=24A×8=192A→過(guò)載
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圖2 柴油發(fā)電機(jī)組感性負(fù)載特性曲線圖 |
（3）非線性負(fù)載
包括不間斷電源（UPS），變速驅(qū)動(dòng)（VSD）和補(bǔ)償電容。
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圖3 柴油發(fā)電機(jī)組非線性負(fù)載特性曲線圖 |
三、選型知識(shí)
可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)法和柴油發(fā)電機(jī)組廠家的選型表來(lái)選擇適合的柴油發(fā)電機(jī)組，如果在特殊的工作環(huán)境下使用發(fā)電機(jī)組，發(fā)電機(jī)組將降功率使用。
1、功率因數(shù)
功率因數(shù)是衡量電路是感性還是容性的標(biāo)準(zhǔn)，其公式為
PF=kW/kVA
功率因數(shù)可以理解為從電能到機(jī)械能轉(zhuǎn)化時(shí)的損失，所有柴油發(fā)電機(jī)組功率因數(shù)都是0.8（例如100kW/0.8=125kVA）。對(duì)于不同感性負(fù)載，功率因數(shù)可能從0.9~0.6不等，低功率因數(shù)的負(fù)載需要更大功率的柴油發(fā)電機(jī)組。
DOOSAN
2、柴油機(jī)/發(fā)電機(jī)匹配標(biāo)準(zhǔn)
（1）柴油機(jī)產(chǎn)生機(jī)械功率→HPorkW（m）
（2）柴油發(fā)電機(jī)組產(chǎn)生視在功率→kVA·
（3）設(shè)計(jì)柴油發(fā)電機(jī)組功率因數(shù)為0.8時(shí)，柴油機(jī)和發(fā)電機(jī)應(yīng)按以下比例匹配：
100kVA發(fā)電機(jī)＋80kW柴油機(jī)
3、電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)方式：
（1）直接啟動(dòng)
使用直接啟動(dòng)方式啟動(dòng)負(fù)載，發(fā)電機(jī)組所能帶動(dòng)的電機(jī)功率如表1：
表1電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)方式選型表
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發(fā)電機(jī)組功率(kW)
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20
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30
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50
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75
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100
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120
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215
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291
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407
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500
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異步電動(dòng)機(jī)功率(KW)
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14
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21
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30
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30
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55
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55
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75
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85
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135
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175
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啟動(dòng)視在功率(KVA)
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135
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194
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262
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262
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473
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473
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656
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743
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1181
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1531
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除了電動(dòng)機(jī)銘牌上的數(shù)據(jù)，用戶還應(yīng)提供電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的順序如果可以，啟動(dòng)時(shí)應(yīng)盡量從大功率電動(dòng)機(jī)到小功率電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)如果啟動(dòng)順序是隨意的，計(jì)算時(shí)應(yīng)該按照從小功率到大功率順序來(lái)計(jì)算選型。
（2）降壓?jiǎn)?dòng)：
● 星三角形啟動(dòng)
啟動(dòng)電流=3×額定電流
● 自藕降壓?jiǎn)?dòng)
啟動(dòng)電流和自藕變壓器原副邊電壓比有關(guān)
1 HP=0.746 kW
1 kW=1.34 HP
功率=電壓x電流/1000（單相）
功率=電壓x電流xPFx1.73/1000（3相）
上式中的電流屬于正常運(yùn)轉(zhuǎn)電流，不是啟動(dòng)瞬間電流；PF指功率因數(shù)。
（3）軟啟動(dòng)
表2 軟啟動(dòng)的瞬間啟動(dòng)電流參考表
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應(yīng)用機(jī)械類(lèi)型
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選用功能
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執(zhí)行的功能
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啟動(dòng)電流(%)
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啟動(dòng)時(shí)間(秒)
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離心泵
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標(biāo)準(zhǔn)啟動(dòng)
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減少?zèng)_擊，消除水錘
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300
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5~15
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螺桿式壓縮機(jī)
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標(biāo)準(zhǔn)啟動(dòng)
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減少?zèng)_擊，延長(zhǎng)機(jī)械壽命
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300
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3~20
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離心式壓縮機(jī)標(biāo)
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準(zhǔn)啟動(dòng)
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減少?zèng)_擊，延長(zhǎng)機(jī)械壽命
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350
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10~40
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活塞式壓縮機(jī)標(biāo)
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準(zhǔn)啟動(dòng)
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減少?zèng)_擊，延長(zhǎng)機(jī)械壽命
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350
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5~10
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傳送帶運(yùn)輸機(jī)
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標(biāo)準(zhǔn)+突跳
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啟動(dòng)平穩(wěn)，減少?zèng)_擊
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300
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3~10
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風(fēng)機(jī)
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標(biāo)準(zhǔn)啟動(dòng)
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減少?zèng)_擊，延長(zhǎng)機(jī)械壽命
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300
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10~40
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攪拌機(jī)
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標(biāo)準(zhǔn)啟動(dòng)
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降低啟動(dòng)電流
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350
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5~20
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磨粉機(jī)
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重載啟動(dòng)
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降低啟動(dòng)電流
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450
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5~60
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4、選型案例與計(jì)算方法
（1）用戶指定額定電流
用戶需要額定電流為180A的柴油發(fā)電機(jī)組，解決方法：詢問(wèn)發(fā)電機(jī)組電壓和詢問(wèn)負(fù)載功率因數(shù)。
假定用戶電壓為400V，功率因數(shù)為0.8
kW=(V×A×PF×1.73)/1000
kW=(400×180×0.8×1.73)/1000=100kW
因此需要提供100kW柴油發(fā)電機(jī)組。
（2）用戶提供電動(dòng)機(jī)滿載電流
用戶需要能運(yùn)行400V-30，21 A的電動(dòng)機(jī)。
解決方案：根據(jù)啟動(dòng)電流=7×額定電流來(lái)計(jì)算
啟動(dòng)電流=147→SkVA=400×147×1.732/1000=101kVA
根據(jù)表1電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)方式選型表，因此需要提供20kW柴油發(fā)電機(jī)組。
（3）用戶指定滿載電流和啟動(dòng)方式
某用戶需要購(gòu)買(mǎi)一臺(tái)能運(yùn)行一臺(tái)星三角形啟動(dòng)400V，3相，100A的電機(jī).
解決方案：?jiǎn)?dòng)電流=3×額定電流
100 Amps@400V-30→啟動(dòng)電流=300A
SkVA=啟動(dòng)電流×電壓×1.732/1000=207.8（kVA）
根據(jù)表1電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)方式選型表，因此需要提供75kW柴油發(fā)電機(jī)組。
（4）啟動(dòng)順序案例
① 已知數(shù)據(jù)：
● 傳輸帶：電機(jī)---30kW，400V，3相，PF=0.8；
● 星三角形啟動(dòng)燈：400V，3相，20A，PF=1.0.
● 加熱器：400V，3相，30A，PF=1.0.
● 泵：10kW，400V，3相，PF=0.8；
● 直接啟動(dòng)所有負(fù)載同時(shí)啟動(dòng)
② 計(jì)算方法：
● 星三角形啟動(dòng)計(jì)算：
啟動(dòng)電流=3×額定電流→啟動(dòng)電流=162A→SkVA=電壓×啟動(dòng)電流×1.732/1000=112（kVA）
● 燈：400V，3相，20A，PF=1.0.
計(jì)算：SkVA=kW=14（kVA）
● 加熱器：400V，3相，30A，PF=1.0
計(jì)算：SkVA=kW=21（kVA）
● 泵：10kW，400V，3相，PF=0.8；
直接啟動(dòng)計(jì)算：?jiǎn)?dòng)電流=7×額定電流→啟動(dòng)電流=126→SkVA=電壓×啟動(dòng)電流×1.732/1000=87（kVA）
● 因所有負(fù)載同時(shí)啟動(dòng)，
總SkVA=112+14+21+87=234kVA
總電流=54+20+30+18=122（A）
因此提供135A/75kW柴油發(fā)電機(jī)組。
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