柴油发电机容量选型计算公式

摘要：康明斯发电机组是指由柴油发电机作为动力进行发电的装置，很多状况下用户不清楚柴油发电机功率无法代替发电机功率的，由于柴油发电机使用时候有容量损耗这一说。其实容量要素0.8是行业中公认的计算比例，意味着100kw柴油发电机在安装到机组中作为动力的时候，大约能发电输出功率为80kw，而一部分动能由于带动发电机消耗掉了。因此，康明斯发电机公司在选型柴油发电机组的时候应该以发电机额定容量为装置基本功率，而无法以柴油发电机容量为基准，柴油发电机功率仅仅用于在选取步骤中的一项评价指标。

       例如：某些非授权供应商会把柴油发电机功率作为发电机组容量来误导用户，柴油发电机100kw就能发电100kw这样的机器是不存在的，作为备载电源，柴油发电机也是有后备容量的，较大负荷下柴油发电机无法长时间运转，通常只能用1小时，于是发电机组有了1小时容量与12小时容量的说法。不管您是备载还是常用，柴油发电机功率肯定是大于发电机的（通常行业准则中比例为10~20%），只要有足够的容量，发电机才能负载运转。

      装配发电机组前，康明斯发电机公司要根据安装规范来设计如何装配。

● 机组噪音符合《城市区域环境噪音标准》（GB3096-93）、《工业企业厂界噪声标准》（GB12348-90）；

● 电气装配符合《国家电气装配规范》（GB50055-93/JGT16-92）；

      康明斯可以使用具有专业的计算软件以帮助客户进行正确的发电机组选择，有关该软件的主要信息请与康明斯当地代理联系取得。为了更好地理解软件里所操作的公式、计算及一些相关联的因素，请领会以下一些在发电机选用时必须考虑的内容：

      一台发电机组是由发电机和发电机构造的，然而由于其各自的性能和特点的不一样，于是在成套发电机组后，把它们作为一个系统来整体考虑是非常有必要的。其公式如下：

      举例：对于一台备用额定容量1000kw的发电机组（即P=1000），在连续运行的24小时内，800kw运转机了13小时，900kw运行了1小时，1000kw运行了1小时，500kw时运转了6小时，300kw时运行了3小时。

       康明斯发电机组的容量分为备用功率、常用容量和连续功率。定义如下：

      典型应用：建筑物的后备电源（如上述例题中所述的运行工况)

● 在全部的运转周期内，发电机组的负荷是变化的，并且总的负荷要素不超过70%每运转12小时允许超载10%运行1小时

      典型运用：与大电并机运行调峰、热电联产等

●在100%恒定负荷不限小时数持续运行，或者在变化的负荷下运转，总的负载条件70-100%。

      典型应用：发电站及与电网并机运行、基载运转模式、热电联产等

      在进行发电机组选择及计算时，必须清楚地了解发电机组的实际应用及可能的运行负荷情形，准确选取按以上容量定义的发电机组。

      当海拔高度超过1000m时，每超过100m将会使输出无力1%。具体有关的修正值请与Cummins代理联系。

      当发电机的进风温度超过40°C时需要对输出容量进行修正。

      盐雾或其它腐蚀性的元素会破坏发电机绕组的绝缘而致使发电机的事故，在这种环境下工作的发电机在制造时需要对绕组进行特别防护。

      除非发电机完全密封，否则潮湿的空气会在发电机上凝结露水，运转中的发电机组因为机器温度的升高和空气的流通可以避免凝结水的形成。当在高湿度的环境状况下，当机器处于停机状态时，建议在发电机上加装一个防潮加热器以使温度高出环境温度5℃。

      通过冷却风扇带入的灰尘（如铁屑、沙子等）会伤害到发电机，造成短路。同时这些灰尘堆积到一起也容易吸收空气中的水份而使发电机受潮。如果发电机在这种环境中工作，一般需用加装发电机的进风过滤设备，制造厂可以提供这些装备供选购。

      任何时候，当对在稳态运行中的发电机组进行加载或卸载时，发电机的转速、电压和频率都会产生一个瞬时的变化，然后又恢复到稳态运行状态。这种变化的幅度取决于瞬时加载的有功和无功功率大小，同时也与发电机电压调节器的设定、发电机的总容量、动态特征、装置中其它负荷性质有关。通常的工业运用可以接受30%的瞬间电压降，但有些敏感性的负荷只可接受比较小的瞬态电压降（如备用电源，医疗装备，变速器等）。

      不同的国家具有不同的此类标准，有些行业可能要求发电机组能接受一步加载100%的能力。ISO8528-5规定了瞬态反应的标准，共分4个性能等级，如下表：

      在发电机组选用时，必须考虑加载程序及其瞬态的响应能力，大多数的涡轮增压带中冷却器的四冲程发电机都无法接受一步突加100%的负荷，所以请确保所选取的发电机组能满足实际应用中负荷的需求，图2所示是ISO528-5-G3要求的发电机组加载能力，根据发电机的BMEP及现场的负载大小可得知加载的措施和次数。

     注：当系统可承受的瞬间频率和电压降没有特别要求或符合NFPA 110标准时，康明斯发电机组可承受100%负载一次投入。

      首先，通过TMI找到发电机的BMEP（Brake Mean Effective Pressure）值，单位为Bar或Psi如果负载的大小位于“First Load Step”曲线以下，则可以一步完成这个加载流程。例如：1000kw的发电机的BMEP为16.42Bar，可以查到发电机可以一步加载的最大功率为50%左右的额定容量（即500kw），瞬间的电压、频率变化和恢复时间等参数符合ISO8528-5 G3的要求。

      电压调整器是决定电压/频率变化和恢复时间的一个重要部件。在当负载增加时来维持发电机电压于一个恒定的值。

      对于非并机运行的发电机组，在接到起动信号后，要在10秒内完成起动并达到额定的速度，同时具备带负荷的条件，必须做到如下：

      注：不一样的环境温度可能会需要不一样的蓄电池类型。

② 如果是空气启动方式，则必须具有足够的压缩空气和较小100psi（689.5kPa）的压力2.燃烧空气进气温度至少应为21°C（70°F)。

      线性负荷是指电流和电压加上负荷后波型呈正弦波，包括：

      电流和电压的波型为非正弦波的负荷为非线性负载，详细包括：

◇ SCR系统运用于直流马达，交流变频驱动（VFD）等，一般SCR装置需要大功率的发电机，直流马达的速度变化会致使发电机输出容量因数的变化。

◇ 成型绕组的线圈可以供应更高的机械支撑强度，以承受由于SCR负荷导致的浪涌电流对线圈的冲击，并且较低的发电机温升也可补偿因为SCR负荷发生的热量。

◇ 由于发电机组是一个有限容量的电源，SCR会致使发电机的电压和电流波形失真严重，电流的波形失真会致使装置装置的谐波共振，并使马达和发电机的线圈发热。

◇ 当SCR负荷容量不超过柴油发电机组容量的66%时，可确保发电机组正常运行和防止因为谐波使发电机偏热。

◇ 备用电源能在电力中断时供应其储存的电力，发电机的大小必须满足备用电源的容量，而不是备用电源所带的负载容量。

◇ 电焊机会导致发电机的电流变化不稳定，这种电流的波动会使电压波形失线所示），当操作电焊负荷时可能需要对发电机的容量做较大的修正。

      非线性负荷会产生谐波电流而引起发电机的波型畸变，单相的非线性负载一般会发生较高的三次谐波电流，从而引起较高的对地电流。2/3节距的发电机由于低的零序电抗，可以降低电压的波形畸变。

（1）如果单相负荷加于一个三相发电机上，除非平均分配这一单相负荷于每相上，否则会导致发电机三相电压的不平衡，当三相电压的不平衡度超过2%时，可能对一些要求特别高的负载会有一些影响，或者使正在满负荷运转的马达容易太热。