柴油發(fā)電機功率計算和挑選方式
柴油發(fā)電機組容量的估算是十分重要也是比較復(fù)雜的問題，容量過小，無法帶全部負載或者在啟動大功率負載時導(dǎo)致突然停機；容量過大，投資及維護成本高，造成經(jīng)濟浪費。而且根據(jù)柴油機的特性，如果在小負載下長期工作，將造成活塞環(huán)、噴油嘴積炭嚴重，氣缸磨損加劇等損壞發(fā)電機組的不良后果。所以在容量估算時需要考慮多方面的因素，包括：使用環(huán)境、負載的類型和預(yù)留裕量等內(nèi)容。
1、使用環(huán)境
不同的工作環(huán)境會影響發(fā)電機組的輸出功率。工作環(huán)境主要包括環(huán)境溫度、海拔和相對濕度。當環(huán)境溫度、海拔過高時，空氣密度降低，發(fā)電機組運行時燃燒所需氧氣供應(yīng)量減少，發(fā)電機組的輸出功率應(yīng)做相應(yīng)的下調(diào)。換而言之，選用的發(fā)電機組功率要比負載的功率絕對值高。柴油發(fā)電機組的額定功率是在標準狀態(tài)環(huán)境下滿負載運行時測得，即：進氣溫度為27℃，海拔為152.4m，相對濕度為60％。當超過該標準時，標定功率就要有所折扣了，具體的折扣計算方法見本章內(nèi)容。
值得注意的是，電控柴油機采用了電子噴油控制技術(shù)，通過對安裝在發(fā)電機上的電子控制單元對進氣歧管的進氣壓力、燃油溫度的精確測量，控制每個噴油器的噴油正時和噴油量，使得發(fā)電機組在非標準環(huán)境下有較小的功率下降。
標準化柴油發(fā)電機房
2、負載的類型
不同類型的負載對發(fā)電機組容量要求相差是很大的，負載類型一般分為電阻性、電感性等線性負載與內(nèi)含整流電路的非線性負載（又稱整流性負載）。阻性負載如燈泡、電爐子、烤箱等，感性負載如空調(diào)、機床、水泵等，非線性負載如ups、電子計算機、程控交換機、plc設(shè)備等。帶電阻性負載時，發(fā)電機組的容量只需要略大于負載功率。但是在帶電感性負載和非線性負載時，容量就需重新計算。
（1）電感性負載對容量的影響
電感性負載（如三相籠型異步電動機）的特性是當啟動時有很大的電流，而且功率因數(shù)大大低于正常運轉(zhuǎn)值。如果直接啟動，啟動電流值為正常運轉(zhuǎn)時的5～7倍，這就要求發(fā)電機組容量足夠大滿足其啟動要求。但是隨之而來的問題是發(fā)電機組的功率選大了，而正常運行時功率又遠小于發(fā)電機組額定值，這顯然是不經(jīng)濟的。
例如：發(fā)電機組帶一臺額定功率p＝55kw，滿載穩(wěn)定運行時電壓u＝380v、功率因數(shù)pf＝0.89、效率η＝92％、啟動電流值為額定時5倍的三相異步電動機時，
其額定電流值為
若根據(jù)電流值選擇發(fā)電機組時，可確定額定電壓為380v時，最大輸出電流值為126a，功率為70kw的三相柴油發(fā)電機組。
由于啟動電流i啟＝5·i＝510a，為了滿足啟動要求，不得不選擇最大輸出電流值為532a，功率為300kw的發(fā)電機組。顯然，發(fā)電機組功率變大了，而正常運行時功率又遠小于額定功率，非常不經(jīng)濟。為了減小電動機啟動時的影響，往往采用降壓啟動的方法，就是在啟動時降低加在電動機定子繞組上的電壓，待電動機轉(zhuǎn)速接近穩(wěn)定時，再把電壓恢復(fù)到正常值。一般有以下幾種降壓方法：
① 星形-三角形（y-δ）換接啟動；
② 自耦降壓啟動；
③ 電抗降壓啟動；
④ 軟啟動；
⑤ 變頻啟動。
其中y-δ法的啟動電流為直接啟動電流的1/3；自藕降壓啟動法的設(shè)備具有抽頭根據(jù)啟動轉(zhuǎn)矩的要求得到不同電壓；電抗降壓啟動電流按其端電壓的比例降低；延邊三角形啟動電流一般為直接啟動時的1/2。具體的操作方法可在電工手冊上查得。
（2）非線性負載對容量的影響
非線性負載（如電子計算機等）設(shè)備都有啟動沖擊電流、諧波反饋、電流突變等干擾，而且往往對發(fā)電機組電壓降值有很高的要求。由于柴油發(fā)電機組所送出的電源本身不但電壓畸變度大，而且隨著發(fā)電機組的額定輸出功率容量的減小，其內(nèi)阻增大的矛盾會顯得更加突出。當帶電阻性負載時，這種影響比較小。然而，在帶計算機和通信設(shè)備這種整流濾波型負載或ups時，會影響負載的正常運行乃至使用壽命。雖然康明斯電力技術(shù)有限公司的發(fā)電機組有著優(yōu)良的電氣性能，但出于安全考慮仍應(yīng)把容量選得大一些。
在電壓降的要求上，大容量發(fā)電機組帶較小的負載產(chǎn)生電壓降較小，pmg比shunt小得多，當shunt無刷自勵式發(fā)電機組帶無輸入濾波器的ups時，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)電機組則容量匹配可以非常接近。
柴油發(fā)電機非線性負載示意圖
總之，計算發(fā)電機組容量時應(yīng)明確各個負載的性能，以做出正確的選擇，幾種負載的參考特性參數(shù)見表1。
表1 不同負載時的啟動電流和運行電流
負載電流
啟動時
正常運行時
燈泡/電熱器等（電阻性負載）
1倍
1倍
熒光燈/水銀燈等（鹵素負載）
2.1～2.8倍
1.2～1.8倍
鉆孔機/噴沙機等（交流整流負載）
2.0～3.0倍
1.3～1.6倍
三相籠型異步電動機等（電感性負載）
5.0～6.0倍
1.3～2.0倍
3、其他考慮因素
根據(jù)現(xiàn)有負載進行計算發(fā)電機組容量后，還要加入其他考慮因素，如：是否有些負載可能發(fā)生過載的現(xiàn)象，今后是否有擴充負載的需要，建議根據(jù)自己的實際需要適量加大發(fā)電機組的容量。
另外，在經(jīng)濟條件許可的情況下，建議采用2臺或多臺發(fā)電機組，其中一些發(fā)電機組用于敏感的負載（如電子計算機系統(tǒng)和其他電子設(shè)備），另一些發(fā)電機組則用于不敏感的負載（如電阻性負載和電動機）。防止由于電動機啟動時造成發(fā)電機組電壓波形畸變對敏感性負載的影響。
4、特殊用途發(fā)電機組的選擇
特殊用途發(fā)電機組的開發(fā)和應(yīng)用，擴大了柴油發(fā)電機組的應(yīng)用范圍，拓展了用戶的選擇空間。如適合于特殊噪聲要求場合的防音型發(fā)電機組；城市范圍內(nèi)的短距離應(yīng)急供電或工程事故搶修供電的防音型拖車發(fā)電機組；自備動力，適合于城市范圍遠距離移動應(yīng)急供電的車載電站；適合放置大型發(fā)電機組，同時具有防音效果的集裝箱發(fā)電機組。
移動型柴油發(fā)電機組3d外形圖

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