摘要：在選型之前需要確定所需的柴油發(fā)電機類型，包括靜音型、手推式、移動式等。一般來說，靜音型發(fā)電機組適合小型建筑應用，移動電站適合需要移動供電的場合，因此，選擇適合自己應用場景的柴油發(fā)電機是非常重要的。康明斯公司本文通過計算柴油發(fā)電機的選型和考慮實際需求、環(huán)境條件等因素，可以選擇到較適合您的柴油發(fā)電機，確保其具備良好的性能和可靠性。

一、選型的考慮因素

1、負載類型

負載類型分為純電阻性負載、純電感性負載、純電容性負載和混合負載等。其中，純電阻性負載較為穩(wěn)定，負載波動較小，所需的發(fā)電機額定功率為實際負載功率的1.2-1.5倍；純電感性負載相對穩(wěn)定，但有過負載的風險，所需的發(fā)電機額定功率為實際負載功率的2-2.5倍；純電容性負載及混合負載的波動性較大，所需的發(fā)電機額定功率為實際負載功率的2.5-3倍。

2、環(huán)境條件

環(huán)境條件包括溫度、氣壓、海拔高度等。這些因素會影響柴油發(fā)電機的輸出功率和工作效率。

3、需要供電的設備功率和數(shù)量

柴油發(fā)電機的額定功率必須大于所需供電設備的總功率，并考慮到設備的啟動峰值功率和過載剩余能力。

康明斯發(fā)電機組側(cè)面圖

二、容量選擇

1、選型和數(shù)量確定

柴油發(fā)電機容量與臺數(shù)應根據(jù)負荷大小和投入順序以及單臺電動機較大啟動容量等因素綜合確定。當應急或備用負荷較大時，可采用多機并列運行，應急柴油發(fā)電機組并機臺數(shù)不宜超過4臺，備用柴油發(fā)電機組并機不宜超過7臺。額定電壓為230V/400V的機組并機后總?cè)萘坎灰顺^3000kW。當受并機條件限制時，可實施分區(qū)供電。

2、方案設計

在方案及初步設計階段，按以下方法估算，并取容量較大值。

（1）按建筑面積估算，建筑面積在10000㎡以上的建筑按15~20w/㎡，建筑面積在10000㎡以下的建筑按10~15w/㎡。

（2）按配電變壓器容量估算，占配電變壓器的10%~20%。按照我國實際情況，建筑物規(guī)模大時取下限，規(guī)模小時取上限。

3、施工階段

施工圖階段，柴油發(fā)電機容量選擇

（1）按照下述方法進行計算，并取其中容量較大者：

① 按需要供電的穩(wěn)定負荷來計算發(fā)電機容量；

② 按較大的單臺電動機或成組電動機啟動的需要，計算發(fā)電機容量；

③ 按啟動電動機時，發(fā)電機母線允許電壓降計算發(fā)電機容量。

（2）施工圖設計階段應根據(jù)一級負荷、消防負荷及重要的二級負荷進行計算，并應滿足功率較大一臺電動機的啟動條件。

（3）按其供電范圍內(nèi)的總設備容量計算柴油發(fā)電機容量，計算公式如下：

Pe=K·Kx·Pn/η

式中Pe——發(fā)電機組的額定功率（kW）；

K——可靠系數(shù)（取1.1-1.2）；

Kx——需要系數(shù)；

Pn——總設備容量（kW）；

η——并聯(lián)機組不均勻系數(shù)，一般取0.9，單臺時取1.0。

（4）按較大一臺電動機啟動條件校驗發(fā)電機的容量，即：

Pe≥K·P1+P

式中，Pe——柴油發(fā)電機額定功率（kW）；

K——發(fā)電機組供電負荷中較大一臺電動機的較小啟動倍數(shù)（見表1）；

P1——較大一臺電動機額定功率（kW）；

P——在較大一臺電動機啟動之前，發(fā)電機已帶的負荷（kW）。

表1 發(fā)電機組供電負荷中較大一臺電動機的較小啟動倍數(shù) (K)

（5）當柴油發(fā)電機組除為消防、安防等負荷供電，同時還為其它非消防重要負荷（如：宴會廳、大型商業(yè)營業(yè)廳、高級客房、計算機房等照明及部分客梯等）供電時，在火災發(fā)生時，應自動切除非消防重要負荷。發(fā)電機的容量應按消防負荷及非消防重要負荷之間的較大者確定發(fā)電機的容量。

（6）有電梯和消防水泵負荷時，在全電壓直接啟動較大一臺異步電動機情況下，發(fā)電機母線電壓應不低于額定電壓的80%，當無電梯負荷時，發(fā)電機母線電壓應不低于額定電壓的75%。

      當條件允許時，電動機可采用降壓啟動方式。電動機的較小啟動倍數(shù)見表1。

（7）發(fā)電機的使用容量應考慮海拔高度及溫濕度等環(huán)境的影響。

      外界環(huán)境氣壓、溫度、濕度等條件不同時，按下表校正系數(shù)進行校正，即：實際功率=額定功率×C。 

注：增壓柴油機是指柴油發(fā)電機組的柴油機帶有增壓器，增壓柴油機工作時，燃燒所需的空氣是經(jīng)增壓后送入柴油機。

三、額定電壓選擇

1、當符合下列情況之一時，宜選擇低壓柴油發(fā)電機組：

（1）電壓降能滿足規(guī)范要求，只需向低壓設備供電；

（2）機組不需要并機運行，或并機后總?cè)萘坎淮笥?200kW。

2、當符合下列情況之一時，宜選擇高壓柴油發(fā)電機組：

（1）經(jīng)計算，低壓供電不滿足電壓降要求；

（2）需向高壓設備供電時；

（3）多臺大容量機組并聯(lián)運行。

康明斯發(fā)電機組后視圖

四、性能等級分類

      為了覆蓋各供電系統(tǒng)（負載）的不同要求、性能等級劃分為：

（1）G1：

      連接的負載只規(guī)定基本的電壓和頻率參數(shù)，適用于照明和簡單的電氣負載。

（2）G2：

      電壓特性與電網(wǎng)類似，當負載發(fā)生變化時，允許暫時的然而是允許的電壓和頻率的偏差，適用于照明、水泵、風機等。

（3）G3：

      連接的設備對發(fā)電機的電壓、頻率和波形有特別嚴格要求，適用于電信負載和晶閘管控制的設備。

（4）G4：

      連接的設備對發(fā)電機的電壓、頻率和波形有特別嚴格要求，適用于數(shù)據(jù)處理設備和計算機系統(tǒng)。

五、機組選型

1、采用發(fā)電機長期運行的負荷率不應低于15%，且不宜高于85%。

2、為響應節(jié)能等綠色設計理念，宜盡量選擇機組外形尺寸小、結構緊湊、重量輕、且耗油和輔助設備少的產(chǎn)品，以減少機房的面積和高度。

3、宜選用高速柴油發(fā)電機組和無刷勵磁交流同步發(fā)電機，并選擇耗油量少、效率高的產(chǎn)品。配自動電壓調(diào)整裝置。選用的機組應裝設快速自啟動裝置和雙電源自動切換裝置。 

4、當用電負荷諧波較大時，應考慮對發(fā)電機的影響。

5、自啟動裝置應保證在市電中斷后15s內(nèi)自啟動供電，并具有三次自啟動功能，其總計時間不大于30s。自啟動方式為電氣啟動（啟動電源為直流電壓24V）。

6、冷卻方式的選擇應根據(jù)建筑物特點、對應急電源的運行要求、建筑物所處的環(huán)境及配置條件選擇。

7、宜選用單臺機組，且額定容量不宜超過2000kVA。當需多臺機組為同一系統(tǒng)并聯(lián)供電時，發(fā)電機組總臺數(shù)不宜超過4臺，此時單臺機組的額定容量不宜超過1000kVA：當受并列條件限制時，可分區(qū)設置。

8、選用多臺機組時，應選擇型號、規(guī)格和特性相同的機組和配套設備。

9、為同一系統(tǒng)供電的發(fā)電機組在兩臺以上時，應考慮機組并列（并機）運行，但不考慮與當?shù)仉娏ο到y(tǒng)的并聯(lián)運行。其并機的基本條件是：待并機組與系統(tǒng)的相序、電壓波形一致（電壓波形畸變率不大于10%且都是正弦波）。機組的并機方式，可采用手動準同期法；當兩臺自啟動機組并機時，應采用自動同期法，在機組間同期后再向負荷供電。

10、柴油發(fā)電機的單機容量，額定電壓為3kV~10kV時不宜超過2400kW，額定電壓為1kV以下時不宜超過1600kW。

11、3kV~10kV高壓發(fā)電機組的電壓等級宜與用戶側(cè)供電電壓等級一致。

12、柴油發(fā)電機組產(chǎn)品性能表（參考表2)

表2  康明斯發(fā)電機組技術參數(shù)表（低壓）

注：

（1）柴油發(fā)電機組電壓等級為AC400V。

（2）本表根據(jù)康明斯公司提供的技術資料編制，發(fā)電機組型號參數(shù)以較新樣本為準。

六、功率性質(zhì)說明

1、持續(xù)功率（COP）（恒定負荷持續(xù)運行）

      在商定的運行條件下并按制造商的規(guī)定進行維護保養(yǎng)，機組以恒定負載持續(xù)運行，且每年運行時間不受限制的最大功率。

（1）特性：

      無運行時間限制，為恒定負載連續(xù)供電的最大功率，通常用于負荷變化不大，需持續(xù)供電的場所（比如金融行業(yè)數(shù)據(jù)中心）。

（2）應用范圍

① 固定負載與市電長期并聯(lián)使用的場所；

② 熱電聯(lián)產(chǎn)業(yè)的單位；

③ 功率恒定的同時運行時間不限。

2、基本功率（PRP）（變負荷連續(xù)運行）

      在商定的運行條件下并按制造商的規(guī)定進行維護保養(yǎng)，機組以可變負載連續(xù)運行，其每年運行時間不受限制的最大功率。24h運行周期內(nèi)允許的平均功率輸出（Ppp）應不超過PRP的70%。

（1）特性：

      通常用于負載經(jīng)常變化，其需要連續(xù)供電的場所（比如生產(chǎn)不能停止的工廠）。

（2）應用范圍

① 自然災害偏多且偏遠地區(qū)，沒有市電的用戶；

② 調(diào)峰、削減用電費率的用戶；

③ 年運行時間超過200小時應急備用。

注：推薦至少兩臺機組+ATS切換功能

3、限時運行功率（LTP）

      在商定的運行條件下并按制造商的規(guī)定進行維護保養(yǎng)，機組每年運行時間可達500h的最大功率。

（1）特性：

      通常用于負荷變化不大，無需長期持續(xù)供電的場所（如B級數(shù)據(jù)中心）。

（2）應用范圍

① 市電高峰，基底負荷，自用的場所；

② 與市電并網(wǎng)，運行時間≤ 500小時的用戶。

4、應急備用功率（ESP）（變負荷限時運行）

      在商定的運行條件下并按制造商的規(guī)定進行維護保養(yǎng)，在市電一旦中斷或在試驗條件下，機組以可變負載運行且每年運行時間可達200h（按100%ESP運行，每次運行一般不超過1h）的最大功率，24h運行周期內(nèi)允許的平均功率輸出 （Ppp）應不超過70%ESP。

（1）特性：

通常用于市電供電可靠的場合，提供短時供電和照明（比如消防負荷）。

（2）應用范圍

① 市電供電可靠性高場所；

② 應急備用：人身安全、法定需要的用戶；

③ 非法定備用，僅為減少經(jīng)濟損失或設備損壞的用戶；

總結：

      現(xiàn)代社會中，在應急電力設計中會經(jīng)常性將柴油發(fā)電機用作備用電源，在其所有參數(shù)中設備的功率是較重要的一項指標。如果功率過小將無法為您的用電設備供電；如果功率過大，除了浪費購買成本還會增加維護費用。因此，我們首先應該確定用電負載真實數(shù)據(jù)，并通過瞬間電流啟動系數(shù)計算出較終設備的容量，才能真正滿足您當前的電力需求和預期的需求。