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柴油发电机组的分类和主要应用 |
摘要：柴油发电机组的分类通常分为常用和备用机型，功率也相应的分为备载功率和常载功率，康明斯发电机组的标准常载功率一般是备载功率的90%，其他国产品牌一般低于此标准。柴油发电机组属非连续运行发电设备，若连续运行超过12h，其输出功率将低于额定功率约90%。尽管柴油发电机组的功率较低，但由于其体积小、灵活、轻便、配套齐全，便于操作和维护，所以广泛应用于矿山、铁路、野外工地、道路交通维护、以及工厂、企业、医院等部门，作为备用电源或临时电源。
一、按用途分类
1、自备电源
某些用电单位没有网电供应，如远离大陆的海岛，偏远的牧区、农村、荒漠高原的军营、工作站等；还有些用电单位虽然有网电供应，但供应极不正常，往往因为季节和恶劣天气或线路故障等原因停止供电，这些用电单位，就需要配置自备电源。所谓自备电源，就是自发自用的电源，在需要电功率不太大的情况下，柴油发电机组往往成为自备电源的首选。
2、备用电源
备用电源也称应急电源，外观结构如图1、图2所示。主要用途是某些用电单位虽然已有比较稳定可靠的网电供应，但为了防止意外情况，如出现电路故障或发生临时停电等，仍配置自备电源作应急发电使用。可见，备用电源实际上也是自备电源的一种，只不过它不被作为主电源使用，而仅仅在紧急的情况下作为一种应急使用。使用备用电源的用电单位一般对供电保障的要求比较高，甚至不允许有一分一秒的停电，必须在网电终止供电的瞬间就用自备发电来保障供电，否则就会造成巨大损失。这类单位包括一些传统的高供电保障单位，如医院、矿山、电厂保安电源，使用电加热设备的工厂等；近年来，网络保护电源已成为备用电源需求的新增长点，如电信行业、银行、机场、指挥中心、数据库、高速公路、高等级宾馆、写字楼和高级餐饮娱乐场所等，正日益成为备用电源使用的主体。
3、调峰电源
调峰电源的用途是弥补网电供应之不足。在网电供应不足的情况下，用电高峰时段就会产生电力短缺，网电使用受到限制，供电部门不得已到处拉闸限电，这时，就需要调峰电源加以弥补。设置调峰电源通常应是公共供电部门的工作，但是，在中国由于电力供应阶段性地呈现出整体供不应求的局面，用电单位只能自行解决调峰问题。调峰电源小型化为使用柴油发电机组提供了可能。
4、移动电源
移动电源就是没有固定的使用地点，而被到处转移使用的发电设备。柴油发电机组由于轻便灵活、易操作的特点，而成为移动电源的首选。移动电源一般被设计为电源车辆的形式，有自行电源车辆，也有拖车电源车辆。使用移动电源的用电单位，大都具有流动工作的性质，如油田、地质勘探、野外工程施工、探险、野炊、流动指挥所、火车、轮船、货运集装箱的电源车厢（仓）等，也有一些移动电源具有应急电源的性质，如城市供电部门的应急供电车，供水、供气部门的工程抢险车、抢修车等。
可以看出，以上柴油发电机组的4种用途，是因应社会发展的不同阶段而产生的，其中，自备电源和调峰电源是因为供电设施建设落后或电力供应能力不足而产生的用电需求，是社会不够发展的结果；而备用电源和移动电源是因为供电保障要求的提高和供电范围不断扩大而产生的用电需求，是社会发展的结果。因此，如果从社会发展的角度来审视柴油发电机组产品的市场用途，可以说作为自备电源和调峰电源是其过渡性用途，而作为备用电源和移动电源则是其长期用途。
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图1 柴油发电机组侧视图 |
图2 柴油发电机组后视图 |
二、按控制方式分类
柴油发电机组按控制方式可分为手动、自动、遥控和并车等4种类型。
1、手动机组
手动控制的柴油发电机组控制系统比较简单，要求配备操作人员在现场进行启动、合闸、分闸、停机等的操作。
2、自动机组
自动控制的柴油发电机组一般作为备用发电机组，具有自动启动、自动运行、自动停机的功能。如果配备了ATS自动切换系统便可实现负载在市电供电和柴油发电机组供电之间的自动切换，保障负载电力的持续供应。自动控制柴油发电机组的优点是大大减少了对操作人员的依赖性，并缩短市电中断至由发电机组供电之间的中断时间。
3、遥控机组
远程监控自动化柴油发电机组，俗称“三遥”发电机组或带智能接口发电机组。采用微机控制技术，对柴油发电机组实行全面自动控制，并由串行通信接口（RS232、RS485或RS422）实现中心站对分散于各处的发电机组进行实时的遥控、遥信、遥测，从而实现无人值守。可作为邮电通信设备的应急备用电源，亦可用作智能化大楼的应急备用电源。
4、并车机组
当某些情况要求多台发电机组并联供电或者发电机组与市电并联供电时，就需要采用并车发电机组。并车发电机组采用先进的全自动并车控制系统，实现发电机组与发电机组，发电机组与市电间的自动同步、并联，联合对负载供应电力。
三．按外观构造分类
柴油发电机组按外观构造可分为基本型发电机组、防音型发电机组、挂车发电机组、车载发电机组、集装箱（又称方舱）发电机组等五种类型发电机组。
1、基本型机组
基本型发电机组就是与发电机组配套运行的最基本的发电机组。
2、防音型机组
如图3所示，防音型发电机组与基本型发电机组的本质区别是发电机组外部加装了金属防音箱，消声器内置，降低了发电机组噪声。适用于要求噪声低的特殊应用场合，如：办公地点、学校、医院等。
3、挂车机组
挂车发电机组是在防音型发电机组的基础上加装了拖车，实现了发电机组的便捷式移动，普遍应用于城市范围内的短距离应急供电。
4、车载机组
车载发电机组是将整台基本型发电机组安装在汽车车厢内，厢体做防音降噪处理如图1-5所示，是专门为远距离应急供电而设计制造的发电机组。
5、方舱电站
如图4所示，方舱（包括集装箱）发电机组是将整台基本型发电机组安装在方舱内，是专门为野外工程建设供电而设计制造的发电机组，发电机组功率一般在500kW以上。
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图3 静音箱式发电机组 |
图4 方舱式康明斯柴油发电机组 |
四、功率定额种类的规定
1、持续功率（COP）：
在商定的运行条件下并按照制造商的规定进行维护保养，发电机组以恒定负荷持续运行，且每年运行时数不受限制的最大功率。
2、基本功率（PRP）：
在商定的运行条件下并按制造商的规定进行维护保养，发电机组以可变负荷持续运行，且每年运行时数不受限制的最大功率。24小时运行周期内运行的平均功率输出（Ppp）应不超过PRP的70%，除非与RIC发动机制造商另有商定。在要求允许的平均功率输出Ppp较规定值高的应用场合，应使用持续功率COP. 3）限时运行功率（LTP）：在商定的运行条件下并按制造商的规定进行维护保养，发电机组每年运行时间可达500小时的最大功率。按100%限时运行功率每年运行的最长时间为500小时。
3、应急备用功率（ESP）：
在商定的运行条件下并按制造商的规定进行维护保养，在市电一旦中断或在实验条件下，发电机组以可变负荷运行且每年运行时间可达200小时的最大功率。24小时运行周期内允许的平均功率输出应该不超过70%ESP，除非与制造商另有商定。
该标准同时也对发电机组运行的现场条件做出规定：现场条件由用户确定，在现场条件未知且未另作规定的情况下，应采取下列额定现场条件：
——绝对大气压力：89.9kPa（或海拔高度1000m）
——环境温度： 40℃
——相对湿度：60%
五、铭牌功率定义
通常，柴油发电机组铭牌标称的输出功率分为备用功率（Standby Power），常用功率（Prime Power）和连续功率（Consecution Power）。
1、备用功率（Standby Power）
发电机组在规定的维修周期之间和规定的环境条件下能够连续运行300h，每年最多500h工作小时的最大功率。等同于国标和ISO标准中的限时运行功率（LTP）。一般适用于通信﹑楼宇等负载变化较多的偶然应急工况。
2、常用功率（Prime Power）
在规定的维修周期之间和规定的环境条件下，每年可能运行的时数不受限制的某一可变功率序列内存在的最大功率，等同于国标和ISO标准中的基本功率（PRP）。一般适用于厂矿﹑军队等负荷变化较小的经常运行工况。
3、连续功率（Consecution Power）
在规定的维修周期之间和规定的环境条件下，每年可能运行的时间不受限制的某一恒定功率序列内存在的最大功率。等同于国标和ISO标准中的持续功率（COP）。一般适用于作为电站或与市电并网使用等负载变化绩效的连续运行工况。
总结：
从总体上看，柴油发电机总类繁多，那么用户在选择发电机厂家时更需要根据自己的需求，选择适合自己使用的设备跟功率，也要考虑后续的维护及安全问题。无论如何，柴油发电机都以其独到的优势广泛应用于畜牧养殖、商场、船只运送、处理、水利水电、工厂备用、野外焊接、冶金开矿、冷库、市政工程、人工程、学校、汛旱、公路、酒店宾馆、、楼盘、数据、通讯职业、消备用等各行各业。
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