康明斯动力（深圳）有限公司

 

新闻主题	柴油发电机组的总体技术要求

 

摘要：柴油发电机组选用的功率定额种类在国内大部分厂家通常标定为持续功率、基本功率（标定功率、额定功率）、限时运行功率、应急备用功率，其功率特性对于不同需求的用户有着不同的匹配机制。除此之外，设备快速性、可靠性、安全性、节能环保和可持续性是用户选择柴油发电机组最看重的关键因素。因此，康明斯公司在本文中所述的参数及技术要求包含了柴油发电机组关键性能指标，同时分别介绍了柴油发电机组各部件及附属设备的基本要求。

 

一、柴发机组及附属设备要求

 

1、整机组的附属设备要求

① 整套柴油发电机组，包括散热器、冷却风机（扇）、滤清器、减振器、底座等，结构如图1所示；

② 包括所有附属和控制设备的控制屏以提供完整的操作系统；

③ 直流电启动系统；

④ 发电机组控制屏到冷却风机（扇）控制屏的供电电缆及相应控制电缆；

⑤ 全套燃料输送系统，包括日用油箱、输送管滤污阀、阀门和需用的供油泵；

⑥ 发电机房的降噪，安装如图2所示；

⑦ 发电机房内的保护接地；

⑧ 机房内低压配电柜及由发电机组控制屏至配电柜的电缆、桥架等；

⑨ 完整的排气系统及相应保温，包括所有的消声器、悬挂装置和热绝缘。

 

图1  柴油发电机组结构外观（不带散热器）

图2  柴油发电机房安装平面图

 

 

2、交流发电机要求

      以康明斯公司生产的斯坦福发电机为例，外形与展开图如图3、图4所示。

① 降低额定输出因子（由于海拔高度、环境温度、功率因数等影响）；

② 冲击负荷；

③ 瞬变电压下降；

④ 暂时过负荷；

⑤ 再生功率；

⑥ 整流负荷；

⑦ 各相负荷不平衡；

⑧ 由于电压调整系统间相互影响而引起的不稳定（例如发电设备的自动电压调整系统与不间断供电设备）。

      除上述各因素外，发电设备的连续额定容量须不小于用户的要求。

 

图3  斯坦福发电机外形示意图

图4  无刷同步励磁发电机结构展开图

 

3、控制和保护系统要求

（1）发电机组发生轻微故障（如冷却水温高、机油温度高、机油压力低、过负荷、3次起动失败、起动电池容量过低等），发出声、光报警，并允许手动停车。

（2）发电机组发生严重故障（如冷却水温过高、机油温度过高、机油压力过低、超速、电压过低或过高等），使发动机处于预定的危险阶段时，应立即停车，并发出声、光报警信号。

（3）日用油箱中的低油位开关，当油箱内容量降低至20％、50％时发出警报信号；若条件允许可实现自动注油。

（4）发电机在过电流、供电母线短路、断相、电压过高，失压时立即自动跳闸，并发出声光报警。装设电子调速装置及超速跳闸结构，当超速15％时切断燃料。

（5）柴油发电机组应具有故障自诊断功能，仪表型控制器如图5所示，智能控制器如图6所示。

（6）若发电机组有并机要求，控制屏应带有自动并机功能。且并车机组配置逆功率保护。

（7）速度调节：在各种负载情况下，应有手动调节速度的装置，调节范围为±5％。

（8）所有声光报警信号和解除开关应接至控制屏上，显示信号包括：机组转速、机油压力、水温、直流电压、工作小时、发电机线电压、相电压、相电流、相位、频率、功率因数、有功功率、无功功率、视在功率、电度、负荷率。

（9）遥控：紧急停机、遥控起/停机组。

（10）遥信：工作方式（自动/手动）、紧急停车、过压、欠压、单相及三相过流、油压低、水温高、频率（转速）高/低、启动失败、启动电池电压低、油位低报警、市电中断、机组工作、机组故障、充电整流器故障等。

（11）遥测：三相电压、三相电流、输出功率、输出频率（转速）、水温、油压、启动电池电压。

（12）短路承受能力：发电机组应能够承受输出端短路时3s的短路电流而不致损坏。

 

图5  柴油发电机组操作仪表箱（手动型）

图6  柴油发电机组智能控制器（自动型）

 

二、柴发功率特性

 

      康明斯柴油发电机组有下列功率特性：

1、备用功率（ESP）

      该功率康明斯柴油发电机组用于在公用电力中断时提供应急电力。该额定的康明斯发动机无法达到超负荷能力。不允许发动机在任何情况下按备用功率与公用电源并联运行。这种电源用于那些可以获得可靠的公共电力的地方。备用功率的发动机运转高达平均负荷系数的80%,每年运转不超过200小时。其中包括按照备用电源运转的时间每年不超过25小时。如果不是真正断电的紧急情况，就不该该使用备用额定功率。公共电力公司合同中规定的可协商的停电，不得视为紧急事件。

2、常用功率（PRP）

      基本功率也就是常用功率，不限定运行时间。该功率的康明斯发动机被用在每年不限小时数的可变负载场合。在250小时的运行中，可变负荷应该不超过通常使用平均功率的70%。如果按100%常用功率来运行，其总运行时间应不超过500小时。12小时运转时，能达到超过10%的负载能力。当按超负荷10%来使用时年运行时间不得超过25小时。

3、限时运行功率（LTP）

      该功率的康明斯发动机被用来限制不变的负载使用小时数。它在按合同规定在停电时使用。比如：电力公用事业公司取消供电。康明斯发动机可以与公共电力并联运行，每年不超过750小时，但其功率水平不得超过常用功率。通常用来限制运转时间的功率和不限制运转时间的功率，是因为即使发动机的最大输出功率相同，限制运转时间的发动机可与公用电力并联，并按常用功率全负荷运转，但决不得超出常用功率。

4、持续功率（COP）

      持续功率即连续供电模式，该电源是用来供应公共电力，每年不限工作小时数，按100%负荷不变运转。该动力装置无法达到超负荷运行的能力，连续功率比常用功率下降了许多，但连续功率没有负载系数或应用限制。

 

三、柴发基本参数

 

1、设备总体配置

（1）为发电机组配备手动和全自动投入装置并能于主电源故障或偏差超过可接受之限度时于15s内完成从启动、输出正常电压到自动接入额定负载运行。

（2）除手动操作控制件外，所有外露的动作部件须完全封闭或设有防护装置，以免人员意外接触。防护装置应可拆卸。

（3）发电机组、底座及其辅助设备的所有黑色金属，一律用防锈漆作底漆，面层涂以制造厂商的标准色漆，可接触高温的部件可无油漆。发热的表面须涂以耐650℃ 高温而不变质的抗高温油漆。

（4）柴油发电机组应设有中文显示的控制屏，LCD液晶显示，能将检测的参数通过符号、数据等方式显示，以满足各种需要。发电机组具备自动、手动、测试、关机（急停）等状态控制，具有操作简便、功能齐全、保护可靠等优点，确保正确地启动和停止发电机组，防止误操作和误动作。

（5）柴油发电机组应能精确检测其各种运行参数：如机油压力、柴油喷射压力、冷却液温度、转速、启动电池电压、发电机组累计运行时间、故障报警、发电电压、电流、频率、无功功率、有功功率、功率因数等。为了便于操作，同时应具备发电电压、频率模拟指针表。

（6）柴油发电机组应具备发动机故障保护（停机或报警）功能，如：高水温、低润滑油压、高（低）电池电压、启动失败、超速、发电电压过高（过低）、频率过高（过低）、过电流（长延时）、短路（瞬时）等。

（7）柴油发电机组应装备有效的减振降噪装置，使得在运行时发电机组和发电机房的振动噪声在距离发电机组1m处小于105dB（A），不影响周边设施，运行噪声符合规范要求。

（8）发电机组配置启动蓄电池及电池充电器。

（9）发电机组输出屏配备一台开关容量与发电机额定功率匹配的塑壳或框架式断路器。其应具有短路瞬时、过电流短延时、过电流长延时等可调定值整定功能。

（10）发电机组首次大修期时间应大于20000h，平均故障间隔不低于2000h。

（11）具备RS232、RS485通信接口，提供标准Modbus通信协议及上位机监控软件。

（12）发电机机壳与发动机飞轮壳通过法兰刚性连接，发电机单轴承转子通过柔性驱动盘直接用螺栓固定在发动机飞轮上，其底座钢制坚固且设有吊装孔。

2、发电机组的基本数据

      其设备基本数据如表1所列。若柴油发电机组需要在恶劣环境中运行，如高温地区、低温地区、高海拔地区等。在这种情况下，需要对柴油发电机组基本数据进行修正，并采取相应的防护措施，以确保发电机组的正常运行。

表1    发电机组的基本数据

3、柴发安装特点

      柴油发电机组固定安装于室内，须由发电机和直联并装于共同底座上的柴油发电机组成。见表2。

表2    柴油发电机组的安装特点

4、运行环境条件

      柴油发电机组的运行环境是多种多样的，取决于具体的应用和使用场景。表3中是一些常见的柴油发电机组的运行要求，主要是适用于室内场所被使用。

表3    柴油发电机组的运行环境条件

 

 

 总结：

      综上所述，康明斯发电机组具有可靠性高、燃油经济性好、维护方便、功率范围广、环保性能好、响应速度快和寿命长等优点，是一种优秀的柴油发电机组选择。对于不同的运行环境，柴油发电机组的选择、安装和维护都需要根据具体情况进行调整和注意。建议您在选择和使用柴油发电机组时，咨询康明斯公司，并参考发电机组制造商的指南和建议。

 

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