柴油发电机组选型:常用功率与备用功率

机组的多数问题在制造之前就已经决定。功率选小了,机组长期高温运行、电机启动就跳闸、寿命明显缩短;功率选得过大,长期低负载运行会缸壁积碳、油耗偏高,项目也多花了钱。区别只在于几个问题有没有按顺序问清楚。

先算负荷,再选机组

把机组要承担的所有负荷列出来,注明运行功率和启动方式,然后算两遍:一遍是连续负荷,一遍是最恶劣的瞬间——最大的电机启动,其余负荷已经在运行。

功率有 kVA 和 kW 两种写法,两者之比就是功率因数,柴油发电机组通常按 0.8 标定:500 kVA 的机组输出 400 kW。电机、变压器和不间断电源按 kVA 标,加热器、照明等阻性负载按 kW 标。把两种单位混在一起,是机组到场后功率不够的最常见原因。

确定功率标定:常用、限时还是备用

同一台发动机可以按三个不同的功率出售,因为三个标定描述的是不同的使用寿命。ISO 8528-1 的定义是:

标定承诺典型用途
PRP 常用功率可变负载下不限时运行,每 12 小时可超载 10% 运行 1 小时没有可靠市电的场所,或每天都要带负载的机组
LTP 限时功率每年不超过 500 小时,不允许超载削峰、季节性用电、计划停电
ESP 备用功率仅作应急供电,不允许超载,每年数百小时医院、数据中心、市电背后的备用电源

用备用标定去做连续运行,是第二常见的选型错误。机组每个工作日都要跑,就必须按常用功率选,价目表上写什么并不重要。

先定 50 还是 60 Hz

频率由转速和发电机决定,不是改一个参数就能变的。四极发电机在 50 Hz 时是 1500 r/min,在 60 Hz 时是 1800 r/min,两者是不同的机器。为一国频率制造的机组,不改发电机、不调发动机调速器、往往还要改电压,就无法用到另一个频率上。

询价时请说明机组用在哪里、接入哪种电网。设备铭牌上都标着频率,频率不匹配表现为电机转速不对、过热和电子设备损坏。

高原与高温降额

空气变稀、变热,发动机和发电机都会掉功率。发动机厂家会给出降额曲线;自然吸气发动机的常见数据是海拔 1000 米以上每 500 米约降 4%,环境温度 25 ℃ 以上每升高 5.5 ℃ 约降 2%。增压发动机降得少一些,但同样要降。

发电机也要降额,通常海拔每 500 米约降 3%。在海平面选定的机组,装到海拔 2000 米、45 ℃ 的机房,实际出力可能比铭牌低 15%–20%——而这正是炎热午后项目最需要的那部分余量。

电机启动与突加负载

鼠笼电机直接启动时的电流是额定电流的 6–8 倍。对机组来说这是一次突发的 kVA 冲击,电压会瞬间下跌,通常的验收标准是电压跌落 15%–20%,并在一两秒内恢复。

控制冲击有三个办法:先启动最大的电机,其他按顺序启动;对大负载采用软启动器、星三角或变频器;单级突加负载控制在机组额定功率的 25%–30% 以内,除非发电机已按更大的突加负载选型。

有刷还是无刷,按负载选

STC 系列这类有刷发电机结构简单、成本低,适合负载平稳、维护方便的场合。EL 系列这类无刷发电机在负载变化时电压更稳,不需要维护碳刷和滑环,适合电机启动频繁和无人值守的站点。如果负载中有大功率电机,或者需要机组维持短路电流以便上下级保护配合,可以要求配永磁励磁。

选型清单

  • 连续负载的 kW 与 kVA,以及功率因数
  • 最大电机:额定 kW、启动方式、启动电流
  • 是否有一次性投入的大负荷
  • 海拔、环境温度,机房是否通风
  • 年运行小时数与负载曲线——这一项决定功率标定
  • 电压、频率、相数与中性线接线方式
  • 所需燃油续航时间,现场是否有日用油箱
  • 静音箱、噪声限值、控制屏与远程监控
  • 现场要求的认证:CE、ISO 8528 符合性、当地并网规范

询价需要提供的信息

有了上面九项,我们就能给出系列、机型与价格,并把降额计算一并附上。

请写信至 [email protected],或通过联系表单发送清单。如果手上已有单线图或负荷表,直接发来更好——上面的问题大部分都能从中读出答案。

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