新聞主題	柴油發(fā)電機組國標GBT與ISO的區別

 

摘要：柴油發(fā)電機組國家標準GB/T 8528族都是從ISO 8528族轉化過(guò)來(lái)的，ISO 8528族標準的技術(shù)更新和升版一般都早于國標升版4-5年，為更快接觸國際新技術(shù)及其應用，必須全程跟進(jìn)ISO 8528標準的每一個(gè)更新。國家標準GB/T 2820標準族是柴油發(fā)電機組的基本標準。引領(lǐng)著(zhù)柴油發(fā)電機組的技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)品安全，必須遵照執行。同時(shí)，還應關(guān)注等同采用的ISO 8528族標準的技術(shù)更新，在產(chǎn)品設計和應用中采用和再創(chuàng )新，使我國柴油發(fā)電機組技術(shù)和國際先進(jìn)技術(shù)保持同步。

 

一、ISO 8528標準回顧

 

1993年，IS0發(fā)布了第1版往復式內燃機驅動(dòng)的交流發(fā)電機組系列標準。

1997年我們把IS08528-1~IS08528-6這6個(gè)標準轉化為國家標準GB/T 2820.1～GB/T 2820.6。這為第一版標準。

2005年，IS0發(fā)布了第2版往復式內燃機驅動(dòng)的交流發(fā)電機組系列標準。

2009年，我們把ISO 8528-1～IS08528-6這6個(gè)標準轉化為國家標準GB/T 2820.1～GB/T 2820.6。這為第二版標準。

國標GB/T 2820等同（IDT）采用IS08528標準。

2013年，IS08528-5率先進(jìn)行了更新，2018年，IS08528-1也進(jìn)行了更新，這為第三版標準。

 

二、ISO 8528-5：2013的重要更新

 

新版ISO 8528-5：2013與上一版本ISO 8528-5：2005對比，有幾個(gè)方面做了重要更新。

首先，燃氣發(fā)動(dòng)機的特性及操作限值首次被提及，在第九章9.4負載接受和第16章性能等級及運行限值中有專(zhuān)項規定。

第二，在第九章影響發(fā)電機組性能的因素的附圖1，作為標定功率下平均有效壓力P_me函數的最大可能突加功率的指導值（4沖程發(fā)動(dòng)機），增加了4沖程發(fā)動(dòng)機氣缸平均有效壓力在1800 kPa以上的突加功率第4級和第5級的指導值。

 

圖1 柴油發(fā)電機組平均有效功率最大可能突加功率指導值

 

詳細的更新內容見(jiàn)以下描述：

1、對燃氣機的描述

英文版原文

Load acceptance（9.4）

The response behaviour of gas engines is quite dif-ferent to the response behaviour of diesel engines be-cause of completely different combustiom phenomena.The procedure of dynamic loading shall be decided bymutual agreement between the customer and the manu-facturer[3]

負載接受（9.4）

由于不同的燃燒現象，燃氣發(fā)動(dòng)機的響應特性與柴油機的響應特性有很大的不同。動(dòng)態(tài)加載程序應由客戶(hù)和制造商雙方協(xié)商決定（新增內容）。

英文版原文

Recommendation for gas engine operating limit

values（16.2）

The performance of gas engine generating setsshould be specified by AMC（Agreement between Man-ufacturer and Customer）. This agreement should con-sider the impact of the fuel gas Methane Number andlower heating value on transient performance. It shouldakso consider the impact of ambient conditions [3].

關(guān)于燃氣發(fā)動(dòng)機操作限值的建議（16.2）

燃氣發(fā)電機組的性能應由制造商和客戶(hù)之間的協(xié)議規定。該協(xié)議應考慮燃氣甲烷數和較低的熱值對瞬態(tài)性能的影響。它還應考慮環(huán)境條件的影響（新增內容）。

這兩項增加闡述了燃氣機與柴油機相比，由于使用的燃料不同，其加載動(dòng)態(tài)響應特性也不相同，同時(shí)，使用不同氣體的甲烷數和熱值也不相同，對瞬態(tài)性能也造成影響。往復式燃氣發(fā)動(dòng)機驅動(dòng)的交流發(fā)電機組近幾年呈快速發(fā)展態(tài)勢，但其動(dòng)態(tài)性能還有很多不確定因素，目前動(dòng)態(tài)加載程序和瞬態(tài)性能這些都要由制造商和用戶(hù)之間的協(xié)議規定。

2、基于發(fā)動(dòng)機氣缸平均有效壓力增加分級突加負載指導值的更新

1993版的ISO 2820-5首次對4沖程發(fā)動(dòng)機作為標定功率下平均有效壓力P_me函數的最大可能突加功率的指導值給出圖解見(jiàn)圖5，該圖在2005年標準修訂時(shí)沒(méi)有更新。

但是從1993年第一版發(fā)布到2013年標準修訂，這期間發(fā)動(dòng)機增壓技術(shù)提升很快，發(fā)動(dòng)機的氣缸平均有效壓力P_me也提升到2800 kPa左右，表2為目前發(fā)電功率在2000 kW級別的部分品牌發(fā)動(dòng)機氣缸平均有效壓力 P_me 的數據表。

表 2    發(fā)電功率 2000 kW 級別的部分品牌發(fā)動(dòng)機氣缸平均有效壓力 P_me

從表2中數據看，2000kW級別的各品牌發(fā)動(dòng)機P.數值都在1800kPa以上，最高的已超過(guò)2800kPa。對P超過(guò)1800 kPa的發(fā)電機組如何分級加載，2013版標準給出了新的分級加載建議。見(jiàn)圖6。

從圖6解讀，對P.數值在2800 kPa左右的發(fā)電機組分級加載必須分5個(gè)功率級加載，第一級加載功率在標定功率的30%左右，第2級加載在標定功率的50%左右，第3級加載在標定功率的65%左右，第4級加載在標定功率的80%左右，第5級加載到100%標定功率。

任何不按標準建議超功率范圍突加負載都會(huì )影響到機組的瞬態(tài)性能指標，同時(shí)用戶(hù)應該意識到，如果沒(méi)有滿(mǎn)足任何與功率輸出有關(guān)的條件，發(fā)電機組的壽命就會(huì )降低。

 

三、ISO 8528-1：2018的重要更新

 

1、概述

This third edition cancels and replaces the secondedition（IS08528-1：2005），which has been techni-cally revised. The main changes compared to the previ-ous edition are as follows：

—the new power ratings： DCP and MAX havebeen introduced；

— the 10% overload power in the prime powerrating has been reintroduced.

A list of all parts in the IS08528 series can befound on the ISO websie.

這第三版取消并取代了第二版（IS08528-1：2005），該版本已經(jīng)在技術(shù)上進(jìn)行了修訂。與上一版相比，主要變化如下：

—基本功率等級中的10%過(guò)載功率已被重新引入。

一新的功率等級：DCP和MAX已被引入；

在IS08528系列中的所有部件的列表可在IS0網(wǎng)站上找到。

2、 基本功率等級中10%的過(guò)載功率已被重新引入

新版ISO 8528-1對基本功率（PRP）的描述：

基本功率的定義是在商定的運行條件下并按制造商規定的維修間隔和方法實(shí)施維護保養，發(fā)電機組每年運行時(shí)間不受限制地為可變負載持續供電的最大功率（見(jiàn)圖2）。

除發(fā)動(dòng)機制造商另有協(xié)議外，運行24小時(shí)以上的允許平均功率輸出Ppp不得超過(guò)PRP的70%。在暫態(tài)負荷條件下和突然施加負荷時(shí)，需要提供額外電能。這種附加功率通常是發(fā)電機組額定功率的10%。

除非另有說(shuō)明，并考慮到現場(chǎng)運行狀況（參照制造商數據表），在運行12小時(shí)時(shí)間內，10%的過(guò)載功率可在有或無(wú)中斷的情況下允許持續一小時(shí)。

當要求允許的大于規定值時(shí)，應使用持續功率（COP）。

在確定一個(gè)可變功率序列的實(shí)際平均功率輸出Ppa（見(jiàn)圖2）時(shí)，小于PRP30%的功率應視為30%，停頓時(shí)間不應計算在內。

 

柴油發(fā)電機組基本功率(PRP) 圖解

 

從圖2基本功率PRP圖解上看，圖形標識和國標GB/T 2820.1-2009圖12基本功率（PRP）圖解沒(méi)有什么不同，但文字說(shuō)明“在暫態(tài)負荷條件下和突然施加負荷時(shí)，需要提供額外的電能。這種附加功率通常是發(fā)電機組額定功率的10%。”這個(gè)解釋恢復了第一版即IS08528-1：1995對附加10%調速功率的要求，故新版標準說(shuō)“基本功率等級中10%的過(guò)載功率已被重新引入。”

對于這個(gè)10%的過(guò)載功率，新版標準還特別強調：“除非另有說(shuō)明，并考慮到現場(chǎng)運行狀況（參照制造商數據表），在運行12小時(shí)時(shí)間內，10%的過(guò)載功率可在有或無(wú)中斷的情況下允許持續一小時(shí)。”這一提法和目前行業(yè)內普遍實(shí)行的基本功率每工作12小時(shí)可允許1h 10%過(guò)載工作的實(shí)際情況相吻合，也算是給行業(yè)慣例一個(gè)正名。

3、引入數據中心功率Data centre power（DCP）

從標準的第二版即IS08528-1：2005對應GB/

T2820.1-2009發(fā)布到現在的十幾年時(shí)間里，全球數據中心進(jìn)入迅猛發(fā)展時(shí)期。作為數據中心主要備用電源的柴油發(fā)電機組，其功率等級對應一直存在爭議。對于數據中心動(dòng)輒幾兆瓦到幾十兆瓦的備用電源容量，正確選用備用柴油柴油發(fā)電機組的功率等級，對保證數據中心的安全運行和設備配置的最佳經(jīng)濟性至關(guān)重要。一個(gè)新的功率概念呼之即出。新版ISO 8528-1引入了新的功率等級：數據中心功率Data centre power（DCP）。

Data centre power is defined as being the maxi-mum power which a generating set is eapable of delive-ring while supplying a variable or continuous electricalload and during unlimited run hours. Depending on thesites to supply and the availability of reliable utility，the generating set manufacturer is responsible to definewhat power level he is able to supply to fulfil that re-quirement including hardware or software or mainte-nance plan adaptation.

NOTE The engine driven altemating current gen-erating set is a reliable source of power for the datacentre and it can be also used to back up a reliable u-tility. Prolonged operation at load in parallel with a u-tility is not permitted[4]

數據中心功率被定義為發(fā)電機組在提供可變或恒定電力負荷時(shí)以及在無(wú)限制運行時(shí)間內能夠提供的最大功率。根據供應地點(diǎn)和可靠市電的供應情況，發(fā)電機組制造商有責任確定他能夠提供何種功率水平來(lái)滿(mǎn)足這一要求，包括硬件或軟件或維修計劃的調整。

注意，發(fā)動(dòng)機驅動(dòng)的交流發(fā)電機組是數據中心的可靠備用電源。不允許在持續加載時(shí)與市電并網(wǎng)。

對應以上要求，無(wú)限制運行時(shí)間的恒定負載和可變負載分別選用持續功率（COP）和基本功率（PRP）。

在數據中心實(shí)際運行實(shí)踐中，很多用戶(hù)提出了配置恒定負載限時(shí)運行的備用柴油發(fā)電機組的要求。在每年限時(shí)運行時(shí)間在500 h以?xún)?，能?2 h或24 h時(shí)間段內持續滿(mǎn)功率運行，其運行工況和國標規定的四個(gè)功率等級都對不上，這就需要柴油發(fā)電機組廠(chǎng)商對發(fā)電機組標定功率進(jìn)行修正，包括硬件或軟件或維修計劃的調整。

4、引入小功率發(fā)電機組的最大功率的概念

新版標準對“小功率發(fā)電機組的最大功率（最大值）”做了如下規定：

某些電器在啟動(dòng)時(shí)所需的功率比實(shí)際運行功率要高。最大功率允許滿(mǎn)足這一需要。小功率發(fā)電機組的最大功率被定義為通過(guò)將發(fā)電機組能夠在至少5分鐘輸出的電流和電壓相乘而得出的功率。規定的輸出電壓應在額定電壓的±10%以?xún)?，規定的輸出頻率應在額定頻率的±8%以?xún)?。功率額定值（COP）和最大功率（MAX）之間的最小比率應該是P.d/P≥0.75

按照最大功率定義，發(fā)電機組能夠在至少5分鐘輸出的電流和電壓相乘而得出的功率。規定的輸出電壓應在額定電壓的±10%以?xún)?，規定的輸出頻率應在額定頻率的±8%以?xún)?。這個(gè)最大功率出現在基本功率在暫態(tài)負荷條件下和突然施加負荷時(shí)，需要提供額外的電能。這種附加功率通常是發(fā)電機組額定功率的10%。也就是基本功率加上10%附加功率就是發(fā)電機組的最大功率P。按照這個(gè)比例關(guān)系，PRP≤1.2COP。

 

四、ISO 8528-8：2016的技術(shù)修訂

 

ISO 8528-8：2016版在1995版的基礎上做了重要調整，下面幾個(gè)部分是修訂的內容：

1、 剝離了安全要求

英文版原文

This part of IS08528 deals with the special re-quirements of design and test which are observed in ad-dition to the definitions and requirements laid down inISO 8528-1，ISO 8528-2，ISO 8528-3，ISO 8528-4，IS08528-5 and ISO 8528-6，where applicable.This part of IS08528 does not deal with safety re-quirements in order to protect the user from dangerswhich are laid down in ISO 8528-13間.

在標準第一章節“范圍”里明確規定：“ISO8528的這一部分涉及設計和測試的特殊要求，除了ISO 8528-1、IS08528-2、ISO 8528-3、IS08528-4、ISO 8528-5和ISO 8528-6所規定的定義和要求外，還應遵守這些要求。IS08528的這一部分不涉及安全要求，為了不對用戶(hù)構成傷害，應遵照ISO 8528-13規定。”

新版標準把涉及安全及安全防護的內容剝離，這一部份內容并入ISO 8528族最新制定的“ISO8528-13：2016安全性”標準。原標準第6章“安全要求和試驗”修訂為“機械和電氣設計（要求和試驗）"，剝離了機械強度、機械穩定性、機械安全性、對高溫件的防護、防火措施、電擊防護等內容。

2、增加了最大功率的定義

英文版原文

maximum power MAX（3.4）

power given by muliplying the current and voltagethat the generating set is capable of delivering for atleast 5 min within the voltage and frequency limits

Note 1 to entry： Prescribed output voltage shall bewithin ±10% of the rated voltage and prescribed outputfrequeney shall be within ±8% of the rated frequeney.

Note 2 to entry： The protective device shall not beactivated for a period of 5 min and the overload condi-tions shall meet the requirements of 6.4. The minimum-ratio between the power rating（COP）and the maxi-mum power（MAX） shall be Prated/Pmax ≥ 0.75

第3章節“術(shù)語(yǔ)和定義”增加了最大功率的定義：

“最大功率maximum power MAX 在電壓和頻率限制范圍內，發(fā)電機組能夠提供至少5分鐘的電流和電壓相乘而得到的最大功率。

注1：規定的輸出電壓應在額定電壓的±10%以內，規定的輸出頻率應在額定頻率的±8%以?xún)?/span>。

注2：保護裝置在5分鐘內不得啟動(dòng)，過(guò)載條件應符合6.4的要求。功率額定值（COP）與最大功率（MAX）之間的最小比值應為：Prated/Pmax ≥0.75”

這個(gè)功率比例量化對小功率發(fā)電機組功率標定提供了依據。

最大功率定義為小功率發(fā)電機組定額和性能的概念，這一部分描述在ISO 8528-1《往復式內燃機驅動(dòng)的交流發(fā)電機組用途、定額和性能》2018年修訂時(shí)已做認可和匯總加入。（見(jiàn)3.3.4條）

3、取消了老版標準第八章節“標志”和第九章節“使用說(shuō)明書(shū)-安全指南”兩部分

在標志方面，ISO 8528-5已經(jīng)做了規定，小功率發(fā)電機組在這一部分沒(méi)有特殊要求，故不做重復要求。

安全指南部分由于本部分已經(jīng)不包含安全要求，故不做規定。這一部分內容作為IS08528-13的附錄。見(jiàn)“附錄C，說(shuō)明書(shū)-非專(zhuān)業(yè)人員用小功率發(fā)電機組的安全指南"，有更具體的要求。

 

四、 ISO 8528-13:2016標準說(shuō)明

 

1、概述

ISO 8528-13:2016“往復式內燃機驅動(dòng)的交流

發(fā)電機組第13部分安全性”是ISO 8528族最后一個(gè)標準。該標準目前尚未轉化為國家標準。

IS08528-13:2016標準中大量引用歐盟標準

EN12601:2001“機械電氣系統安全要求”和國際電工組織IEC 60204-1:2005“機械電氣安全.機械電

氣設備第1部分通用技術(shù)條件"標準的內容?？梢哉f(shuō)ISO 8528-13:2016標準是EN 12601:2001和IEC 60204-1:2005針對往復式內燃機驅動(dòng)的交流發(fā)電機組的安全性的升級版。

歐盟標準EN 12601:2001“機械電氣系統安全要求"已轉化為國家標準GB/T 21428-2008“往復式內燃機驅動(dòng)的交流發(fā)電機組安全性"。

國際電工組織IEC 60204-1:2005標準已轉化為同名標準GB/T5226.1-2008“機械電氣安全.機械電氣設備第1部分通用技術(shù)條件"。

2、英文版原文

This part of ISO 8528 deals with the special re-quirements of test and safety design which should beobserved in addition to the definitions and requirementsin ISO 8528-1,IS08528-2,IS08528-3,IS08528-4,IS08528-5 and ISO 8528-6,where applicable.It specifies safety requirements in order to protect theuser from danger。

ISO 8528-13的這一部分涉及測試和安全設計的特殊要求，除了IS08528-1、IS08528-2、IS08528-3、IS08528-4、IS08528-5和ISO 8528-6中的定義和要求外，還應遵守這些要求。它規定了安全要求，以保護用戶(hù)免受危險。

3、把原IS08528-8:1995“往復式內燃機驅動(dòng)

的交流發(fā)電機組第8部分對小功率發(fā)電機組的要求和試驗”標準中涉及安全要求部分的內容收納進(jìn)來(lái)。

本標準框架和內容與EN 12601:2001基本相同。在第6章節增加了對小功率發(fā)電機組機械強度和防范機械風(fēng)險等安全性的要求。

4、EN 12601標準“附錄A危險清單”在本標準中也作為附錄A整體錄入。

5、IEC 60204-1在發(fā)電機組上的應用作為附錄B錄入，把EC 60204-1的要求和ISO 8528-13條款逐條對照，說(shuō)明是采用還是不適用還是修改采用。

6、把原IS08528-8:1995標準第9章節"使用說(shuō)明書(shū)-安全指南”內容放進(jìn)附錄C“說(shuō)明書(shū)-非專(zhuān)業(yè)人員用小功率發(fā)電機組的安全指南附加要求"。

7、本標準對涉及柴油發(fā)電機組安全性的各相關(guān)要素都有詳細描述，提出安全要求和檢驗方法，具有很強的可操作性。

 

 

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