新聞主題	發(fā)電機基本參數標準知識

 

發(fā)電機的通用國際和國家陸用標準有IEC34-1國際電工技術(shù)協(xié)會(huì )標準、GB755中國旋轉電機通用技術(shù)條件、BS5000英國標準、NEMA MG 1-22北美標準、CSA C22-2加拿大標準和VDE 0530德國標準等。英國勞氏船級社LRS、挪威船級社DNV、法國船級社BV、德國勞氏船級社GL、美國船級社ABS和R.I.N.A.意大利船級社等船用船級社標準。其他如軍用和通信計算機等相關(guān)要求。

 

三相交流發(fā)電機正視圖

三相交流發(fā)電機左軸側圖

 

 

1、標稱(chēng)功率

 

發(fā)電機的容量一般以視在功率（kVA）的形式給出，發(fā)電機出廠(chǎng)一般都按額定功率因數為0.8（滯后）計算：因此額定有功功率kW＝0.8x視在功率（kVA），電機廠(chǎng)對每一種型號的發(fā)電機，都會(huì )提供按照IEC34和GB755標準有關(guān)標稱(chēng)功率定義下的不同功率值。

 

2、效率

 

發(fā)電機的損耗包括軸承摩擦損耗和冷卻風(fēng)扇風(fēng)阻等機械損耗，鐵心磁滯損耗和渦流損耗等鐵損以及定子繞組輸出電流經(jīng)過(guò)導線(xiàn)電阻的發(fā)熱損耗等銅耗，前兩部分損耗屬于空載損耗，與輸出電流大小無(wú)關(guān)，而銅耗與輸出電流二次方成正比，因此發(fā)電機效率（柴油機輸入的功率減去以上損耗，剩下的作為有功功率輸出，其與柴油機輸入的功率的百分比，稱(chēng)為發(fā)電機的效率，發(fā)電機制造廠(chǎng)會(huì )提供發(fā)電機的效率曲線(xiàn)）在輕載時(shí)較低，隨著(zhù)輸出電流增大，發(fā)電機的效率也會(huì )相應增大，在75％～80％額定容量時(shí)，效率達到最高值，當輸出電流繼續增大到額定電流時(shí)，銅耗快速增大，發(fā)電機效率會(huì )從最高點(diǎn)略微下降。同一款發(fā)電機，效率在不同電壓和負載百分比下不同，具體可參見(jiàn)廠(chǎng)家的效率曲線(xiàn)。另外，發(fā)電機的效率和發(fā)電機組的效率是兩個(gè)概念，發(fā)電機組的效率還包括燃料化學(xué)能轉換成機械能的效率以及柴油機附屬設備如冷卻風(fēng)扇和柴油機機帶充電發(fā)電機所消耗的功率。

 

3、溫升

 

溫度：發(fā)電機的輸出電流經(jīng)過(guò)繞組線(xiàn)圈內阻產(chǎn)生銅耗發(fā)熱，鐵心中鐵心磁滯和渦流現象產(chǎn)生鐵耗發(fā)熱以及其他機械摩擦發(fā)熱，引起發(fā)電機繞組的溫度升高，從而引起發(fā)電機繞組的絕緣老化或損壞。

發(fā)電機的繞組溫度的升高值（相對值）為發(fā)電機的溫升?；诃h(huán)境溫度為40℃時(shí)，絕緣等級為B級的允許溫升為80K，絕緣等級為F級的允許溫升為105K，絕緣等級為H級的允許溫升為125K。一般低壓柴油發(fā)電機組配套的發(fā)電機都采用H級的絕緣材料，高壓柴油發(fā)電機

組配套的發(fā)電機采用F級或H級的絕緣材料。同樣級別的繞組絕緣等級，繞組的實(shí)際運行溫升（絕對溫度）越低，繞組壽命就越長(cháng)，允許的標稱(chēng)功率會(huì )降低；反之，如果繞組的實(shí)際運行溫升（絕對溫度）越高，繞組壽命就越短，允許的標稱(chēng)功率會(huì )增大，而且溫升和壽命之間不是線(xiàn)性關(guān)系，可能繞組溫度在達到一定臨界值之后，雖然溫度升高不多，但繞組使用壽命將大大縮短，假設H級絕緣用H級溫升，繞組壽命為20000h，輸出功率為100kVA，H級絕緣用F級溫升，繞組壽命將延長(cháng)1倍，輸出功率降低到90kVA，而H級絕緣用B級溫升，繞組壽命更是提高到原來(lái)6倍之多，輸出功率進(jìn)一步降低到80kVA。反之，如果H級溫升基礎上提高15K使用，繞組壽命會(huì )縮短到原來(lái)的1/3，而輸出功率上升到110kVA。廠(chǎng)家技術(shù)數據表中會(huì )給出發(fā)電機在不同溫升等級下的功率標稱(chēng)值，如果是備用或應急電源應用，設備生命周期使用的總運行小時(shí)數（使用壽命）要求不高，可以適當提高允許溫升，換取比較高的功率標稱(chēng)值，從而降低設備體積和成本；反之，在連續運行的柴油電廠(chǎng)應用中，發(fā)電機是7x24h連續運行的，負載也是比較恒定的話(huà)，就需要按照比較低的溫升，例如B級溫升，以比較小的功率標稱(chēng)值換取比較長(cháng)的使用壽命。

 

發(fā)電機勵磁系統繞組位置圖

4、使用環(huán)境

 

（1）相對濕度

濕度主要指空氣中水分的含量，通常以相對濕度來(lái)表示，標準中一般以60％作為標準環(huán)境工況濕度。對于高濕度的地區，必須仔細選擇發(fā)電機的絕緣和浸漆系統，以使發(fā)電機適應高濕度的環(huán)境。

（2）海拔（ASL）

海拔超過(guò)1000m后，空氣會(huì )變得稀薄，而發(fā)電機是靠風(fēng)扇進(jìn)行空氣冷卻的，故發(fā)電機的冷卻效果將會(huì )變差，所以對超過(guò)1000m的海拔要求發(fā)電機降功率使用，以避免發(fā)電機過(guò)熱。但這并不表示海拔低于1000m時(shí)，發(fā)電機功率可以增加。

對海拔超過(guò)1000m時(shí)，發(fā)電機的實(shí)際輸出功率修正系數：1000～4500m，每升高500m降低3％，例如海拔為4500m時(shí)，實(shí)際輸出功率降低21％；海拔超過(guò)4500m時(shí)，需要咨詢(xún)廠(chǎng)家。

（3）環(huán)境溫度

按照國際通用的設計及功率標稱(chēng)技術(shù)要求，一般定義發(fā)電機的使用環(huán)境溫度為40℃，由于發(fā)電機是與柴油機一起工作，柴油機的發(fā)熱可能會(huì )使機房溫度升高，因此發(fā)電機的實(shí)際冷卻進(jìn)風(fēng)溫度會(huì )高于環(huán)境溫度，那么此時(shí)應該以實(shí)際冷卻進(jìn)風(fēng)溫度為準，如果超過(guò)40℃，那么發(fā)電機應該降功率運行，若低于40℃，則發(fā)電機的允許輸出功率可以比額定功率大。當實(shí)際冷卻進(jìn)風(fēng)溫度超過(guò)40℃但不超過(guò)60℃時(shí)，發(fā)電機的功率修正系數：溫度超過(guò)40℃部分每升高5℃，輸出功率下降3％。當實(shí)際冷卻進(jìn)風(fēng)溫度超過(guò)60℃時(shí)，需要咨詢(xún)廠(chǎng)家。

（4）特殊氣候及環(huán)境

前面我們討論了濕度。海拔及溫度等對發(fā)電機的影響，但這都是獨立討論的，在實(shí)際運用時(shí)情況要復雜得多，并且如下所列的另外一些因素也會(huì )影響發(fā)電機的正常工作：空氣中含有其他氣體為化學(xué)性質(zhì)的腐蝕氣體，（在海邊）有鹽水（霧），灰塵或風(fēng)沙或雨水，對于前述比較復雜的特殊氣候及環(huán)境，可以通過(guò)選用浸漆及發(fā)電機表面涂裝標準提高的船用標準的發(fā)電機或者提高發(fā)電機的防護等級來(lái)應對。故必須全面考慮各種復雜的氣候對發(fā)電機的影響，保證發(fā)電機的正常工作。防冷凝加熱器用于空氣中濕度較大且溫差變化較大的易發(fā)生冷凝的環(huán)境中，當發(fā)電機待機時(shí)，接通加熱器，使發(fā)電機的機身溫度大于環(huán)境溫度約5K，發(fā)電機運行時(shí)切斷加熱器電源。

（5）防護等級

IP22為防垂直下滴的雨水進(jìn)入發(fā)電機內部，斯坦福發(fā)電機是IP23在IP22基礎上還能防止傾角為60°的雨水進(jìn)入發(fā)電機內部。

 

同步發(fā)電機機座外殼防護等級

 

 

空氣過(guò)濾器適用風(fēng)沙比較大或空氣中灰塵較多的使用環(huán)境，由于空氣過(guò)濾器會(huì )對發(fā)電機的冷卻空氣流量造成影響，一般輸出功率下降5％左右。

 

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