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新聞主題 |
柴油發(fā)電機組實(shí)際輸出功率的選型手冊 |
正確的選型手冊能為用戶(hù)選擇適合特定工作要求的柴油發(fā)電機組，首選分析和理解客戶(hù)的需求，同時(shí)加強制定方案工作人員對功率的認識，各種不同類(lèi)型負載及其對柴油發(fā)電機組影響的理解。
一、選型的重要性
一臺柴油發(fā)電機組在以下方面有限制：
● 有功功率
● 無(wú)功功率
● 啟動(dòng)異步電動(dòng)機能力
● 輸出電流
● 輸出電壓
● 環(huán)境（環(huán)境溫度，海拔，濕度等）
柴油發(fā)電機組在實(shí)際工作環(huán)境下必須有足夠的功率啟動(dòng)負載正確的選型是根據不同的應用場(chǎng)合選擇最佳的柴油發(fā)電機組。因此，是否正確選擇了發(fā)電機組不僅是經(jīng)濟性的問(wèn)題，更涉及到負載設備能否正常運行的問(wèn)題。
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柴油發(fā)電機組過(guò)載示意圖 |
二、數據收集
1、從用戶(hù)那收集必要的數據，例如影響柴油發(fā)電機組功率的因素
（1）負載的類(lèi)型
（2）負載的啟動(dòng)方式
（3）負載啟動(dòng)先后順序
（4）環(huán)境影響下的功率衰減
2、定義和理解負載類(lèi)型及應用
（1）阻性負載（如白熾燈）
①特點(diǎn)
● 功率因數=1
● kW=kVA
● 無(wú)啟動(dòng)視在功率影響
● 電壓和頻率恢復時(shí)間較短
對于阻性負載，其需要容量與柴油發(fā)電機組的額定功率相等。
② 舉例：
用戶(hù)使用125KW運行三相400V中，用了144A的負載。但是發(fā)現一旦增加負載，柴油機功率就開(kāi)始下降，而在銘牌上顯示發(fā)電機的額定電流是180A。這是怎么一回事呢？
查詢(xún)發(fā)現：該負載是照明類(lèi)負載，功率因數：PF=1.0
計算：kW=（400V×144A×√3×1.0）/1000
kW=100→正常
計算：kW=（400V×180A×3×1.0）/1000-kW=125→柴油機過(guò)載！
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圖1 柴油發(fā)電機組阻性負載特性曲線(xiàn)圖 |
（2）感性負載（如電動(dòng)機、線(xiàn)圈燈）
① 特點(diǎn)
● 功率因數<1
● kVA>kW
● 需要考慮啟動(dòng)視在功率
● 電壓和頻率恢復時(shí)間較長(cháng)
② 對電感式負載，計算柴油發(fā)電機組功率時(shí)需要考慮不同的啟動(dòng)方式。
○ 啟動(dòng)電機時(shí)需要更多的功率。
○ 運行功率因數通常為0.8，啟動(dòng)時(shí)功率因數可能降至0.3。
○ 啟動(dòng)時(shí)的浪涌電流。
○ 運行kW=運行kVAx運行PF（常用為0.8）。
○ SkVA：?jiǎn)?dòng)視在功率。
③ 舉例：
某用戶(hù)用125KW運行10臺10KW加熱器。使用后發(fā)現發(fā)電機組只能運行7臺感性加熱器。這又是怎么一回事？查詢(xún)加熱器數據發(fā)現：加熱器的PF=0.6
·計算方法：
電流=10kW×1000/（400V××3×0.6）
電流=24A/每臺
7臺→A=24A×7=168A→正常-8臺→電流=24A×8=192A→過(guò)載
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圖2 柴油發(fā)電機組感性負載特性曲線(xiàn)圖 |
（3）非線(xiàn)性負載
包括不間斷電源（UPS），變速驅動(dòng)（VSD）和補償電容。
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圖3 柴油發(fā)電機組非線(xiàn)性負載特性曲線(xiàn)圖 |
三、選型知識
可根據經(jīng)驗法和柴油發(fā)電機組廠(chǎng)家的選型表來(lái)選擇適合的柴油發(fā)電機組，如果在特殊的工作環(huán)境下使用發(fā)電機組，發(fā)電機組將降功率使用。
1、功率因數
功率因數是衡量電路是感性還是容性的標準，其公式為
PF=kW/kVA
功率因數可以理解為從電能到機械能轉化時(shí)的損失，所有柴油發(fā)電機組功率因數都是0.8（例如100kW/0.8=125kVA）。對于不同感性負載，功率因數可能從0.9~0.6不等，低功率因數的負載需要更大功率的柴油發(fā)電機組。
DOOSAN
2、柴油機/發(fā)電機匹配標準
（1）柴油機產(chǎn)生機械功率→HPorkW（m）
（2）柴油發(fā)電機組產(chǎn)生視在功率→kVA·
（3）設計柴油發(fā)電機組功率因數為0.8時(shí)，柴油機和發(fā)電機應按以下比例匹配：
100kVA發(fā)電機＋80kW柴油機
3、電動(dòng)機的啟動(dòng)方式：
（1）直接啟動(dòng)
使用直接啟動(dòng)方式啟動(dòng)負載，發(fā)電機組所能帶動(dòng)的電機功率如表1：
表1電動(dòng)機啟動(dòng)方式選型表
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發(fā)電機組功率(kW)
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20
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30
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50
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75
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100
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120
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215
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291
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407
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500
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異步電動(dòng)機功率(KW)
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14
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21
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30
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30
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55
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55
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75
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85
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135
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175
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啟動(dòng)視在功率(KVA)
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135
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194
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262
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262
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473
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473
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656
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743
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1181
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1531
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除了電動(dòng)機銘牌上的數據，用戶(hù)還應提供電動(dòng)機啟動(dòng)的順序如果可以，啟動(dòng)時(shí)應盡量從大功率電動(dòng)機到小功率電動(dòng)機啟動(dòng)如果啟動(dòng)順序是隨意的，計算時(shí)應該按照從小功率到大功率順序來(lái)計算選型。
（2）降壓?jiǎn)?dòng)：
● 星三角形啟動(dòng)
啟動(dòng)電流=3×額定電流
● 自藕降壓?jiǎn)?dòng)
啟動(dòng)電流和自藕變壓器原副邊電壓比有關(guān)
1 HP=0.746 kW
1 kW=1.34 HP
功率=電壓x電流/1000（單相）
功率=電壓x電流xPFx1.73/1000（3相）
上式中的電流屬于正常運轉電流，不是啟動(dòng)瞬間電流；PF指功率因數。
（3）軟啟動(dòng)
表2 軟啟動(dòng)的瞬間啟動(dòng)電流參考表
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應用機械類(lèi)型
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選用功能
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執行的功能
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啟動(dòng)電流(%)
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啟動(dòng)時(shí)間(秒)
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離心泵
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標準啟動(dòng)
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減少沖擊，消除水錘
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300
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5~15
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螺桿式壓縮機
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標準啟動(dòng)
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減少沖擊，延長(cháng)機械壽命
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300
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3~20
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離心式壓縮機標
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準啟動(dòng)
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減少沖擊，延長(cháng)機械壽命
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350
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10~40
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活塞式壓縮機標
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準啟動(dòng)
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減少沖擊，延長(cháng)機械壽命
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350
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5~10
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傳送帶運輸機
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標準+突跳
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啟動(dòng)平穩，減少沖擊
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300
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3~10
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風(fēng)機
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標準啟動(dòng)
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減少沖擊，延長(cháng)機械壽命
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300
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10~40
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攪拌機
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標準啟動(dòng)
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降低啟動(dòng)電流
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350
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5~20
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磨粉機
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重載啟動(dòng)
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降低啟動(dòng)電流
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450
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5~60
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4、選型案例與計算方法
（1）用戶(hù)指定額定電流
用戶(hù)需要額定電流為180A的柴油發(fā)電機組，解決方法：詢(xún)問(wèn)發(fā)電機組電壓和詢(xún)問(wèn)負載功率因數。
假定用戶(hù)電壓為400V，功率因數為0.8
kW=(V×A×PF×1.73)/1000
kW=(400×180×0.8×1.73)/1000=100kW
因此需要提供100kW柴油發(fā)電機組。
（2）用戶(hù)提供電動(dòng)機滿(mǎn)載電流
用戶(hù)需要能運行400V-30，21 A的電動(dòng)機。
解決方案：根據啟動(dòng)電流=7×額定電流來(lái)計算
啟動(dòng)電流=147→SkVA=400×147×1.732/1000=101kVA
根據表1電動(dòng)機啟動(dòng)方式選型表，因此需要提供20kW柴油發(fā)電機組。
（3）用戶(hù)指定滿(mǎn)載電流和啟動(dòng)方式
某用戶(hù)需要購買(mǎi)一臺能運行一臺星三角形啟動(dòng)400V，3相，100A的電機.
解決方案：?jiǎn)?dòng)電流=3×額定電流
100 Amps@400V-30→啟動(dòng)電流=300A
SkVA=啟動(dòng)電流×電壓×1.732/1000=207.8（kVA）
根據表1電動(dòng)機啟動(dòng)方式選型表，因此需要提供75kW柴油發(fā)電機組。
（4）啟動(dòng)順序案例
① 已知數據：
● 傳輸帶：電機---30kW，400V，3相，PF=0.8；
● 星三角形啟動(dòng)燈：400V，3相，20A，PF=1.0.
● 加熱器：400V，3相，30A，PF=1.0.
● 泵：10kW，400V，3相，PF=0.8；
● 直接啟動(dòng)所有負載同時(shí)啟動(dòng)
② 計算方法：
● 星三角形啟動(dòng)計算：
啟動(dòng)電流=3×額定電流→啟動(dòng)電流=162A→SkVA=電壓×啟動(dòng)電流×1.732/1000=112（kVA）
● 燈：400V，3相，20A，PF=1.0.
計算：SkVA=kW=14（kVA）
● 加熱器：400V，3相，30A，PF=1.0
計算：SkVA=kW=21（kVA）
● 泵：10kW，400V，3相，PF=0.8；
直接啟動(dòng)計算：?jiǎn)?dòng)電流=7×額定電流→啟動(dòng)電流=126→SkVA=電壓×啟動(dòng)電流×1.732/1000=87（kVA）
● 因所有負載同時(shí)啟動(dòng)，
總SkVA=112+14+21+87=234kVA
總電流=54+20+30+18=122（A）
因此提供135A/75kW柴油發(fā)電機組。
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