柴油发电机的容量选择研究论文

柴油发电机组功率范围很广，从几千瓦到上千千瓦不等！柴油发电机组是一种小型发电设备，系指以柴油等为燃料，以柴油机为原动机带动发电机发电的动力机械。整套机组一般由柴油机、发电机、控制箱、燃油箱、起动和控制用蓄电瓶、保护装置、应急柜等部件组成。整体可以固定在基础上，定位使用，亦可装在拖车上，供移动使用。柴油发电机组属非连续运行发电设备，若连续运行超过12h，其输出功率将低于额定功率约90%。尽管柴油发电机组的功率较低，但由于其体积小、灵活、轻便、配套齐全，便于操作和维护，所以广泛应用于矿山、铁路、野外工地、道路交通维护、以及工厂、企业等部门，作为备用电源或临时电源。

你参照如下计算吧如果你的负载功率比较稳定，且没有启动电流问题，则选择发电机组功率比负载大20%左右即可。因为发电机组功率太小，负荷波动时稳定性不好，且考虑长期发展负荷有增长。如果你只是作为应急发电机组使用，则只考虑事故状况下，应急负荷的容量。如果你是非常小的负荷，只有几千瓦，则考虑性价比，因为容量大一倍的，价格却没有大一倍。

市电中断供电时，UPS整流器停止工作，电池逆变工作。同时柴油发电机失压缺相保护器检测到市电信号中断，发电机顺利启动后油机切换柜5秒后将发电送到配电柜，通过三菱断路器组成的ATS切换到发电机给UPS带载。但是在带载过程中，发电机和UPS存在不匹配问题。 本文结合文献资料分析威尔逊柴油发电机与艾默生HipluseUPS不匹配的具体情况来分析，具体文献就不引用了，毕竟不是写论文。 1、柴油发电机供电模型     威尔逊柴油发电机是无刷励磁三相交流同步发电机，交流发电机所产生的电力输出是通过一个闭合回路进行的，主要由主转子、主定子、励磁转子、励磁定子、自动电压调节器AVR(automatic voltage regulator)、旋转整流器等组成。AVR调整励磁电动势可实现对输出端电压的控制，使发电机在空载到满载都能保持稳定的输出。     如图为柴油发电机等效电路模型，Z为发电机内阻抗，E为发电机励磁电动势，U为输出端电压，I为输出电流。当发电机带感性负载时，输出端电压U小于励磁电动势E，通过发电机自动电压调节器AVR(automatic voltage regulator)调整励磁电动势E可实现对输出端电压U的控制。当带容性负载时，由于电流方向相反，输出端电压U大于励磁电动势E，仅仅调节励磁电动势E不能实现输出端电压U全范围可调，有可能导致输出电压过高，发电机AVR调整到励磁临界值会欠励磁保护停机。所以，发电机带容性负载能力弱。 2、变压器供电模型     变压器内阻抗较小，忽略不计，所以励磁电动势E=输出端电压U。中心负载对于整个市电电网来说也忽略不计。 3、UPS     1#UPS主用，逆变器跟踪旁路市电，2#UPS逆变器跟踪1#UPS逆变器输出。但是UPS网页监控上面显示两个UPS都逆变器不同步，应该为各自和自己的旁路不同步。因为1#不和旁路同步，那么2#自然就不和旁路同步，但是两个逆变器必须在同步状态，不然两个UPS之间的环流超限。 4、不匹配原因分析 1）柴油发电机输出电压波形即UPS输入电压波形畸变严重     工频UPS谐波电流畸变较大，绕组发热，整流器异常。目前UPS和发电机容量比为1：3.44，满足经验值要求，可抵抗谐波电流冲击。同时UPS输入端并接的滤波器可吸收五次谐波。 2）UPS以轻载状态接入柴油发电机时，柴油发电机励磁消失停机     原因1：UPS输入电流谐波在满载时幅值最大，UPS的LC滤波器容量都是以满载时谐波电流含量为基础设计的，改善波形质量和提高功率因数。但在UPS空载和轻载时，UPS会呈现很强的容性，IT负荷也有较强的容性。根据柴油发电机模型，发电机AVR调整到励磁临界值会欠励磁保护停机。     原因2：UPS容性无功功率过大，超过发电机容性无功功率输出范围。     原因3：逆无功功率超过门限值，告警停机 3）UPS输出侧负载不变时，UPS输入电压电流出现低频振荡     发电机AVR励磁调压控制系统和UPS整流器电压调节系统相互影响，理论分析过于复杂，简单来说就是整流器在矫正过程中，发电机AVR也在矫正输出，两个控制器的调节可能会相互影响产生低频振荡。 5、设备现象分析 1）市电供电艾默生UPS时，电容补偿柜投入的电容较以往少，基本不投入。     LC无源滤波器过补偿，提供无功功率返送会低压系统。 2）两个滤波器都开启，1#发电机可带载，2#发电机开启后停机。     1#发电机输出380V，2#发电机输出400V，UPS单机负载率28%左右，属于轻载，UPS呈现容性。2#发电机AVR更早调整到励磁临界值会欠励磁保护停机或者2#发电机无功功率设置问题(逆无功功率参数设置)。 3）只开启一个滤波器，提高2#发电机逆无功功率参数，1#发电机带载正常，2#发电机有时显示逆变器不同步。     UPS网页监控频繁显示逆变器不同步，也就是旁路超出逆变器跟踪范围。那可以推测：UPS额定电压380V，2#发电机额定输出电压400V，有可能是出现低频振荡让2#发电机输出超过逆变器跟踪范围。 6、网络资料：汕头雷达站类似情况 设备：科士达EP-60型 50KW UPS，法国SDM0-JS150Ⅱ 120KW发电机。  现象：转速和输出电压不稳定，转速1500-1560来回游荡(游车)，电压340-460V上下波动，频率47-53上下漂移。 判断：雷达扫描时频繁加高压关高压，负载波动超成发电机输出不稳定。 解决办法：调整柴油机高压油泵上的调速器(调转速)和发电机上的AVR(调电压电流频率)，将法国SDM0柴油发电机的各项指标调节到UPS范围内。 7、结果分析     通过上面的分析，两台柴油发电机除了输出电压参数外，其他输出参数一致，唯独2#会出现不同步告警。所以推测发电机输出电压可能产生影响，将电压调节器AVR的参数从400V调整为380V。同时AVR响应速度过快也会和敏感性UPS也存在稳定性影响，发电机电压调节板有sensitivity选择，不知发电机是否减低响应速度（sensitivity）和也不确定调节后的影响。     囿于知识水平有限，理论分析和实际情况也有差别，但是2#发电机调节电压到380V可以更好匹配额定电压为380V的UPS，也没有风险。而且从表面来看，和1#发电机输出参数也保持一致。 8、咨询厂家工程师   逆变器跟踪旁路的是频率、相位、电压。不同步有可能是频率跟踪速率问题，默认是0.1HZ/S。也有客户存在这样的情况，其它小UPS正常，大型UPS跟踪速率慢。也不排除电压问题，电压超限是10%（342-418V）。 9、综合结论 1）电压超限不同步     柴油机和UPS不匹配，存在某种振荡，电压(10%)、频率(5%)、相位不符合要求。但能够做的只能调节发电机输出电压，瞬时电压超过418V。 2）频率跟踪速率     275KVA的机子频率输出很稳，猜测：新275比旧275技术先进，AVR频率调整更加频繁精准。但UPS跟踪速率慢，在柴油机调整过程中，UPS有时跟不上，逆变器本振工作造成频率不同步。 10、解决办法     频率问题还是电压问题，抑或相位问题，那发电机输出时怎么才能确定是什么原因呢，负载问题还是发电机AVR问题？示波器可以解决定位到具体原因。在发电机发电时，将 示波器 的触头接在ups旁路和ups主路输出，对比分析两路交流电的匹配情况。当然，请注意示波器触头的电压等级哦，毕笔者本来要使用示波器看看的，但害怕示波器太贵重，赔不起就放弃了。那么，不匹配后ups偶尔显示逆变器不同步有啥影响呢？逆变器故障后可能会有掉电风险，因为不同步时静态切换开关切换可能不成功。还有主路超限后，电池频繁发电影响电池寿命。

柴油发电机组容量选择分两步进行:

第一步,

根据负载之和初选发电机容量,并检验柴油发电机在负荷峰值电流冲击下的电压降,使其不超过允许值;第二步,校验柴油机的能力,即在负载峰值功率(与电动机有效启动容量相似的涵义)冲击下,柴油机不得熄火停转,而应使所拖动的发电机把负载电动机启动起来,也就是柴油机的功率必须大于负荷的峰值功率。完成第一步工作后,可求出负载峰值电流为负荷电流的多少倍,查下图的曲线,检验电压降,看看发电机能否满足要求。

第二步工作,需计算出作用在柴油机轴上的峰值功率,并与柴油机制动功率比较。现以某品牌柴油发电机为例(该柴油发电机允许端电压瞬时压降为20%)说明这一过程。选一台佩特波柴油发电机,为功率分别为15kW、27kW、27kW、27kW、45kW、55kW、95kW的异步电动机供电,按三种启动次序启动,表1为按电动机的功率由小到大次序方式启动,表2按电动机功率由大到小次序方式启动,为按电动机启动电流由大到小次序方式启动。根据负荷电流初选主发电机功率为360kW,型号为CV360。

顾客选购柴油发电机组应考虑的因素主要有性能、机组的用途、负荷的容量与变化范围、自动化功能等。康姆勒建议消费者选购柴油发电机组选择考虑因素主要有：(1)发电机组自动化功能涵盖哪些？(2)发电机与励磁方式需要选择交流励磁机(3)使用环境条件(主要指海拔和气候环境)(4)负荷容量。应根据不同用途选择不同的负荷容量和负荷，确定柴油发电组机组的容量和备用容量。(5)用途。柴油发电机组一般分为：常用、备用和应急等3种情况。用途不同，要求就有所区别。购买柴油发电机组需避免的八大陷阱：1、需要在合同中写明购买发电机时候会附带的配件。如：油箱、输油管，电瓶（电瓶规格、多大容量、几个？）。2、避免购买不带保护功能（俗称四保护）的机组。购买时，注意检查发电机组的仪表是否全面？空气开关是否配备？3、避免购买到小于发电机功率的柴油机来配置机组。业内一般规定柴油机功率≥发电机功率10%，因为有机械损耗。4、混淆KVA和KW的关系。把KVA当成KW夸大功率，卖给客户。实际上KVA是视在功率，KW是有效功率，他们之间的关系为IKVA=0。8KW。进口机组一般用KVA表示功率单位，而国内用电设备一般都用KW表示，所以核算功率时应把KVA打8折换算成KW。5、明确了解柴油机或发电机品牌，产地，机组品牌。实际上任何一台柴油发电机组均不可能由一家企业独立完成。客户应全面了解机组的柴油机、发电机、控制柜制造厂家及品牌，才能综合评估出机组的档次。6、避免购买到二手翻新机。可以检查内部零件的耗损情况来检查。7、避免购买低于市场行情离谱的发电机组。太低价格的机组一般有问题。8、不讲长行（额定）功率和后备功率的关系，仅说一个“功率”，把后备功率当作长行功率卖给客户。实际上，后备功率=1。1x长行功率。而且，后备功率只能在12小时连续运行中使用1小时。