康明斯动力设备（深圳）有限公司

7 发电机组的设计

7.1 确定需求功率的准则

为了确保发电机组可靠供电，应将装置对功率的需求情况告知发电机组的制造商。

对功率的需求包括切换到电气装置（例如：电梯、泵、风扇、照明设备和其他非线性电气设备）上时出现的短时高负荷。在适当的场合，例如为了留有余量，可以采用多台机组并联运行。

由于现代往复式内燃机大多为涡轮增压型，因此，有必要分若干加载步骤设置负载接受特性。

由于发电机组的负载接受能力取决于往复式内燃机的制动平均有效压力，所以应采用GB／T2850.5-1997第9章和图6、图7所给出的负载接受特性的定义及数值。

若要采用比GB／T 2820.5-1997中图6、图7推荐值更大的加载步骤，则应采取适当的附加措施，或者增加发电机组的额定功率，适用时也可增加飞轮的转动惯量。

在设计发电机组时，把第14章中的设计调查清单作为信息提出是必要的。

为了保证发电机组在规定的时间内正常运行，应提供应急发电机组必需的设备。如冷却系统、包括燃油箱的燃油系统及润滑系统。

往复式内燃发动机的冷却系统应为自带式。

注：使用火花点火式内燃发动机时应考虑其特殊要求和有关国家标准的规定。

7.2 功率的确定

可按GB/T 2820.5-1997中13.1和13.3确定发电机组的功率。

7.3 指标限值

发电机组的性能指标至少应满足GB/T 2820.5-1997中G2级的规定。

GB/T 2820.5-1997给出了对性能指标的具体要求。

瞬态指标限值一般按GB/T 2820.5-1997表3的规定。

表2给出机组类别的性能指标列于表3。

表3 对表2所给示例的具体要求

参数	符号	单位		参考标准		类 别
						1	2	3	4
频率降	δfst	%		GB/T 2820.5	5.1.1	AMCa	AMC	5	4
稳态频率带	βf	%			5.1.4	AMC	AMC	1.5	0.5
瞬态频率偏差	δfdyn	%			5.3.4	AMC	AMC	-10	-10
稳态电压偏差	δUst	%			7.1.4	AMC	AMC	±2.5	±1
瞬态电压偏差		% %			73.3	AMC	AMC	+20 -15	+10 -10
电压恢复时间	tU,de tU,in	S S			7.3.5	AMC	AMC	4	4
不对称负载电流比	I2/INb	1		GB/T 2820.3	10.1	33c 15d	33c 15d	33c 15d	33c 15d
电压波形正弦性畸 变率	kU	%	—			AMC	AMC	—	5e
注：所有其他参数值见GB/T 2820.5。
a  AMC即由制造商和用户协商确定。 b 也可见GB755相应条款的规定。 0 额定值不大于300kVA的发电机组。 d 额定值大于300kVA的发电机组。 e 适用线性对称负载下中性导体与各导体之间的电压。

8 附加要求

8.1 监测和控制电路所需的持续供电，应由蓄电池供电作备用。这种用途的蓄电池应符合GB/T 13337.1或IEC 60285的要求。

适用时，这类蓄电池可用于启动发动机。不应引出部分电压。该蓄电池除了用于启动发动机和向监测和控制电路供电外，不能用作其他用途。

在环境温度为10℃，蓄电池处于浮充电状态下，蓄电池的容量应能提供足够的电流来启动、监测和控制发电机组。在每次启动（持续）时间为10s、两次启动间隔时间为5s时应能对发电机组进行三次启动。每次驱动启动（电）机时，蓄电池电压的降低不应对控制系统产生不利影响。

对于每个蓄电池，应提供控制型充电设备。该设备应有确定的恒流和恒压充电性能（IU曲线），在充电周期末应能转变为浮充状态。蓄电池充电器应能按下列规定自动对已放电的蓄电池充电到其额定容量（A·h）的80％：

——4类发电机组：在6h以内；

——3类发电机组：在10h以内。

除了向蓄电池充电外，充电设备还应提供足够的能量，维持监测和控制设备连续（正常）运行。

应提供一个能对蓄电池电压进行持续监测并能实施故障报警的设备。用于这种报警的线路应有失败报警模式。该报警器在/或被重置于永久性手控位置时应能发出警报声。短时间的电压降低（例如：进行启动或充电）不得触发报警。

蓄电池充电器发生故障时（例如：交流电的断电时间超过3min或者交流或直流小型断路器动作）应能触发报警。

蓄电池充电器及其相关系统应这样设计，即输出端子上的电压应不超过永久性连接的控制和驱动设备的最大额定电压。

启动电机电缆的规格应这样确定：启动发动机时，电缆上的总压降应不超过蓄电池名义电压的8%。

如果要用分离式蓄电池控制发电机和启动发电机组，则应按本标准的有关规定为每个蓄电池各配一个充电器。

8.2 对于用压缩空气启动的往复式发动机，储气瓶的规格和数量应这样确定：在热态和冷态两种情况下，能使往复式发动机以5倍的着火转速运转。应提供自动压缩机系统为储气瓶充气。充气系统应能在45 min 内使瓶内压力达到工作压力。储气瓶内的压力应能始终得到显示。

如果不能维持要求的压力，则应进行警。

每个储气瓶上应有自动或手动放水装置。

8.3 往复式内燃机驱动的发电机组能够为用户提供电力的持续供电时间主要取决于燃油供应。

3类发电机组的燃油量应足够使发电机组以额定功率至少运行8h。对于4类发电机组，包括试运行用油在内，其燃油供应量应足够使发电机组以额定功率至少运行24h。

当发生自然灾害（如地震）时，发电机组必须工作更长的时间。这时应根据制造商和用户就具体供电业务的协商结果，增加燃油的供应量。

主（供）油箱的容量应足够使发电机组以额定功率至少运行2h。该油箱应放在发动机的附近。为了保证发电机组能可靠启动，该油箱的底部应比发动机的燃油泵至少高出0.5m。除非发动机的制造商另有规定。主油箱应有放油和通气部件。为了避免加油过满并得知是否有渗漏，应提供适当的保护措施。

关于持续运行时间和储油量的其他要求，应由制造商和用户协商。

油箱应有油位指示器或量油尺作为容量指示器

8.4 配备的活动式通风百叶窗应能由应急电源自动操作能手动操作。

8.5常用供电系统发生故障的时间短于0.5s时，不应启动发动机，不断电和短时间断电发电机组除外。

8.6 必要时，应针对发生地震时的振动等因素另外采取有效措施。

注1：地震时，包括管道和电缆在内的应急发电机组的零部件的损坏，将中断向安全装置的供电。

注2：如果安全设施和／或与之相连的电缆也因地震而发生损坏，那么通过应急发电机组供电时将会造成二次灾害。

注3：如果发生灾害的地域比较广大，则希望通过应急发电机组向安全装置供电的时间更长一些，直到常用供电系统得到修复。在某些特殊情况下，修复时间达153h 1995年1月日本神户地区发生灾害，修复向全部用户供电的常用供电系统所用的时间。

由于日常维护保养工作没有做好，一些应急发电机组在发生灾害后不能及时启动。因此，必须重视应急发电机组的日常维护工作，比如检查燃油量、过滤器堵塞、蓄电池充电情况等。