重康动力（深圳）有限公司

 

新闻主题	柴油发电机铭牌标称功率的定义及运行条件

 

摘要：当柴油发电机作为备用或常用电源，确实对安装环境和运行条件有不少要求，比如环境温度、通风、安装位置等方面，这些现场条件对柴油发电机组的性能、效率和寿命有重要影响。此外，为确保柴油发电机组安全和稳定运行，设备理应满足符合当地法规、提高发电效率、延长设备寿命等关键条件。

 

一、柴发设备功率的定义

 

1、柴油机容量（功率）基本定义

（1）内燃机功率的标定值按用途和使用特点可分为：15min率、lh功率、12h功率和持续功率4种。

（2）柴油机的标定功率是指规定大气状况下发出的功率。

① 陆用柴油发电机组：环境温度为20℃，大气压力为101.325kPa，相对湿度为60％。

② 船用柴油发电机组：环境温度为30℃，大气压力为101.325kPa，相对湿度为60％。

（3）当柴油机运行在与标准大气状况不一致的场合下时，应修正其功率。

（4）陆用固定电站用柴油机铭牌标定的是12h功率和持续功率两种。

（5）12h功率为柴油机允许连续运行12h的最大有效功率，其中包括在超过12h功率10%的情况下连续运行1h。

（6）持续功率为柴油机允许长期连续运行的最大有效功率，通常持续功率为12h功率的90%。

2、柴发的标准功率定义（根据国标和ISO标准）

（1）持续功率（COP）：在商定的运行条件下并按照制造商的规定进行维护保养，发电机组以恒定负荷持续运行且每年运行时数不受限制的最大功率。

（2）基本功率（PRP）：在商定的运行条件下并按照制造商的规定进行维护保养，发电机组以可变负荷持续运行且每年运行时数不受限制的最大功率。24h运行周期内运行的平均功率输出（Ppp）应不超过PRP的70%，除非与RIC发动机（往复式内燃机简写）制造商另有商定。在要求允许的平均功率输出Ppp较规定值高的应用场合，应使用持续功率COP。

（3）限时运行功率（LTP）：在商定的运行条件下并按照制造商的规定进行维护保养，发电机组每年运行时间可达500h的最大功率。按100%限时运行功率，每年运行的最长时间为500h。

（4）应急备用功率（ESP）：在商定的运行条件下并制造商的规定进行维护保养，在市电一旦中断或在实验条件下，发电机组以可变负荷运行且每年运行时间可达200h的最大功率。24h运行周期内允许的平均功率输出应该不超过70%ESP，除非与制造商另有商定。

3、铭牌标称功率

      通常柴油发电机组铭牌标称的输出功率分为备用功率（Standly Power）、常用功率（Prime Power），以康明斯发电机组为例，图1和图2分别是C900D5和C1000D5机型的铭牌样板。

（1）备用功率（Standly Power）：备用功率定义为发电机组在规定的维修周期之间和规定的环境条件下能够连续运行300h，每年最多500工作小时的最大功率，等同于国标和ISO标准中的限时运行功率（LTP）。一般适用于通信、楼宇等负载变化较多的偶然应急工况。

（2）常用功率（Prime Power）：常用功率定义为在规定的维修周期之间和规定的环境条件下，每年可能运行的时数不受限制的某一可变功率序列内存在的最大功率，等同于国标和ISO标准中的基本功率（PRP）。一般适用于厂矿、军队等负荷变化较少的经常运行工况。

 

图1  C900D5康明斯发电机组铭牌

图2  C1000D5康明斯发电机组铭牌

 

二、柴发运行条件

 

      该标准对柴油发电机组运行的现场条件作出规定，现场条件由用户确定。设备外观如图3所示，运行模式如图4所示。

1、基本环境条件

      在现场条件未知且未另做规定的情况下，应采取下列额定现场条件。

（1）温度

① 适宜环境温度：通常为 5°C～40°C（不同机型可能有差异）。

② 高温风险：超过40°C可能导致散热不足、功率下降或停机。

③ 低温风险：低于5°C需配备预热装置（如冷却液加热器、润滑油加热器），避免启动困难或部件磨损。

（2）海拔高度

① 标准发电机组设计海拔通常为 ≤1000米。

② 高海拔地区（如高原）需选择降功率机型或增压配置（空气稀薄影响燃烧效率）。

（3）湿度与防潮

① 相对湿度应 ≤90%，避免电气部件受潮短路。

② 潮湿环境需加强防潮措施（如安装除湿机、密封控制柜）。

2、安装场地要求

（1）基础与地面：地面需 平整、坚固（混凝土基础厚度≥200mm），避免振动导致发电机组移位。室外安装需设置排水系统，防止积水。

（2）空间要求：室内机房需预留足够空间，发电机组四周留 ≥1.5米 维护通道，顶部空间便于吊装维修。室外安装需设置防雨棚或集装箱式机房，避免日晒雨淋。

（3）通风与散热：进风与排风应确保足够空气流量，进风口面积 ≥ 发电机组散热器面积的1.5倍；排风通道避免迂回，必要时加装强制排风扇，排风方向避开人员活动区或敏感设备。

（4）降噪要求：根据环境噪音标准（如居民区≤65dB）加装消音器、隔音罩或隔音墙。

3、燃料与排气系统

（1）燃油要求：使用符合标准的清洁柴油（如国标0#或-10#柴油），避免杂质堵塞滤清器。储油罐需远离高温源，并配备防火措施。

（2）排气系统：排气管采用耐高温材料（如不锈钢），室外部分需隔热包扎。排气口方向避开易燃物或通风不良区域，防止一氧化碳聚集。

4、电气与安全要求

（1）接地保护：发电机组外壳、控制柜必须可靠接地（接地电阻≤4Ω）。雷电多发区需加装防雷装置。

（2）电缆与负载匹配：电缆规格需满足最大负载电流，避免过载发热。负载应逐步增加，避免突加满载导致发电机组熄火。

（3）消防设施：现场配备干粉灭火器、沙箱等消防设备，禁止在发电机组附近存放易燃易爆物品。

5、运行维护条件

（1）操作人员资质：需由经过培训的专业人员操作，熟悉发电机组启停、故障处理流程。

（2）维护空间：预留滤清器、蓄电池等易损件的更换空间，定期检查机油、冷却液、皮带张紧度等。

 

 

图3  柴油发电机组外观尺寸图

图4  柴油发电机组运行工作演示图

 

三、自动运行的控制功能

 

1、市/发电自动转换的控制

     柴油发电机组的市电自动转换运行（ATS, Automatic Transfer Switch）是确保在主电源（市电）故障时，发电机组能自动启动并切换负载的关键系统，原理和接线如图5所示。

（1）系统组成

① ATS（自动转换开关）：核心设备，负责检测市电状态并切换电源。

② 控制器：监测市电参数（电压、频率、相位），触发发电机组启动/停止信号。

③ 柴油发电机组：备用电源，接收控制信号后自动启动并供电。

（2）工作流程

① 市电正常：ATS连接市电，发电机组处于待机状态。

② 市电故障（断电、电压/频率超限）：控制器检测到异常，延时确认（避免瞬时波动误触发）。向发电机组发送启动信号。发电机组启动并达到额定电压/频率后，ATS切换至发电机供电。

③ 市电恢复：控制器检测市电稳定后，发电机组进入冷却停机流程。ATS切换回市电，发电机组停机待命。

（3）市电检测与延时

① 断电检测时间：通常设置 1~10秒（避免瞬态干扰）。

② 市电恢复稳定时间：需检测市电电压/频率持续 5~30分钟 稳定后再切换回市电。

（4）发电机组启动逻辑

① 启动信号触发条件：市电电压低于 70%额定值 或频率偏差 ±2Hz 以上。

② 启动失败处理：若发电机组 3次启动失败，触发报警并锁定系统。

（5）切换闭锁机制

相位同步检测（仅适用于闭合切换）：

① 市电与发电机电压相位差需 ≤10°，避免电流冲击。

② 机械闭锁：防止ATS在市电和发电机之间同时闭合（短路风险）。

（6）运行保护功能

① 过压/欠压保护：市电电压超出 ±10%额定值 时拒绝切换。

② 缺相检测：市电缺相时禁止切换回市电。

③ 过载保护：负载超过机组容量 110% 时报警或卸载。

④ 逆功率保护：防止市电恢复时反向供电至电网（需并网许可）。

2、多机并联运行的控制

     对于柴油机在数据中心的应用，在确定发电机组功率定额时目前普遍按照常用功率来选择。由于数据中心的重要性，各种工况下的供电设备应该考虑电气冗余，发电机组的配置也不例外。具体的做法是在配置柴油机系统时，按照N+1或者2N的原则来配置发电机组的数量。发电机组并联使用是经常采用的一种方式，原理和接线电路如图6所示。由于我国0.4kv的低压配电柜没有6300A以上的应用，并联运行的0.4kV发电机总容量不要超过3200kW。如果场地确实需要更大容量的柴油发电机组，建议采用10kV的中压发电机组。通常并联的逻辑控制有以下三种。

（1）接到断电信号以后，所有的发电机组都同时启动且同时运行，即无论负载多少，并联的N+1台柴油机始终同时在线运行。对于数据中心来说，一般建议利用此逻辑控制，即全部发电机组始终在线运行，好处是可以避免负载较快地波动时频繁地投入切出发电机组，并且由于多台发电机组同时运行使内阻减小可以弱化谐波的影响，有利于发电机组的稳定运行；

（2）发电机组同时启动，然后根据负载的大小投入或者切除发电机组。此方式通常适用于负载变化缓慢的情况，可使燃油经济性较好；

（3）接到断电信号后，只启动一台发电机组，然后根据负载大小，由系统决定是否需要启动其他发电机组并联运行。此方式可控制逻辑负载依次投入，适用于初始负载不大、负载增长模式固定的场所。

 

图5  柴油发电机组与市电自动转换开关接线图

图6  柴油发电机组并联系统电路示意图

 

总结：

柴油发电机组的现场运行条件需综合考虑环境适应性、安全性、可维护性 三方面。其中，柴油发电机组的市电自动转换运行需通过 ATS控制器、发电机组、保护逻辑 三者的精密配合实现。设计时需重点考虑切换时间、同步要求、保护功能，并定期维护测试，确保关键负载的供电连续性。对于高可靠性场景（如数据中心），建议采用双ATS冗余或并机系统。安装前应详细阅读厂商技术手册，必要时咨询专业人员评估现场条件，确保合规性与长期稳定运行。

----------------
以上信息来源于互联网行业新闻，特此声明！
若有违反相关法律或者侵犯版权，请通知我们！
温馨提示：未经我方许可，请勿随意转载信息！
如果希望了解更多有关柴油发电机组技术数据与产品资料，请电话联系销售宣传部门或访问我们官网：https://www.11fdj.com