重康动力（深圳）有限公司

摘要： 目前，市场上的发电机组品牌繁多，在选购时必须注意所选机组的性能和质量必须符合有关标准的要求。国家、国际上对于各个应用领域的发电机组有着较详细的标准法规，生产商应能出示国家或国际认证机构的鉴定或认证证书。我国对各种柴油发电机组的标准体系以GB/T 2820系列为核心，涵盖用途定额、发动机、发电机、控制装置、试验方法、噪声振动测量等完整的技术要求，同时各行业均有针对性的专用标准。在环境保护方面，机组本身应具有或经过处理后符合GB 20891非道路移动机械排放标准和GB 12348厂界环境噪声排放标准的规定。本文系统梳理柴油发电机组的主要国家标准与行业标准体系，详细解析GB/T 2820规定的三种标准基准环境条件以及更宽泛的第三种环境条件，阐述综合因素下柴油机功率的修正原则，并从海拔修正、温度修正和湿度修正三个维度建立功率修正计算方法，最后结合选型实践提出用户需求确认的技术要点，为用户选型和技术条件确认提供完整的标准依据。

 

一、柴油发电机组的标准体系

 

1. 通用基础标准——GB/T 2820系列

GB/T 2820《往复式内燃机驱动的交流发电机组》是我国柴油发电机组最核心的基础标准，分为12个部分，等效采用国际标准ISO 8528。各部分的适用范围和内容如下。

（1）GB/T 2820.1-2009 往复式内燃机驱动的交流发电机组 第1部分：用途、定额和性能。该部分规定了发电机组的用途分类（常用、备用、应急等）、功率定额定义（持续功率、基本功率、限时运行功率等）以及不同用途对应的性能等级。

（2）GB/T 2820.2-2009 往复式内燃机驱动的交流发电机组 第2部分：发动机。该部分规定了配套发动机的要求，包括功率输出、调速特性、燃油消耗率、排放限值及发动机冷却、润滑、进排气系统的技术要求。

（3）GB/T 2820.3-2009 往复式内燃机驱动的交流发电机组 第3部分：发电机组用交流发电机。该部分规定了配套交流发电机的要求，包括电压调整率、频率调整率、短路承受能力、温升限值、绝缘等级及波形畸变率等参数。

（4）GB/T 2820.4-2009 往复式内燃机驱动的交流发电机组 第4部分：控制装置和开关装置。该部分规定了控制与开关装置的要求，包括起动/停机控制、保护功能（过载、短路、欠压、过频、超速、低油压、高水温等）、仪表显示及远程通信接口。

（5）GB/T 2820.5-2009 往复式内燃机驱动的交流发电机组 第5部分：发电机组。该部分规定了整机的要求，包括机组的装配完整性、接口尺寸、标识标牌、防护等级及出厂检验项目。

（6）GB/T 2820.6-2009 往复式内燃机驱动的交流发电机组 第6部分：试验方法。该部分规定了各类试验的方法和程序，包括稳态/瞬态性能试验、温升试验、短路试验、振动测量及噪声测量等。

（7）GB/T 2820.7-2002 往复式内燃机驱动的交流发电机组 第7部分：用于技术条件和设计的技术说明。该部分规定了技术规格书的编制内容和格式，指导用户与制造商之间的技术沟通。

（8）GB/T 2820.8-2002 往复式内燃机驱动的交流发电机组 第8部分：对小功率发电机组的要求和试验。该部分适用于小功率机组的简化要求和试验程序。

（9）GB/T 2820.9-2002 往复式内燃机驱动的交流发电机组 第9部分：机械振动的测量和评价。该部分规定了机组振动的测量方法和评价准则。

（10）GB/T 2820.10-2002 往复式内燃机驱动的交流发电机组 第10部分：噪声的测量（包面法）。该部分规定了采用包面法测量机组噪声的试验方法和数据处理。

（11）GB/T 2820.11-2002 往复式内燃机驱动的交流发电机组 第11部分：旋转不间断电源 性能要求和试验方法。该部分适用于带有旋转不间断电源功能机组的特殊要求。

（12）GB/T 2820.12-2002 往复式内燃机驱动的交流发电机组 第12部分：对安全装置的应急供电。该部分规定了用于安全设施应急供电的机组附加要求。

2. 通用技术条件与试验方法标准

（13）GB/T 2819-1995 移动电站通用技术条件。适用于可移动式电站（含拖车电站、汽车电站等），规定了移动性能、防护性能及环境适应性的技术要求。

（14）GB/T 31038-2014 高电压柴油发电机组通用技术条件。适用于输出电压在1kV以上的高压柴油发电机组，规定了高压绝缘、接地保护、并联运行等特殊要求。

（15）GB/T 21428-2008 往复式内燃机驱动的交流发电机组 安全性。规定了机组在安装、使用和维护过程中的安全要求，包括防护罩、紧急停机、电气安全间距及防触电保护。

（16）GB/T 12786-2006 自动化内燃机电站通用技术条件。适用于具备自动起动、自动切换、自动并机和自动停机功能的自动化电站。

（17）GB/T 4712-2008 自动化柴油发电机组分级要求。规定了自动化机组的分级标准（一级、二级、三级），各级对应不同的自动化功能完整性。

（18）GB/T 20136-2006 内燃机电站通用试验方法。规定了电站各类性能试验和环境试验的通用方法。

3. 行业专用标准

（19）GB/T 13032-2010 船用柴油发电机组通用技术条件。适用于船舶及海上平台使用的发电机组，规定了倾斜摇摆、盐雾腐蚀、振动冲击及船用电气设备的特殊要求。

（20）GJB 235A 军用内燃机电站通用技术规范（军事部门标准）。规定了军用电站的可靠性、环境适应性、电磁兼容性及伪装性等严格军用要求。

（21）YD/T 502-2007 通信用柴油发电机组（通信行业标准）。适用于通信基站、数据中心用发电机组，重点规定了噪声限值、电压稳定度及远程监控接口要求。

4. 环保与排放标准

在重视环境保护的今天，机组本身应具有或经过其他特殊处理后，使其符合以下排放和噪声标准。

（1）GB 20891-2014《非道路移动机械用柴油机排气污染物排放限值及测量方法（中国第三、四阶段）》。该标准规定了非道路用柴油机的CO、HC、NOx和PM排放限值，第三阶段主要依靠机内净化，第四阶段需加装DPF和SCR等后处理装置。

（2）GB 12348-2008《工厂企业厂界环境噪声排放标准》。该标准规定了厂界噪声限值，不同功能区（居住区、混合区、工业区）的昼间和夜间限值不同，机组设计时必须根据安装地点选择隔音降噪措施。

 

二、柴油发电机组的工况条件

 

柴油发电机组的工作条件是指在规定的使用环境条件下能输出额定功率，并能可靠地连续工作。国家标准规定的电站（机组）工作条件，主要按海拔、环境温度、相对湿度、有无霉菌、盐雾以及放置的倾斜度等情况来确定。国家标准GB/T 2820.1规定了电站（机组）工作的标准基准条件和扩展环境条件。

1. 标准基准条件与功率标定

（1）第一种环境条件（标准基准条件）。第一种环境条件为发电机组的标定基准条件，适用于功率标定和性能比较：绝对大气压力 ${\mathrm{<span\; style="font-size:\; 14px;">P</span>}}_{\mathrm{<span\; style="font-size:\; 14px;">1</span>}}<span\; style="font-size:\; 14px;">=</span>\mathrm{<span\; style="font-size:\; 14px;">100</span>}$kPa（相当于海拔约100m的大气压力）；环境温度 ${\mathrm{<span\; style="font-size:\; 14px;">T</span>}}_{\mathrm{<span\; style="font-size:\; 14px;">1</span>}}<span\; style="font-size:\; 14px;">=</span>\mathrm{<span\; style="font-size:\; 14px;">298</span>}$K（25℃）；空气相对湿度 $\mathrm{<span\; style="font-size:\; 14px;">\Phi </span>}<span\; style="font-size:\; 14px;">=</span>\mathrm{<span\; style="font-size:\; 14px;">30</span>}\mathrm{<span\; style="font-size:\; 14px;">\%</span>}$。在上述标准基准条件下，发动机可以输出铭牌标定的额定功率，无需进行功率修正。

（2）第二种环境条件（常用参考条件）。第二种环境条件较第一种更为严酷，常用于热带或低海拔高温地区的功率修正参考：绝对大气压力 ${\mathrm{<span\; style="font-size:\; 14px;">P</span>}}_{\mathrm{<span\; style="font-size:\; 14px;">1</span>}}<span\; style="font-size:\; 14px;">=</span>\mathrm{<span\; style="font-size:\; 14px;">89.9</span>}$kPa（相当于海拔约1000m的大气压力）；环境温度 ${\mathrm{<span\; style="font-size:\; 14px;">T</span>}}_{\mathrm{<span\; style="font-size:\; 14px;">1</span>}}<span\; style="font-size:\; 14px;">=</span>\mathrm{<span\; style="font-size:\; 14px;">313</span>}$K（40℃）；空气相对湿度 $\mathrm{<span\; style="font-size:\; 14px;">\Phi </span>}<span\; style="font-size:\; 14px;">=</span>\mathrm{<span\; style="font-size:\; 14px;">60</span>}\mathrm{<span\; style="font-size:\; 14px;">\%</span>}$。在此环境条件下，因空气密度下降，发动机的实际输出功率会低于标定值，应按制造商提供的功率修正系数进行降额使用。

2. 第三种环境条件（宽泛使用条件）

（1）海拔要求。机组在下列条件下应能输出规定功率（允许修正）并可靠地工作，海拔不超过4000m。海拔每升高1000m，空气密度约下降10%，发动机功率约下降8%～10%，需按降额曲线进行修正。

（2）环境温度要求。环境温度下限值分别为5℃、-15℃、-25℃、-40℃，上限值分别为40℃、45℃、50℃。低温环境下需考虑冷起动辅助装置和机油牌号选择；高温环境下需校核散热器容量是否满足热平衡要求。

（3）相对湿度、凝露和霉菌。在高湿度环境中，电气绝缘性能下降，需选用防潮处理（浸渍漆、三防漆）的电气部件。凝露环境要求机组具备防凝露加热器，霉菌环境要求电气零部件经过防霉处理。

（4）综合因素。综合因素见表1的规定。

表1 综合因素下柴油机功率

备注：①指该月的平均最低温度为25℃，月平均最低温度是指该月每天最低温度的月平均值。②指该月的平均最高温度为40℃，月平均最高温度是指该月每天最高温度的月平均值。

（5）长霉要求。机组电器零部件经长霉试验后，表面长霉等级应不超过GB/T 2423.16规定的2级，即肉眼可见的霉斑面积不超过试品表面的25%。

（6）特殊危险条件的说明。机组运行的现场条件应由用户明确确定，且应对任何特殊的危险条件如爆炸大气环境和易燃气体加以说明。在爆炸性气体环境中使用的机组应符合防爆电气设备的相关标准，并加装阻火器、防爆控制箱等安全装置。

3. 功率修正的计算方法

当机组在非标准基准条件下运行时，须按以下方法对输出功率进行修正。

（1）海拔修正。海拔修正系数 ${\mathrm{<span\; style="font-size:\; 14px;">C</span>}}_{\mathrm{<span\; style="font-size:\; 14px;">a</span>}}$取决于大气压力 $\mathrm{<span\; style="font-size:\; 14px;">P<span\; style="font-family:\; Arial,\; Verdana,\; sans-serif;">与标准大气压力 </span></span>}$${\mathrm{<span\; style="font-size:\; 14px;">P</span>}}_{\mathrm{<span\; style="font-size:\; 14px;">0</span>}}$的比值。对于自然吸气发动机：

$${\mathrm{<span\; style="font-size:\; 14px;">C</span>}}_{\mathrm{<span\; style="font-size:\; 14px;">a</span>}}<span\; style="font-size:\; 14px;">=</span>{<span\; style="font-size:\; 14px;">(</span>\frac{\mathrm{<span\; style="font-size:\; 14px;">P</span>}}{{\mathrm{<span\; style="font-size:\; 14px;">P</span>}}_{\mathrm{<span\; style="font-size:\; 14px;">0</span>}}}<span\; style="font-size:\; 14px;">)</span>}^{\mathrm{<span\; style="font-size:\; 14px;">1.0</span>}}$$

对于增压发动机：

$${\mathrm{<span\; style="font-size:\; 14px;">C</span>}}_{\mathrm{<span\; style="font-size:\; 14px;">a</span>}}<span\; style="font-size:\; 14px;">=</span>{<span\; style="font-size:\; 14px;">(</span>\frac{\mathrm{<span\; style="font-size:\; 14px;">P</span>}}{{\mathrm{<span\; style="font-size:\; 14px;">P</span>}}_{\mathrm{<span\; style="font-size:\; 14px;">0</span>}}}<span\; style="font-size:\; 14px;">)</span>}^{\mathrm{<span\; style="font-size:\; 14px;">0.7</span>}}$$

式中，$\mathrm{<span\; style="font-size:\; 14px;">P</span>}$为实际大气压力（kPa），${\mathrm{<span\; style="font-size:\; 14px;">P</span>}}_{\mathrm{<span\; style="font-size:\; 14px;">0</span>}}<span\; style="font-size:\; 14px;">=</span>\mathrm{<span\; style="font-size:\; 14px;">100<span\; style="font-family:\; Arial,\; Verdana,\; sans-serif;">kPa。海拔与大气压力的近似关系为每升高100m，大气压力下降约1.2\; kPa。当海拔超过1000m时，增压发动机的功率降额相对较小，因其增压器可补偿部分进气密度损失。</span></span>}$

（2）温度修正。温度修正系数 ${\mathrm{<span\; style="font-size:\; 14px;">C</span>}}_{\mathrm{<span\; style="font-size:\; 14px;">t</span>}}$取决于进气温度 $\mathrm{<span\; style="font-size:\; 14px;">T</span>}$T 与标准温度 ${\mathrm{<span\; style="font-size:\; 14px;">T</span>}}_{\mathrm{<span\; style="font-size:\; 14px;">0</span>}}$的差值。近似公式为：

$${\mathrm{<span\; style="font-size:\; 14px;">C</span>}}_{\mathrm{<span\; style="font-size:\; 14px;">t</span>}}<span\; style="font-size:\; 14px;">=</span>{<span\; style="font-size:\; 14px;">(</span>\frac{{\mathrm{<span\; style="font-size:\; 14px;">T</span>}}_{\mathrm{<span\; style="font-size:\; 14px;">0</span>}}}{\mathrm{<span\; style="font-size:\; 14px;">T</span>}}<span\; style="font-size:\; 14px;">)</span>}^{\mathrm{<span\; style="font-size:\; 14px;">1.5</span>}}$$

式中，$\mathrm{<span\; style="font-size:\; 14px;">T</span>}$为实际进气绝对温度（K），${\mathrm{<span\; style="font-size:\; 14px;">T</span>}}_{\mathrm{<span\; style="font-size:\; 14px;">0</span>}}<span\; style="font-size:\; 14px;">=</span>\mathrm{<span\; style="font-size:\; 14px;">298</span>}$。当环境温度从25℃升至40℃时，空气密度约下降5%，功率约下降3%～5%。

（3）湿度修正。湿度修正系数 ${\mathrm{<span\; style="font-size:\; 14px;">C</span>}}_{\mathrm{<span\; style="font-size:\; 14px;">h</span>}}$对功率的影响相对较小，仅在高温高湿条件下（如热带沿海地区）需加以考虑。空气中水蒸气分压增大，减少了氧分压，导致燃烧恶化。一般当相对湿度超过60%且温度高于30℃时，需按制造商提供的湿度修正曲线进行额外降额。

（4）综合功率修正系数。综合功率修正系数 $\mathrm{<span\; style="font-size:\; 14px;">C</span>}$为各因素的乘积：

$$\mathrm{<span\; style="font-size:\; 14px;">C</span>}<span\; style="font-size:\; 14px;">=</span>{\mathrm{<span\; style="font-size:\; 14px;">C</span>}}_{\mathrm{<span\; style="font-size:\; 14px;">a</span>}}<span\; style="font-size:\; 14px;">\times </span>{\mathrm{<span\; style="font-size:\; 14px;">C</span>}}_{\mathrm{<span\; style="font-size:\; 14px;">t</span>}}<span\; style="font-size:\; 14px;">\times </span>{\mathrm{<span\; style="font-size:\; 14px;">C</span>}}_{\mathrm{<span\; style="font-size:\; 14px;">h</span>}}$$​

修正后的可用功率 ${\mathrm{<span\; style="font-size:\; 14px;">P</span>}}_{\mathrm{<span\; style="font-size:\; 14px;">c</span>}\mathrm{<span\; style="font-size:\; 14px;">o</span>}\mathrm{<span\; style="font-size:\; 14px;">r</span>}\mathrm{<span\; style="font-size:\; 14px;">r</span>}}<span\; style="font-size:\; 14px;">=</span>{\mathrm{<span\; style="font-size:\; 14px;">P</span>}}_{\mathrm{<span\; style="font-size:\; 14px;">0</span>}}<span\; style="font-size:\; 14px;">\times </span>\mathrm{<span\; style="font-size:\; 14px;">C</span>}$，式中 ${\mathrm{<span\; style="font-size:\; 14px;">P</span>}}_{\mathrm{<span\; style="font-size:\; 14px;">0</span>}}$为标定功率。制造商应提供准确的修正曲线和系数，用户选型时应确保修正后的功率仍能满足实际负载需求。

 

图1  柴油发电机组设计图

图2  热交换器式柴油发电机安装图例

 

三、柴油发电机组选型的技术要求与用户需求确认

 

1. 负载特性分析与功率匹配

（1）负载类型分类。发电机组的负载可分为线性负载（如照明、加热器）和非线性负载（如UPS、变频器、整流设备）。非线性负载会产生谐波电流，要求发电机具有较低的阻抗和较强的过载能力。

（2）起动特性考虑。电动机等感性负载起动时，起动电流可达额定电流的5～7倍。选型时须校核发电机组的瞬态电压降（通常不超过-15%）和瞬态频率降（通常不超过-5%），确保大电机起动时不影响其他负载的正常运行。

（3）功率储备原则。对于带冲击性负载的场合，建议选用功率裕量不低于20%的机组；对于通信基站等关键负荷，建议采用N+1冗余配置，即备用机组不少于运行机组数量的1/3。

2. 环境适应性设计与选配

（1）高海拔地区的功率修正。在海拔超过1500m的地区使用时，应按本文件第二章节的修正方法计算实际可用功率，并选用功率等级高一档的机组以弥补功率损失。对于海拔超过3000m的极端高原环境，还应考虑增压器匹配和点火提前角的专项优化。

（2）高低温环境附加要求。环境温度低于-15℃时，应选配进气预热器（电加热或火焰预热式）和缸套水加热器，确保起动可靠。环境温度高于40℃时，应选用加大散热面积的热交换器或增加通风量，必要时选用空冷式或双回路冷却系统。

（3）高湿度与盐雾环境。湿度大于95%或含盐雾环境中，发电机绕组需采用H级绝缘和真空压力浸漆处理，控制箱内需加装防凝露加热器，外壳防护等级不低于IP54。

3. 合规性认证与用户需求确认

（1）认证文件核查。用户应要求供应商提供完整的产品认证文件，包括：型式试验报告（按GB/T 2820.6）；排放检测报告（按GB 20891）；噪声测量报告（按GB/T 2820.10及GB 12348）；安全认证（按GB/T 21428）。对于出口项目，还需提供目标国家或地区的相应认证（如CE、UL、EPA Tier 4等）。

（2）用户需求清单的编制。用户在选型前应编制详细的技术需求确认清单，至少包含以下要素：额定功率（常用/备用）、额定电压与频率、相数及接线方式；安装场所的海拔、温度范围、湿度及特殊环境条件（霉菌、盐雾、沙尘等）；负载性质（线性/非线性，最大单机起动容量）；并联运行要求（与市电或其它机组并联）；自动化程度要求（手动/自动/远程监控）；排放和噪声限值要求；运输和安装空间限制；备品备件及售后服务范围。

（3）技术协议签订。在确认全部技术条件后，用户与制造商应签订正式技术协议，将标准要求、修正系数、验收试验方法和判定准则逐一明确，作为后续设计、制造、检验和验收的依据。

 

 

总结： 我国柴油发电机组标准体系以GB/T 2820系列（等效ISO 8528）为核心，覆盖发动机、发电机、控制装置、整机性能、试验方法、噪声振动测量等12个部分，同时辅以GB/T 2819移动电站、GB/T 31038高压机组、GB/T 12786自动化电站等通用标准，以及GJB 235A军用、YD/T 502通信、GB/T 13032船舶等行业专用标准。在环保方面，GB 20891规定了非道路柴油机的排放限值（第三、四阶段），GB 12348规定了厂界噪声限值。在工况条件方面，GB/T 2820.1规定了三种环境条件，并规定了综合因素下表列的具体温湿度组合和相应的功率修正原则。功率修正计算需综合考虑海拔修正系数 、温度修正系数和湿度修正系数的乘积，按 ${\mathrm{<span\; style="font-size:\; 14px;">P</span>}}_{\mathrm{<span\; style="font-size:\; 14px;">c</span>}\mathrm{<span\; style="font-size:\; 14px;">o</span>}\mathrm{<span\; style="font-size:\; 14px;">r</span>}\mathrm{<span\; style="font-size:\; 14px;">r</span>}}<span\; style="font-size:\; 14px;">=</span>{\mathrm{<span\; style="font-size:\; 14px;">P</span>}}_{\mathrm{<span\; style="font-size:\; 14px;">0</span>}}<span\; style="font-size:\; 14px;">\times </span>\mathrm{<span\; style="font-size:\; 14px;">C</span>}$确定实际可用功率。选型实践中，用户应完成负载特性分析、环境适应性评估和合规性认证核查，编制详细的技术需求确认清单并签订正式技术协议。对于高海拔、高低温、高湿度及盐雾等特殊环境，应按要求选配辅助装置并选用相应的防护等级和绝缘处理。掌握上述标准体系、工况条件、功率修正方法和选型确认流程，是确保发电机组正确选型、合规投运和长期可靠运行的技术前提。

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