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新闻主题	发电机基本参数标准知识

 

发电机的通用国际和国家陆用标准有IEC34-1国际电工技术协会标准、GB755中国旋转电机通用技术条件、BS5000英国标准、NEMA MG 1-22北美标准、CSA C22-2加拿大标准和VDE 0530德国标准等。英国劳氏船级社LRS、挪威船级社DNV、法国船级社BV、德国劳氏船级社GL、美国船级社ABS和R.I.N.A.意大利船级社等船用船级社标准。其他如军用和通信计算机等相关要求。

 

三相交流发电机正视图

三相交流发电机左轴侧图

 

 

1、标称功率

 

发电机的容量一般以视在功率（kVA）的形式给出，发电机出厂一般都按额定功率因数为0.8（滞后）计算：因此额定有功功率kW＝0.8x视在功率（kVA），电机厂对每一种型号的发电机，都会提供按照IEC34和GB755标准有关标称功率定义下的不同功率值。

 

2、效率

 

发电机的损耗包括轴承摩擦损耗和冷却风扇风阻等机械损耗，铁心磁滞损耗和涡流损耗等铁损以及定子绕组输出电流经过导线电阻的发热损耗等铜耗，前两部分损耗属于空载损耗，与输出电流大小无关，而铜耗与输出电流二次方成正比，因此发电机效率（柴油机输入的功率减去以上损耗，剩下的作为有功功率输出，其与柴油机输入的功率的百分比，称为发电机的效率，发电机制造厂会提供发电机的效率曲线）在轻载时较低，随着输出电流增大，发电机的效率也会相应增大，在75％～80％额定容量时，效率达到最高值，当输出电流继续增大到额定电流时，铜耗快速增大，发电机效率会从最高点略微下降。同一款发电机，效率在不同电压和负载百分比下不同，具体可参见厂家的效率曲线。另外，发电机的效率和发电机组的效率是两个概念，发电机组的效率还包括燃料化学能转换成机械能的效率以及柴油机附属设备如冷却风扇和柴油机机带充电发电机所消耗的功率。

 

3、温升

 

温度：发电机的输出电流经过绕组线圈内阻产生铜耗发热，铁心中铁心磁滞和涡流现象产生铁耗发热以及其他机械摩擦发热，引起发电机绕组的温度升高，从而引起发电机绕组的绝缘老化或损坏。

发电机的绕组温度的升高值（相对值）为发电机的温升。基于环境温度为40℃时，绝缘等级为B级的允许温升为80K，绝缘等级为F级的允许温升为105K，绝缘等级为H级的允许温升为125K。一般低压柴油发电机组配套的发电机都采用H级的绝缘材料，高压柴油发电机

组配套的发电机采用F级或H级的绝缘材料。同样级别的绕组绝缘等级，绕组的实际运行温升（绝对温度）越低，绕组寿命就越长，允许的标称功率会降低；反之，如果绕组的实际运行温升（绝对温度）越高，绕组寿命就越短，允许的标称功率会增大，而且温升和寿命之间不是线性关系，可能绕组温度在达到一定临界值之后，虽然温度升高不多，但绕组使用寿命将大大缩短，假设H级绝缘用H级温升，绕组寿命为20000h，输出功率为100kVA，H级绝缘用F级温升，绕组寿命将延长1倍，输出功率降低到90kVA，而H级绝缘用B级温升，绕组寿命更是提高到原来6倍之多，输出功率进一步降低到80kVA。反之，如果H级温升基础上提高15K使用，绕组寿命会缩短到原来的1/3，而输出功率上升到110kVA。厂家技术数据表中会给出发电机在不同温升等级下的功率标称值，如果是备用或应急电源应用，设备生命周期使用的总运行小时数（使用寿命）要求不高，可以适当提高允许温升，换取比较高的功率标称值，从而降低设备体积和成本；反之，在连续运行的柴油电厂应用中，发电机是7x24h连续运行的，负载也是比较恒定的话，就需要按照比较低的温升，例如B级温升，以比较小的功率标称值换取比较长的使用寿命。

 

发电机励磁系统绕组位置图

4、使用环境

 

（1）相对湿度

湿度主要指空气中水分的含量，通常以相对湿度来表示，标准中一般以60％作为标准环境工况湿度。对于高湿度的地区，必须仔细选择发电机的绝缘和浸漆系统，以使发电机适应高湿度的环境。

（2）海拔（ASL）

海拔超过1000m后，空气会变得稀薄，而发电机是靠风扇进行空气冷却的，故发电机的冷却效果将会变差，所以对超过1000m的海拔要求发电机降功率使用，以避免发电机过热。但这并不表示海拔低于1000m时，发电机功率可以增加。

对海拔超过1000m时，发电机的实际输出功率修正系数：1000～4500m，每升高500m降低3％，例如海拔为4500m时，实际输出功率降低21％；海拔超过4500m时，需要咨询厂家。

（3）环境温度

按照国际通用的设计及功率标称技术要求，一般定义发电机的使用环境温度为40℃，由于发电机是与柴油机一起工作，柴油机的发热可能会使机房温度升高，因此发电机的实际冷却进风温度会高于环境温度，那么此时应该以实际冷却进风温度为准，如果超过40℃，那么发电机应该降功率运行，若低于40℃，则发电机的允许输出功率可以比额定功率大。当实际冷却进风温度超过40℃但不超过60℃时，发电机的功率修正系数：温度超过40℃部分每升高5℃，输出功率下降3％。当实际冷却进风温度超过60℃时，需要咨询厂家。

（4）特殊气候及环境

前面我们讨论了湿度。海拔及温度等对发电机的影响，但这都是独立讨论的，在实际运用时情况要复杂得多，并且如下所列的另外一些因素也会影响发电机的正常工作：空气中含有其他气体为化学性质的腐蚀气体，（在海边）有盐水（雾），灰尘或风沙或雨水，对于前述比较复杂的特殊气候及环境，可以通过选用浸漆及发电机表面涂装标准提高的船用标准的发电机或者提高发电机的防护等级来应对。故必须全面考虑各种复杂的气候对发电机的影响，保证发电机的正常工作。防冷凝加热器用于空气中湿度较大且温差变化较大的易发生冷凝的环境中，当发电机待机时，接通加热器，使发电机的机身温度大于环境温度约5K，发电机运行时切断加热器电源。

（5）防护等级

IP22为防垂直下滴的雨水进入发电机内部，斯坦福发电机是IP23在IP22基础上还能防止倾角为60°的雨水进入发电机内部。

 

同步发电机机座外壳防护等级

 

 

空气过滤器适用风沙比较大或空气中灰尘较多的使用环境，由于空气过滤器会对发电机的冷却空气流量造成影响，一般输出功率下降5％左右。

 

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