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新闻主题 |
柴油发电机组实际输出功率的选型手册 |
正确的选型手册能为用户选择适合特定工作要求的柴油发电机组，首选分析和理解客户的需求，同时加强制定方案工作人员对功率的认识，各种不同类型负载及其对柴油发电机组影响的理解。
一、选型的重要性
一台柴油发电机组在以下方面有限制：
● 有功功率
● 无功功率
● 启动异步电动机能力
● 输出电流
● 输出电压
● 环境（环境温度，海拔，湿度等）
柴油发电机组在实际工作环境下必须有足够的功率启动负载正确的选型是根据不同的应用场合选择最佳的柴油发电机组。因此，是否正确选择了发电机组不仅是经济性的问题，更涉及到负载设备能否正常运行的问题。
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柴油发电机组过载示意图 |
二、数据收集
1、从用户那收集必要的数据，例如影响柴油发电机组功率的因素
（1）负载的类型
（2）负载的启动方式
（3）负载启动先后顺序
（4）环境影响下的功率衰减
2、定义和理解负载类型及应用
（1）阻性负载（如白炽灯）
①特点
● 功率因数=1
● kW=kVA
● 无启动视在功率影响
● 电压和频率恢复时间较短
对于阻性负载，其需要容量与柴油发电机组的额定功率相等。
② 举例：
用户使用125KW运行三相400V中，用了144A的负载。但是发现一旦增加负载，柴油机功率就开始下降，而在铭牌上显示发电机的额定电流是180A。这是怎么一回事呢？
查询发现：该负载是照明类负载，功率因数：PF=1.0
计算：kW=（400V×144A×√3×1.0）/1000
kW=100→正常
计算：kW=（400V×180A×3×1.0）/1000-kW=125→柴油机过载！
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图1 柴油发电机组阻性负载特性曲线图 |
（2）感性负载（如电动机、线圈灯）
① 特点
● 功率因数<1
● kVA>kW
● 需要考虑启动视在功率
● 电压和频率恢复时间较长
② 对电感式负载，计算柴油发电机组功率时需要考虑不同的启动方式。
○ 启动电机时需要更多的功率。
○ 运行功率因数通常为0.8，启动时功率因数可能降至0.3。
○ 启动时的浪涌电流。
○ 运行kW=运行kVAx运行PF（常用为0.8）。
○ SkVA：启动视在功率。
③ 举例：
某用户用125KW运行10台10KW加热器。使用后发现发电机组只能运行7台感性加热器。这又是怎么一回事？查询加热器数据发现：加热器的PF=0.6
·计算方法：
电流=10kW×1000/（400V××3×0.6）
电流=24A/每台
7台→A=24A×7=168A→正常-8台→电流=24A×8=192A→过载
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图2 柴油发电机组感性负载特性曲线图 |
（3）非线性负载
包括不间断电源（UPS），变速驱动（VSD）和补偿电容。
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图3 柴油发电机组非线性负载特性曲线图 |
三、选型知识
可根据经验法和柴油发电机组厂家的选型表来选择适合的柴油发电机组，如果在特殊的工作环境下使用发电机组，发电机组将降功率使用。
1、功率因数
功率因数是衡量电路是感性还是容性的标准，其公式为
PF=kW/kVA
功率因数可以理解为从电能到机械能转化时的损失，所有柴油发电机组功率因数都是0.8（例如100kW/0.8=125kVA）。对于不同感性负载，功率因数可能从0.9~0.6不等，低功率因数的负载需要更大功率的柴油发电机组。
DOOSAN
2、柴油机/发电机匹配标准
（1）柴油机产生机械功率→HPorkW（m）
（2）柴油发电机组产生视在功率→kVA·
（3）设计柴油发电机组功率因数为0.8时，柴油机和发电机应按以下比例匹配：
100kVA发电机＋80kW柴油机
3、电动机的启动方式：
（1）直接启动
使用直接启动方式启动负载，发电机组所能带动的电机功率如表1：
表1电动机启动方式选型表
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发电机组功率(kW)
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20
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30
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50
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75
|
100
|
120
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215
|
291
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407
|
500
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异步电动机功率(KW)
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14
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21
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30
|
30
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55
|
55
|
75
|
85
|
135
|
175
|
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启动视在功率(KVA)
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135
|
194
|
262
|
262
|
473
|
473
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656
|
743
|
1181
|
1531
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除了电动机铭牌上的数据，用户还应提供电动机启动的顺序如果可以，启动时应尽量从大功率电动机到小功率电动机启动如果启动顺序是随意的，计算时应该按照从小功率到大功率顺序来计算选型。
（2）降压启动：
● 星三角形启动
启动电流=3×额定电流
● 自藕降压启动
启动电流和自藕变压器原副边电压比有关
1 HP=0.746 kW
1 kW=1.34 HP
功率=电压x电流/1000（单相）
功率=电压x电流xPFx1.73/1000（3相）
上式中的电流属于正常运转电流，不是启动瞬间电流；PF指功率因数。
（3）软启动
表2 软启动的瞬间启动电流参考表
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应用机械类型
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选用功能
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执行的功能
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启动电流(%)
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启动时间(秒)
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离心泵
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标准启动
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减少冲击，消除水锤
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300
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5~15
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螺杆式压缩机
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标准启动
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减少冲击，延长机械寿命
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300
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3~20
|
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离心式压缩机标
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准启动
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减少冲击，延长机械寿命
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350
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10~40
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活塞式压缩机标
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准启动
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减少冲击，延长机械寿命
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350
|
5~10
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传送带运输机
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标准+突跳
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启动平稳，减少冲击
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300
|
3~10
|
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风机
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标准启动
|
减少冲击，延长机械寿命
|
300
|
10~40
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搅拌机
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标准启动
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降低启动电流
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350
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5~20
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磨粉机
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重载启动
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降低启动电流
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450
|
5~60
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4、选型案例与计算方法
（1）用户指定额定电流
用户需要额定电流为180A的柴油发电机组，解决方法：询问发电机组电压和询问负载功率因数。
假定用户电压为400V，功率因数为0.8
kW=(V×A×PF×1.73)/1000
kW=(400×180×0.8×1.73)/1000=100kW
因此需要提供100kW柴油发电机组。
（2）用户提供电动机满载电流
用户需要能运行400V-30，21 A的电动机。
解决方案：根据启动电流=7×额定电流来计算
启动电流=147→SkVA=400×147×1.732/1000=101kVA
根据表1电动机启动方式选型表，因此需要提供20kW柴油发电机组。
（3）用户指定满载电流和启动方式
某用户需要购买一台能运行一台星三角形启动400V，3相，100A的电机.
解决方案：启动电流=3×额定电流
100 Amps@400V-30→启动电流=300A
SkVA=启动电流×电压×1.732/1000=207.8（kVA）
根据表1电动机启动方式选型表，因此需要提供75kW柴油发电机组。
（4）启动顺序案例
① 已知数据：
● 传输带：电机---30kW，400V，3相，PF=0.8；
● 星三角形启动灯：400V，3相，20A，PF=1.0.
● 加热器：400V，3相，30A，PF=1.0.
● 泵：10kW，400V，3相，PF=0.8；
● 直接启动所有负载同时启动
② 计算方法：
● 星三角形启动计算：
启动电流=3×额定电流→启动电流=162A→SkVA=电压×启动电流×1.732/1000=112（kVA）
● 灯：400V，3相，20A，PF=1.0.
计算：SkVA=kW=14（kVA）
● 加热器：400V，3相，30A，PF=1.0
计算：SkVA=kW=21（kVA）
● 泵：10kW，400V，3相，PF=0.8；
直接启动计算：启动电流=7×额定电流→启动电流=126→SkVA=电压×启动电流×1.732/1000=87（kVA）
● 因所有负载同时启动，
总SkVA=112+14+21+87=234kVA
总电流=54+20+30+18=122（A）
因此提供135A/75kW柴油发电机组。
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