摘要：诸多用户在选购柴油发电机组时分不清技术数据和常用参数单位之间关系，也不懂得如何互换。特别是海外用户，由于中国机械和电力产品大部分沿用苏制单位（也称为“公制单位”），当技术要求中和本土单位对应不上时是一件苦恼而又难堪的事情。康明斯公司在本文中除了介绍英制单位和公制单位转换表单，还向用户详细告知了柴油发电机组常用到的计算公式和匹配系数等相关知识。
一、 功率匹配计算方式
柴油发电机组的功率匹配计算至关重要，直接关系到供电可靠性、设备安全和运行经济性。计算不当可能导致发电机过载损坏、负载设备无法启动或工作异常，或者投资浪费。以下是系统化的计算方法和步骤：
1、核心概念与定义
（1）视在功率 (kVA)： 发电机输出的总功率（电压 x 电流），是发电机容量的标称值。
（2）有功功率 (kW)： 负载实际消耗并做功的功率。有功功率 (kW) = 视在功率 (kVA) × 功率因数 (PF)
（3）功率因数 (PF)： 有功功率与视在功率的比值（PF = kW / kVA），通常在 0.8 到 1.0 之间。绝大多数柴油发电机组以其 kVA 和 0.8 PF 下的 kW 值（即 kVA × 0.8）同时标称额定容量。
（4）启动电流/浪涌电流： 电动机、压缩机等感性负载在启动瞬间（通常持续几秒到几十秒）产生的远高于额定运行电流的峰值电流。
（5）持续运行功率/额定功率 (PRP)： 发电机组在可变负载下，24 小时内可连续运行的平均最大功率（通常基于每 12 小时运行中有 1 小时可超载 10%）。
（6）备用功率/最大功率 (LTP)： 发电机组在紧急情况下，可变负载下每年最多运行 500 小时，且每次连续运行不超过 24 小时的最大功率（通常比 PRP 高 10% 左右）。主电源备份应用通常按 PRP 选型。
2、功率匹配计算步骤
（1）记录每台设备的 铭牌额定功率（单位 kW 或 kVA） 和 额定电压。
（2）关键： 明确设备的类型及其启动特性：
① 电阻性负载 (R): 白炽灯、电加热器、烤箱等。无启动浪涌，功率因数接近 1.0。运行功率 ≈ 启动功率。
② 电感性负载 (L): 电动机（风机、水泵、压缩机、电梯）、变压器、电磁设备等。有显著的启动浪涌电流，功率因数通常较低 (0.3-0.8)。启动功率 >> 运行功率。
③ 电子设备负载： 电脑、服务器、UPS、变频器、LED 灯驱动器等。启动浪涌通常较小（但 UPS 可能较大），功率因数变化大（老设备可能低至 0.6，新设备通常接近 1.0）。注意 UPS 本身效率和整流器的输入特性。
（3）确定负载的启动顺序： 是否所有负载同时启动？能否分时启动？分时启动可显著降低对发电机峰值功率的要求。
3、重要注意事项
（1）优先采用软启动/变频启动： 对于大电机，使用软启动器或变频器能极大降低启动电流 (kVA_Starting)，是减小发电机容量、降低成本和提高可靠性的最有效手段。
（2）分时启动策略： 严格规划负载启动顺序，避免大电机同时启动。
（3）UPS 兼容性： 发电机为 UPS 供电时，需特别注意发电机输出电压波形畸变率 (THD)、频率稳定性、阻抗特性是否满足 UPS 输入要求。通常需要增大发电机容量（有时需 2 倍以上 UPS 容量），或选择带特殊发电机模式的 UPS。务必咨询 UPS 和发电机制造商。
（3）非线性负载： 大量使用整流器、开关电源的设备会产生谐波电流，增加发电机发热损耗，可能需要进一步放大容量或使用特殊设计的发电机（如带 PMG 永磁励磁）。
（4）咨询专业人员与制造商： 对于复杂项目、关键负载或大型机组，强烈建议将详细的负载清单（包括设备类型、铭牌参数、启动方式、负载系数、启动顺序）提供给柴油发电机组制造商或专业工程师进行复核和精确选型。制造商拥有其产品的详细性能数据和选型软件。
（5）法规标准： 遵循当地和国家关于备用电源、应急电源的规范和标准（如 NFPA 110, ISO 8528, GB 50052 等）。
通过遵循以上系统化的步骤，并充分考虑启动特性、环境因素和安全裕量，就能为您的应用选择一台功率匹配合理、运行安全可靠的柴油发电机组。 记住，“启动瞬间”是选型的关键瓶颈，务必仔细评估最大启动功率需求并采用合理的启动方式。
图1 柴油发电机组结构示意图
|
序号
|
部件名称
|
作 用
|
|
1
|
机组底架
|
支撑发电机组
|
|
2
|
发电机
|
提供电力
|
|
3
|
空气开关
|
通断电及过流保护
|
|
4
|
控制箱
|
控制保护
|
|
5
|
发动机
|
提供发电所需动力
|
|
6
|
散热器
|
冷却发动机冷却液
|
二、 额定功率与功率修正
1、计算公式
PH=η1η2（K1 K2 Pe-Np）
● PH——同步交流发电机输出的额定功率；
● Pe——柴油机的额定输出功率；
● K1——柴油机的功率修正系数；
● K2——环境条件修正系数；
● η1——连轴器的效率；
● η2——同步交流发电机的效率；
● Np——柴油机风扇及其他辅助件消耗的机械功率，外形如图2所示。
图2 水箱风扇及附件
2、功率修正系数K1
表1 柴油机的功率修正系数表
|
连续工作时间/h |
K1 |
|
< 12 |
1.0 |
|
长期运行 |
0.9 |
3、环境条件修正系数K2
表2 环境条件修正系数表（相对湿度φ=50%）
|
海拔高度 |
大气压力 |
环境空气温度/℃ |
|||||||||
|
/m |
/kPa |
0 |
5 |
10 |
15 |
20 |
25 |
30 |
35 |
40 |
45 |
|
0 |
101.35 |
|
|
|
|
1 |
0.98 |
0.96 |
0.94 |
0.92 |
0.89 |
|
200 |
98.66 |
|
|
|
0.99 |
0.97 |
0.95 |
0.93 |
0.92 |
0.89 |
0.86 |
|
400 |
96.66 |
|
1 |
0.98 |
0.96 |
0.94 |
0.92 |
0.9 |
0.89 |
0.87 |
0.84 |
|
600 |
94.39 |
1 |
0.94 |
0.95 |
0.94 |
0.92 |
0.9 |
0.88 |
0.86 |
0.84 |
0.82 |
|
800 |
92.13 |
0.97 |
0.92 |
0.93 |
0.91 |
0.89 |
0.87 |
0.85 |
0.84 |
0.82 |
0.79 |
|
1000 |
89.86 |
0.94 |
0.87 |
0.9 |
0.89 |
0.87 |
0.85 |
0.83 |
0.81 |
0.79 |
0.77 |
|
1500 |
84.53 |
0.87 |
0.85 |
0.83 |
0.82 |
0.8 |
0.79 |
0.77 |
0.75 |
0.73 |
0.71 |
|
2000 |
79.46 |
0.81 |
0.79 |
0.77 |
0.76 |
0.74 |
0.73 |
0.71 |
0.7 |
0.68 |
0.65 |
|
2500 |
74.66 |
0.75 |
0.74 |
0.72 |
0.71 |
0.69 |
0.67 |
0.65 |
0.64 |
0.62 |
0.6 |
|
3000 |
70.13 |
0.69 |
0.68 |
0.66 |
0.65 |
0.63 |
0.62 |
0.61 |
0.59 |
0.57 |
0.55 |
|
3500 |
65.73 |
0.64 |
0.63 |
0.61 |
0.6 |
0.58 |
0.57 |
0.55 |
0.54 |
0.52 |
0.5 |
|
4000 |
61.59 |
0.59 |
0.58 |
0.56 |
0.55 |
0.53 |
0.52 |
0.5 |
0.49 |
0.47 |
0.46 |
表3 环境条件修正系数表（相对湿度φ=100%）
|
海拔高度 |
大气压力 |
环境空气温度/℃ |
|||||||||
|
/m |
/kPa |
0 |
5 |
10 |
15 |
20 |
25 |
30 |
35 |
40 |
45 |
|
0 |
101.35 |
|
|
|
|
0.99 |
0.96 |
0.94 |
0.91 |
0.88 |
0.84 |
|
200 |
98.66 |
|
|
1 |
0.98 |
0.96 |
0.93 |
0.91 |
0.88 |
0.85 |
0.82 |
|
400 |
96.66 |
|
0.99 |
0.97 |
0.95 |
0.93 |
0.9 |
0.88 |
0.85 |
0.82 |
0.79 |
|
600 |
94.39 |
0.99 |
0.97 |
0.95 |
0.93 |
0.91 |
0.88 |
0.86 |
0.85 |
0.8 |
0.77 |
|
800 |
92.13 |
0.96 |
0.94 |
0.92 |
0.9 |
0.88 |
0.85 |
0.83 |
0.8 |
0.77 |
0.74 |
|
1000 |
89.86 |
0.93 |
0.91 |
0.89 |
0.87 |
0.85 |
0.83 |
0.81 |
0.78 |
0.75 |
0.72 |
|
1500 |
84.53 |
0.87 |
0.85 |
0.83 |
0.81 |
0.79 |
0.77 |
0.75 |
0.72 |
0.69 |
0.66 |
|
2000 |
79.46 |
0.8 |
0.79 |
0.77 |
0.75 |
0.73 |
0.71 |
0.69 |
0.66 |
0.63 |
0.6 |
|
2500 |
74.66 |
0.74 |
0.73 |
0.71 |
0.7 |
0.68 |
0.65 |
0.63 |
0.61 |
0.58 |
0.55 |
|
3000 |
70.13 |
0.69 |
0.67 |
0.65 |
0.64 |
0.62 |
0.6 |
0.58 |
0.56 |
0.53 |
0.5 |
|
3500 |
65.73 |
0.63 |
0.62 |
0.61 |
0.59 |
0.57 |
0.55 |
0.53 |
0.51 |
0.48 |
0.45 |
|
4000 |
61.59 |
0.58 |
0.56 |
0.54 |
0.52 |
0.5 |
0.48 |
0.46 |
0.4 |
0.44 |
0.41 |
三、机组的散热功率的计算
1、基本公式（理论估算）
（1）散热功率（kW）主要取决于发电机组的额定功率和热效率：
Q散热=P额定×｛（1/η）-1｝−Q排气−Q辐射
P额定：发电机组的额定输出功率（kW）。
η：发电机组的总效率（通常30-45%，具体查厂家数据）。
Q排气：排气热量（一般占输入能量的20-30%）。
Q辐射：机体表面自然散热（占5-10%）。
（2）简化公式（适用于快速估算）：
Q散热≈0.3×P额定
即每100kW的发电机组，散热功率约为30kW。
2、精确计算（基于冷却系统参数）
实际散热功率需根据冷却液流量和温差计算：
Q散热=m×cp×ΔT
m˙：冷却液质量流量（kg/s）。
cp：冷却液比热容（水取4.18 kJ/(kg·℃)）。
ΔT：冷却液进出温差（通常5-15℃，查发动机技术手册）。
3、系数公式
Q散热=K1P
Q：散热量
K1：散热率
P：功率
表4 柴油机散热功率系数表
|
功率 |
<30KW |
30-200KW |
200-500 |
>500 |
|
K1 |
1.1 |
1.0 |
0.95 |
0.9 |
四、 进排风口面积计算
设：风速为v=4.5m/s，最大不超过8m/s
S=Q/T/v
● S：排风面积，示意如图3所示。
● T：温升（水内循环机组为40，风冷机组为70）
● 排风面积及开空也可以为水箱散热器孔尺寸宽高各大100mm
● 进风面积=1.2排风面积
● 进风面积或者是水箱面积的1.2倍
图3 柴油发电机进排风示意图
五、其他常见公式
1、三相功率计算公式
P=1.732UICOSφ
当线电压为480V COSφ=0.80时 电流I=1.5P
当线电压为440V COSφ=0.80时 电流I=当线电压为415V COSφ=0.80时 电流I=1.74P1.64P
当线电压为400V COSφ=0.80时 电流I=1.804P
当线电压为220V COSφ=0.80时 电流I=3.28P
2、单相计算
P=UICOSφ
当电压为220V COSφ=1时 电流I=4.545P
当电压为110V COSφ=1时 电流I=9.091P
3、电流互感器的选用
互感器的电流要>=额定电流的1.2倍
4、断路器的选用
断路器的额定电流要与发电机的额定电流一致，发电机的额定电流是断路器的85%-102%（海拔1000m以内，温度小于40 摄氏度）
5、8小时油箱容量的计算
● 10kw以下：300g/kw.H
● 10-20kw：280g/kw.H
● 20-30kw：260g/kw.H
● 30-50kw:240g/kw.h
● 50-100kw:230g/kw.H
● 100-200kw:220g/kw.H
● 200-500kw:210g/kw.H
● 500-1000kw:205g/kw.H
● 1000kw以上：200g/kw.H
六、常用参数
1、常见数值
（1）柴油理论空燃比：1：14.3
（2）过量空气系数
● 自然吸气：1.2-1.5
● 增压吸气：1.7-2.2
（3）柴油密度：0.84g/ml
（4）柴油的热值：42.7MJ/Kg
2、计算方法
（1）重心计算：
SW中给零件材料定义或输入重心与重量。重心会自动计算。
（2）人工计算：
已知N个物体的重量G及X坐标，合重心X坐标就是：
X总=（X1*G1+X2*G2+……+Xn*Gn)/(G1+G2+……+Gn)
表5 公制和英制单位转换表
|
柴油发电机组常用公式单位
|
公制转为英制
|
英制转为公制
|
||||
|
换算前单位
|
换算后单位
|
系数
|
换算前单位
|
换算后单位
|
系数
|
|
|
长度 Length
|
mm
|
inch
|
0.03937
|
inch
|
mm
|
25.4
|
|
cm
|
inch
|
0.3937
|
inch
|
cm
|
2.54
|
|
|
m
|
foot
|
3.2808
|
inch
|
m
|
0.3048
|
|
|
面积 Area
|
mm²
|
sq.in.
|
0.00155
|
sq.in.
|
mm²
|
645.2
|
|
m²
|
sq.ft.
|
10.76
|
sq.ft.
|
m²
|
0.093
|
|
|
容积 Volume
|
cm³
|
cu.in
|
0.06102
|
cu.in
|
cm³
|
16.388
|
|
liter,dm³
|
cu.ft
|
0.03531
|
cu.ft
|
liter,dm³
|
28.32
|
|
|
liter,dm³
|
cu.in
|
61.023
|
cu.in
|
liter,dm³
|
0.01639
|
|
|
liter,dm³
|
imp.gallon
|
0.22
|
imp.gallon
|
liter,dm³
|
4.545
|
|
|
liter,dm³
|
U.S.gallon
|
0.2642
|
U.S.gallon
|
liter,dm³
|
3.785
|
|
|
m³
|
cu.ft
|
35.315
|
cu.ft
|
m³
|
0.0283
|
|
|
力 Force
|
N
|
Ibf
|
0.2248
|
Ibf
|
N
|
4.448
|
|
质量 Weight
|
kg
|
Ib
|
2.205
|
Ib
|
kg
|
0.454
|
|
功率 Power
|
kW
|
hp(metric)
|
1.36
|
hp(metric)
|
kW
|
0.735
|
|
kW
|
Bhp(British)
|
1.341
|
Bhp(British)
|
kW
|
0.7457
|
|
|
kW
|
BTU/min
|
56.87
|
BTU/min
|
kW
|
0.0176
|
|
|
力矩 Torque
|
Nm
|
Ibf ft
|
0.738
|
Ibf ft
|
Nm
|
1.356
|
|
压力 Pressure
|
MPa
|
psi
|
145.038
|
psi
|
MPa
|
0.0069
|
|
Pa
|
mmH2O
|
0.102
|
mmH2O
|
Pa
|
9.807
|
|
|
Pa
|
inH2O
|
0.004
|
inH2O
|
Pa
|
249.098
|
|
|
kPa
|
inH2O
|
4
|
inH2O
|
kPa
|
0.24908
|
|
|
mH2O
|
inH2O
|
39.37
|
inH2O
|
mH2O
|
0.0254
|
|
|
功 Energy Work
|
kJ/kWh
|
BTU/bhp
|
0.697
|
BTU/bhp
|
kJ/kWh
|
1.435
|
|
kJ/kg
|
BTU/Ib
|
0.43
|
BTU/Ib
|
kJ/kg
|
2.326
|
|
|
MJ/kg
|
BTU/Ib
|
430
|
BTU/Ib
|
MJ/kg
|
0.00233
|
|
|
kJ/kg
|
Kcal/kg
|
0.239
|
Kcal/kg
|
kJ/kg
|
4.184
|
|
|
燃油消耗 Fuel Consumption
|
g/kWh
|
g/hp
|
0.7355
|
g/hp
|
g/kWh
|
1.36
|
|
g/kWh
|
Ib/hp
|
0.00162
|
Ib/hp
|
g/kWh
|
616.78
|
|
|
惯量 Inertia
|
kgm²
|
Ibft²
|
23.734
|
Ibft²
|
kgm²
|
0.042
|
|
流量 Flow
|
I/s
|
cu.ft/min
|
2.1189
|
cu.ft/min
|
I/s
|
0.47194
|
|
速度 Speed
|
m/s
|
ft./min
|
196.85
|
cu./min
|
m/s
|
0.00508
|
|
温度 Temp
|
℉=9/5×℃+32
|
℃=5/9×（℉-32）
|
||||
总结：
在柴油发电机组行业中，单位互换、计算公式和系数表是设计、选型、运维和故障排查的核心工具。但是应当注意不同机型系数可能差异较大（如涡轮增压 vs 自然吸气），动态负载（如电动机启动）需额外考虑瞬时电流冲击（5-10倍额定电流），长期低负载运行（<30%）可能导致“湿堆积”问题，需定期高负载运行。掌握这些核心内容可显著提升柴油发电机组的设计效率和运维可靠性。
-----------------------------
∎完善的保修政策：
→ 标准保修： 新购康明斯柴油发电机组通常都包含一定期限（如全球范围内通常是1年或1000小时，具体以购买时的合同为准）和小时数的全面保修。
→ 延长保修： 康明斯也提供多种延长保修选项，客户可以根据需求和预算选择，进一步降低长期运营风险。
→ 保修条款清晰： 保修条款通常覆盖主要部件，且康明斯对保修索赔的处理流程相对规范，有助于客户维护自身权益。
