例如：某些非授權經(jīng)銷(xiāo)商會(huì )把柴油機功率作為發(fā)電機組功率來(lái)誤導用戶(hù)，柴油機100kw就能發(fā)電100kw這樣的機器是不存在的，作為備用電源，柴油機也是有備用功率的，最大負載下柴油機無(wú)法長(cháng)時(shí)間運轉，通常只能用1小時(shí)，所以發(fā)電機組有了1小時(shí)功率與12小時(shí)功率的說(shuō)法。不管您是備用還是常用，柴油機功率肯定是大于發(fā)電機的（通常行業(yè)準則中比例為10~20%），只要有足夠的功率，發(fā)電機才能負載運轉。

一、設計安裝規范

      安裝發(fā)電機組前，我們要根據安裝規范來(lái)設計如何安裝。

（1）機房建筑應獲得批準；

（2）機組的功率應符合環(huán)保報建及環(huán)境影響；

（3）對以下方面作出控制，符合相應規范：

● 機房燃油符合相應規范（GB50045-95）；

● 機組噪聲符合《城市區域環(huán)境噪聲標準》（GB3096-93）、《工業(yè)企業(yè)廠(chǎng)界噪聲標準》（GB12348-90）；

● 機組尾氣排放符合《大氣污染物排放標準》（GB44-27-2001）；

● 電氣安裝符合《國家電氣安裝規范》（GB50055-93/JGT16-92）；

二、發(fā)電機組選型及設計

      康明斯可以使用具有專(zhuān)業(yè)的計算軟件以幫助客戶(hù)進(jìn)行正確的發(fā)電機組選型，有關(guān)該軟件的詳細信息請與康明斯當地代理聯(lián)系取得。為了更好地理解軟件里所使用的公式、計算及一些相關(guān)聯(lián)的因素，請了解以下一些在發(fā)電機選型時(shí)必須考慮的內容：

1、計算公式

      一臺發(fā)電機組是由發(fā)動(dòng)機和發(fā)電機組成的，然而由于其各自的性能和特性的不同，所以在成套發(fā)電機組后，把它們作為一個(gè)系統來(lái)整體考慮是非常有必要的。其公式如下：

● 負載因素=%時(shí)間百分比x%負載百分比

● %時(shí)間百分比=在某一負載下運行的時(shí)間/總的運行時(shí)間

● %負載百分比=某一實(shí)際負載/發(fā)電機組額定功率

● 總的負載因素=P_pa/P

      舉例：對于一臺備用額定功率1000kw的發(fā)電機組（即P=1000），在連續運行的24小時(shí)內，800kw運行機了13小時(shí)，900kw運行了1小時(shí)，1000kw運行了1小時(shí)，500kw時(shí)運行了6小時(shí)，300kw時(shí)運行了3小時(shí)。

      根據以上公式可以算出這24小時(shí)內的總負載因素為：L.F.=（800*13+900*1+1000*1+500*6+300*3）/（24*1000）=67.5%

 2、功率定義

       康明斯發(fā)電機組的功率分為備用功率、常用功率和連續功率。定義如下：

（1）Standby Power（備用功率)

● 每年運行時(shí)間不超過(guò)500小時(shí)

● 在一定的運行周期內，發(fā)電機組的負載是變化的，可連續運行12小時(shí)

● 不能超載運行和不能與市電并網(wǎng)運行

      典型應用：建筑物的備用電源（如上述例題中所述的運行工況)

（2）Prime Power（常用功率)

● 無(wú)運行時(shí)間的限制（可以按每年24*365小時(shí)計算)

● 在全部的運行周期內，發(fā)電機組的負載是變化的，并且總的負載因素不超過(guò)70%每運行12小時(shí)允許超載10%運行1小時(shí)

      典型應用：與電網(wǎng)并聯(lián)運行調峰、熱電聯(lián)產(chǎn)等

（3）Continuous Power（連續功率)

●無(wú)運行時(shí)間的限制（可以按每年24*365小時(shí)計算)

●在100%恒定負載不限小時(shí)數連續運行，或者在變化的負載下運行，總的負載因素70-100%。

      典型應用：發(fā)電站及與電網(wǎng)并聯(lián)運行、基載運行模式、熱電聯(lián)產(chǎn)等

      在進(jìn)行發(fā)電機組選型及計算時(shí)，必須清楚地了解發(fā)電機組的實(shí)際應用及可能的運行負載狀況，正確選擇按以上功率定義的發(fā)電機組。

3、功率修正

      現場(chǎng)環(huán)境條件對發(fā)電機組輸出功率的影響

（1）海拔

      當海拔高度超過(guò)1000m時(shí)，每超過(guò)100m將會(huì )使功率下降1%。具體有關(guān)的修正值請與Cummins代理聯(lián)系。

（2）環(huán)境溫度

      當發(fā)電機的進(jìn)風(fēng)溫度超過(guò)40°C時(shí)需要對輸出功率進(jìn)行修正。

      鹽霧或其它腐蝕性的元素會(huì )破壞發(fā)電機繞組的絕緣而引起發(fā)電機的故障，在這種環(huán)境下工作的發(fā)電機在制造時(shí)需要對繞組進(jìn)行特別防護。

（3）濕度

      除非發(fā)電機完全密封，否則潮濕的空氣會(huì )在發(fā)電機上凝結露水，運行中的發(fā)電機組由于機器溫度的升高和空氣的流通可以避免凝結水的形成。當在高濕度的環(huán)境情況下，當機器處于停機狀態(tài)時(shí)，建議在發(fā)電機上加裝一個(gè)防潮加熱器以使溫度高出環(huán)境溫度5℃。

（4）灰塵

      通過(guò)冷卻風(fēng)扇帶入的灰塵（如鐵屑、沙子等）會(huì )傷害到發(fā)電機，造成短路。同時(shí)這些灰塵堆積到一起也容易吸收空氣中的水份而使發(fā)電機受潮。如果發(fā)電機在這種環(huán)境中工作，通常需用加裝發(fā)電機的進(jìn)風(fēng)過(guò)濾裝置，制造廠(chǎng)可以提供這些裝置供選擇。

4、發(fā)電機組的性能要求

（1）瞬態(tài)響應能力（如圖1）

      任何時(shí)候，當對在穩態(tài)運行中的發(fā)電機組進(jìn)行加載或卸載時(shí)，發(fā)動(dòng)機的轉速、電壓和頻率都會(huì )發(fā)生一個(gè)瞬時(shí)的變化，然后又恢復到穩態(tài)運行狀態(tài)。這種變化的幅度取決于瞬時(shí)加載的有功和無(wú)功功率大小，同時(shí)也與發(fā)電機電壓調節器的設定、發(fā)電機的總容量、動(dòng)態(tài)特性、系統中其它負載性質(zhì)有關(guān)。一般的工業(yè)應用可以接受30%的瞬態(tài)電壓降，但有些敏感性的負載只可接受比較小的瞬態(tài)電壓降（如UPS，醫療設備，變速器等）。

（2）瞬態(tài)響應的標準

      不同的國家具有不同的此類(lèi)標準，有些行業(yè)可能要求發(fā)電機組能接受一步加載100%的能力。ISO8528-5規定了瞬態(tài)反應的標準，共分4個(gè)性能等級，如下表：

      在發(fā)電機組選型時(shí)，必須考慮加載過(guò)程及其瞬態(tài)的響應能力，大多數的渦輪增壓帶中冷卻器的四沖程發(fā)動(dòng)機都不能接受一步突加100%的負載，所以請確保所選擇的發(fā)電機組能滿(mǎn)足實(shí)際應用中負載的需求，圖2所示是ISO528-5-G3要求的發(fā)電機組加載能力，根據發(fā)動(dòng)機的BMEP及現場(chǎng)的負載大小可得知加載的步驟和次數。

     注：當系統可承受的瞬態(tài)頻率和電壓降沒(méi)有特別要求或符合NFPA 110標準時(shí)，康明斯發(fā)電機組可承受100%負載一次投入。

      首先，通過(guò)TMI找到發(fā)動(dòng)機的BMEP（Brake Mean Effective Pressure）值，單位為Bar或Psi如果負載的大小位于“First Load Step”曲線(xiàn)以下，則可以一步完成這個(gè)加載過(guò)程。例如：1000kw的發(fā)動(dòng)機的BMEP為16.42Bar，可以查到發(fā)動(dòng)機可以一步加載的最大功率為50%左右的額定功率（即500kw），瞬態(tài)的電壓、頻率變化和恢復時(shí)間等參數符合ISO8528-5 G3的要求。

（3）電壓調節

      電壓調節器是決定電壓/頻率變化和恢復時(shí)間的一個(gè)重要部件。在當負載增加時(shí)來(lái)維持發(fā)電機電壓于一個(gè)恒定的值。

（4）10秒啟動(dòng)

      對于非并聯(lián)運行的發(fā)電機組，在接到啟動(dòng)信號后，要在10秒內完成啟動(dòng)并達到額定的轉速，同時(shí)具備帶負載的條件，必須做到如下：

① 啟動(dòng)蓄電池必須有足夠大的容量并且處于完全充滿(mǎn)電的狀態(tài)。

      注：不同的環(huán)境溫度可能會(huì )需要不同的蓄電池規格。

② 如果是空氣啟動(dòng)方式，則必須具有足夠的壓縮空氣和最小100psi（689.5kPa）的壓力2.燃燒空氣進(jìn)氣溫度至少應為21°C（70°F)。

③ 缸套水加熱器必須保持缸套水溫在32°C（90°F)以上。

④ 清潔的燃料已經(jīng)準備妥當。

⑤ 發(fā)電機的轉動(dòng)慣量沒(méi)有超過(guò)標準的康明斯發(fā)電機的要求。

三、負載分析

1、負載的類(lèi)型

 （1）線(xiàn)性負載

      線(xiàn)性負載是指電流和電壓加上負載后波型呈正弦波，包括：

① 白熾燈

② 電阻加熱器

③ 電動(dòng)機

④ 同步電動(dòng)機

⑤ 電磁設備

⑥ 變壓器（非飽和狀態(tài))

（2）非線(xiàn)性負載

      電流和電壓的波型為非正弦波的負載為非線(xiàn)性負載，主要包括：

① 可控硅整流系統（如圖3)

◇ SCR系統應用于直流馬達，交流變頻驅動(dòng)（VFD）等，通常SCR系統需要大容量的發(fā)電機，直流馬達的速度變化會(huì )引起發(fā)電機輸出功率因數的變化。

◇ 當發(fā)電機的功率因數在0.6~0.7的時(shí)候會(huì )提供更大的電流。

◇ 成型繞組的線(xiàn)圈可以提供更高的機械支撐強度，以承受由于SCR負載引起的浪涌電流對線(xiàn)圈的沖擊，并且較低的發(fā)電機溫升也可補償由于SCR負載產(chǎn)生的熱量。

◇ 由于發(fā)電機組是一個(gè)有限容量的電源，SCR會(huì )引起發(fā)電機的電壓和電流波形失真嚴重，電流的波形失真會(huì )引起系統設備的諧波共振，并使馬達和發(fā)電機的線(xiàn)圈發(fā)熱。

◇ 當系統計劃使用SCR設備時(shí)，必須讓制造廠(chǎng)知道使用的電源是有限容量的發(fā)電機組。

◇ 當SCR負載容量不超過(guò)康明斯發(fā)電機組容量的66%時(shí)，可確保發(fā)電機組正常運行和避免由于諧波使發(fā)電機過(guò)熱。

② UPS

◇ UPS能在電力中斷時(shí)提供其儲存的電力，發(fā)電機的大小必須滿(mǎn)足UPS的容量，而不是UPS所帶的負載容量。

◇ 對于6脈沖整流器需選用80度溫升的連續功率的發(fā)電機，并需更好一級的電壓調節器。

◇ 對于12脈沖整流器需選用105度溫升的連續功率的發(fā)電機和H級絕緣。

◇ 發(fā)電機和UPS供應商的協(xié)調對確保系統的穩定運行是非常必要的。

◇ 通常UPS的功率因數為0.9左右，在計算發(fā)電機組的功率時(shí)一般的計算為：

◇ 對于6脈沖的UPS負載，發(fā)電機組功率=UPS功率（KVA）*0.9*1.6。

◇ 對于12脈沖的UPS負載，發(fā)電機組功率=UPS功率（KVA）*0.9*1.4。

③ 電焊負載

◇ 電焊機會(huì )引起發(fā)電機的電流變化不穩定，這種電流的波動(dòng)會(huì )使電壓波形失真（如圖4所示），當使用電焊負載時(shí)可能需要對發(fā)電機的功率做較大的修正。

2、非線(xiàn)性負載和2/3繞組節距

      非線(xiàn)性負載會(huì )產(chǎn)生諧波電流而引起發(fā)電機的波型畸變，單相的非線(xiàn)性負載通常會(huì )產(chǎn)生較高的三次諧波電流，從而引起較高的對地電流。2/3節距的發(fā)電機由于低的零序電抗，可以減少電壓的波形畸變。

3、發(fā)電機組電壓選擇

      電壓等級：

（1）低壓：600V以下（功率小于800KVA)

（2）中壓：601~5000V（5~10MVA)

（3）高壓：5001~15000V（大于1MVA)

4、負載的功率因數

（1）一般的發(fā)電機組設計上并沒(méi)有考慮應用于功率因數超前的負載情況，但這種情況也比較少。

（2）在進(jìn)行遠距離送電時(shí)，在線(xiàn)路和地之間會(huì )有一容性負載產(chǎn)生，如圖6所示。

（3）這些電容性的負載與線(xiàn)路電壓、傳輸距離、架空線(xiàn)高度等因素有關(guān)、適當增加一些補償電抗可以解決這一問(wèn)題。

5、單相負載

（1）如果單相負載加于一個(gè)三相發(fā)電機上，除非平均分配這一單相負載于每相上，否則會(huì )引起發(fā)電機三相電壓的不平衡，當三相電壓的不平衡度超過(guò)2%時(shí)，可能對一些要求特別高的負載會(huì )有一些影響，或者使正在滿(mǎn)負載運行的馬達容易過(guò)熱。

（2）當有不平衡負載加載于三相發(fā)電機組上時(shí)，請確保每相的總電流值不超過(guò)其額定值。