柴油发电机组产业相关概述

第一章柴油发电机组产业相关概述

第一节柴油发电机组基础阐述

一、柴油发电机组装置特点

柴油发电机组与汽轮发电机组比较，有以下特点：①每单位出力的体积小，重量轻，系统简单，一般多为整体配套。因此，柴油机电站建设速度快。②柴油机发电的热效率较高，而且部分负荷或轻负荷时，每单位出力的燃料消耗量的变化不大。③柴油发电机组的起动、带负荷和停机时间都较短，它可以随时起动，更适于作应急电源。④柴油发电机组操作维修较汽轮发电机组简单、方便。但是，柴油发电机组也有一些缺点：①仅能使用液体燃料，燃料价格较贵，故电能成本较高。②柴油机磨损较大，寿命较短，检修比较频繁。运行稳定性和过负荷能力比蒸汽动力装置差。③运行中机组的振动和噪声大，工人操作条件较差。④发电机的磁极表面必须设有制动线圈，才能便于机组的起停。

二、柴油发电机组的工作原理

在柴油发电机组汽缸，经过空气滤清器过滤后的洁净空气与喷油嘴喷射出的高压雾化柴油充分混合，在柴油发电机组活塞上行的挤压下，体积缩小，温度迅速升高，达到柴油的燃点。柴油被点燃，混合气体剧烈燃烧，体积迅速膨胀，推动活塞下行，称为“作功”。柴油发电机组各汽缸按一定顺序依次作功，作用在活塞上的推力经过连杆变成了推动曲轴转动的力量，从而带动曲轴旋转。这样柴油发电机就完成了一个工作循环。

随着一个又一个工作循环重复进行，柴油发电机组连续运转。柴油机的控制核心是通过控制喷油泵来调节和稳定转速，一般分为机械调速和电子调速。电子调速器采用双闭环控制，用转速传感器检测柴油机转速，把检测结果转换成比例的电信号，将之与给定的标准转速信号比较，得出偏差信号，再与柴油发电机组执行器的位置反馈信号相加，以合成后的信号作为执行器动作的输入信号，通过控制柴油发电机组喷油泵齿杆位置来调节供油量，从而达到调速稳速的目的。目前国外柴油机也引用了先进的发动机的“电喷”控制技术，在带载特性、节约燃油和环保排放以及降低噪音等方面性能卓越。发电机组的有功调节就是对柴油发电机转速的调节。

柴油发电机组是由燃机和同步发电机组合而成的，燃机的最大功率受零部件的机械负荷和热负荷的限制，称为额定功率，交流同步发电机的额定功率是指在额定转速下，长期连续运转时，输出的额定功率，通常把柴油机组输出额定功率与同步交流发电机输出的额定功率之间，称为匹配比。

柴油发电机组属自备电站交流供电设备的一种类型，是一种小型独立的发电设备，以燃机作动力，驱动同步交流发电机而发电。将无刷同步交流发电机与柴油机曲轴同轴安装，就可以利用柴油发电机组的旋转带动发电机的转子，利用“电磁感应”原理，发电机就会输出感应电动势，经闭合的负载回路就能产生电流。

作为一种小型发电设备，柴油发电机组是以柴油等为燃料，以柴油机为原动机带动发电机发电的。整套机组一般由柴油机、发电机、控制箱、燃油箱、起动和控制用蓄电瓶、保护装置、应急柜等部件组成。柴油发电机组属非连续运行发电设备，若连续运行超过12h，其输出功率将低于额定功率约90%。如果使用者需要长时间不间断使用，则需要配置常用型发电机组，也就是应机组应该要考虑到长时间工作机组功率下降这一点了。柴油发电机组常用功率和备用功率的关系是：比如用户需要100KW柴油发电机组，常用100KW的柴油发电机组备用功率为100KW*110%=110KW。也就是备用。100KW的柴油发电机组的常用功率为90KW。

三、柴油发电机组额定参数

为了保证机组达到各项技术指标，在机组设计和制造时，必须使柴油机和发电机良好匹配，它包括功率和转速两个方面。柴油机的功率是指柴油机以额定转速连续12小时正常运行所能达到的有效功率。同步发电机的功率是指在额定转速下，长期连续运转时输出端子上得到的额定电功率。通常把柴油机的额定功率（马力）与同步发电机的额定功率（千瓦）之比称为匹配比。在平原上使用的机组一般要求匹配比为 1.6：1；对于一些要求较高的移动电站，匹配比取2：1。转速的匹配要求也很严格。转速与机组的功率、频率、电压等都有密切的关系，因此要求与发电机配套的柴油机必须具有性能较好而又工作可靠的调速器，以保证在较短时间把发电机带到它的额定转速并稳定运行，还要能满足负载发生变化时对调速的要求。

四、柴油发电机组性能指标

柴油发电机组性能指标

1、外观要求

（1）柴油发电机组的界限尺寸、安装尺寸及连接尺寸均符合规定程序批准的厂品图样（2）机组的焊接应牢固，焊缝应均匀，无焊穿、咬边、夹渣及气孔等缺陷，焊渣焊药应清除干净；漆膜应均匀，无明显裂缝和脱落；镀层应光滑，无漏镀斑点、锈蚀等现象；机组紧固件应不松动。

（3）柴油发电机组的电气安装应符合电路图，机组的各导线连接处应有不易脱落的明显标志。

（4）柴油发电机组应有接地良好的端子。

（5）柴油发电机组标牌容齐全

2、绝缘电阻和绝缘强度

（1）绝缘电阻：各独立电气回路对地及回路间的绝缘电阻应大于2M

（2）绝缘强度：机组各独立电气回路对地及回路间应能承受交流试验电压1min，应无击穿或闪烁现象。回路电压试验电压<100V750V≥100V1440V

3、相序要求。

柴油发电机组控制屏接线端子的相序从控制屏正面看应自左到右或自上到下排序。

4、柴油发电机维持准备运行状态要求。机组应具有加热装置，保证其应急启动和快速加载时的机油温度、冷却介质温度不低于15℃

5、自动启动供电和自动停机的可靠性检查

（1）接自控或遥控的启动指令后，柴油发电应能自动启动。

（2）机组自动启动后第3次失败时，应发出启动失败信号；设有备用机组时，程序启动系统应能自动地将启动指令传递给另一台备用机组。

（3）从自动启动指令发出至向负载供电的时间应不超过3min

（4）柴油发电机自动启动成功后，首次加载量应不低于50%标定负载。

（5）接自控或遥控的停机指令后，机组应能自动停机；对于与市电电网并用的备用机组，当电网恢复正常后，柴油发电机应能自动切换或自动停机，其停机方式停机延迟时间应符合产品技术条件规定。

6、自动启动成功率。自动启动成功率不小于99%。

7、空载电压整定围要求。机组的空载电压整定围不小于95%-105%标定电压。

8、自动补给功能要求。机组应能自动向启动电池充电。

9、自动保护功能要求。机组应有缺相，短路（不大于250KW），过电流（不大于250KW），过速，水温缸温高，油压低保护。

10、线电压波形正弦畸变率。在空载标定电压，标定频率下，线电压波形正弦畸变率<5%。

11、电压稳态调整率≤250KW>250KW3%2%

12、电压瞬态调整率≤250KW>250KW20%15%

13、电压稳定时间≤250KW>250KW≤2s≤1.5s

14：电压波动率≤250kw>250kw0.8%0.5%

15、频率稳态调整率≤250kw>250kw3%3%