柴油发电机组选型培训资料

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举例发电机过载
• 某用户租用了G125E运行10台10kW加热器。使用后发现机组只 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: A = 10kW × 1000 / (400V × √3 × 0.6)
– A = 24A /每台 – 7台 A = 24A × 7 = 168A 正常 – 8台 A = 24A × 8 = 192A 过载
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柴油机/发电机匹配标准
10%
Design value
柴油机备用功率
柴油机常用功率
发电机组效率
有功功率(kW)
无功功率(kVA)
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举例
200 kW(m) 180 kW(m) 10% 167 kW(e)
209 kVA
Design value
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有功功率和视在功率的关系
• • • •
有功功率: 真正被负载消耗的功率 视在功率: 由能量源传输给负载的功 率 无功功率:用来建立感性负载磁场的功 率 功率因数: 有功功率和视在功率的比
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柴油机/发电机匹配标准
• • • • • 柴油机产生机械功率 HP or kW(m) 发电机组产生视在功率 kVA 所有发电机组的功率因数都是0.8 PF = kW / kVA 设计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: – 100 kVA 发电机 + 80 kW 柴油机
PF = 0.8 – 1.0: 机组功率受柴油机功率限制 PF < 0.8: 机组功率受发电机功率限制
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举例柴油机过载
• 用户使用G125E运行400V-3Ф,144A的负载.但是发现一旦增加负载, 柴油机功率就开始下降,而在样本上显示机组的额定功率是180A.这 是怎么一回事呢? • 查询发现:该负载是灯负载,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!
启动电流（%） 启动时间（秒）
300 300 350 350 300 5~15 3~20 10~40 5~10 3~10
风机
搅拌机 磨粉机
标准启动
标准启动 重载启动
减少冲击，延长机械寿命
降低启动电流 降低启动电流
300
350 450
10~40
5~20 5~60
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数据收集负载类型阻性负载
• • • •
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
负载的功率 = 需要的发电机组功率
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阻性负载特性
电流和电压同相
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数据收集负载类型感性负载
• • • • • 包括电机,线圈灯 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
柴油发电机组选型
钱斌/David Qian Nov 26th 2008
发电机组选型
• 能为用户选择适合特定工作要求的发电机组 • 正确的选型的机组:
– 分析和理解客户的需求 – 对发电机组功率的认识 – 对于各种不同类型负载及其对发电机组影响的理解 原则:1.发电机组的连续运行功率大于或等于负载的稳定功率 2.发电机组的启动视在功率大于或等于负载的最大启动视在功率
举例:用户指定额定电流
• 用户需要额定电流为180A的发电机组
• 解决方法: 1.询问机组电压 2.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 = 100 kW
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Step4:选型
STEP 3
总结 各相电流 总运行视 总运行功率 在功率 (RkW) (RkVA)
Totals 总SkVA= 所有启动视在功率之合(如果负载同时启动) 总SkVA= 最后启动的负载启动视在功率+之前启动的负载的视在功率
STEP 4 最大运行电流 400V (3-phase) 36 54 90 136 180 216 390 529 739 916 RkVA
• 因此，是否正确选择了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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选型步骤
• 数据收集
– 从用户那收集必要的数据 – 定义和理解负载类型并且知道它们是如何应用到发电机组上的
• 选型方法
– 经验法 – 选型表
• 选择适合的发电机组 • 如果在特殊的工作环境下使用机组,机组将降功率使用
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为何说选型很重要
• 一台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)
• 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发电机组
数据收集
功率因素 运行电流(A) U相 V相 L相 运行视在功率 (RkVA) 运行功率 (RkW)
STEP 2
视在功率
计算
启动视在功率
STEP 3
总结 各相电流 总运行视 在功率 (RkVA) 总运行功率 (RkW)
Totals 总SkVA= 所有启动视在功率之合(如果负载同时启动) 总SkVA= 最后启动的负载启动视在功率+之前启动的负载的视在功率
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功率因数
• • • • • • 功率因数是衡量电路是感性还是容性的标准 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 所有发电机组功率因数都是0.8 100 kW / 0.8 = 125 kVA 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发电机组 .
柴油机备用功率
柴油机额定功率
发电机组效率
有功功率(kW)
最优化配置:一台额定功率为 180kW的柴油机,配209kVA 的发电机(发电机组效率为 93).发电机组输出功率为 167kW
无功功率(kVA)
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柴油机过载
发电机过载 有功功率(kW)
无功功率(kVA)
对电感式负载， 计算发电机组功率时需要考虑不同的启动方式
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感性负载电机
• • • • • 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 kVA x 运行 PF (常用为 0.8) SkVA: 启动视在功率.
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数据收集影响发电机组功率的因素
●负载的类型 ●负载的启动方式
●负载启动先后顺序
●环境影响下的功率衰减
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数据收集负载的类型
• 阻性负载
– 白炽灯
• 感性负载
– 电机
• 非线性负载
– VFD – UPS
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Fra Baidu bibliotek
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电机的启动方式
电机的启动方式:
●
直接启动 降压启动:1.星三角形启动 2.自藕降压启动
●
●
软启动
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电机的启动方式直接启动
使用直接启动方式启动负载,机组所能带动的电机功率如下表:
机组型号 功率(kW) 异步电动机功率(kW) 启动视在功率(kVA)
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电机的启动方式降压启动
• 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
kW = V x A/1000 （单相） kW = V X A X PF X 1.73/1000 （3相） (A: 正常运转电流，不是启动瞬间电流;PF: 功率因数）
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Step3:总结
AP Generator Sizing Worksheet
Customer Name
Company Name
Telephone Number
Jobsite / Location
Sized By
Date
STEP 1
负载 相数 启动顺序 电压(V) 电机功率 堵转电流 (启动电流)
• 因此提供G125E: 100kW
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举例:用户指定电动机功率
• 用户指定需要能运行一台20kW的发电机组 • 解决方案:
机组型号 G25E 功率(kW) 20 异步电动机功率(kW) 14 启动视在功率(kVA) 135
G40E 30 21 194
选型 RkW 20 kW 30kW 50 kW 75 kW 100 kW 120 kW 215 kW 291 kW 407 kW 504 kW SkVA 135 194 262 262 473 473 656 743 1181 1531 型号 G25E G40E G65E G95E G125E G150E G270E G370E G500E G630E
G25E 20 14 135
G40E 30 21 194
G65E 50 30 262
G95E 75 30 262
G125E 100 55 473
G150E 120 55 473
G270E 215 75 656
G370E 291 85 743
G500E 407 135 1181
G630E 500 175 1531
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Step1:数据收集
AP Generator Sizing Worksheet
Customer Name
Company Name
Telephone Number
Jobsite / Location
Sized By
Date
STEP 1
负载 相数 启动顺序 电压(V) 电机功率 堵转电流 (启动电流)
25 kVA 37.5 kVA 62.5 kVA 94 kVA 125 kVA 150 kVA 269 kVA 363 kVA 509 kVA 625 kVA
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举例:用户指定功率
• 用户需要100kW发电机组 • 解决方案: 根据样本选择G125E
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电机的启动顺序
• 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
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环境因数
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选型步骤
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电机的启动方式软启动
应用机械类型
离心泵 螺杆式压缩机 离心式压缩机 活塞式压缩机 传送带运输机
选用功能
标准启动 标准启动 标准启动 标准启动 标准+突跳
执行的功能
减少冲击，消除水锤 减少冲击，延长机械寿命 减少冲击，延长机械寿命 减少冲击，延长机械寿命 启动平稳，减少冲击
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感性负载特性
在纯感性负载电路中,电流滞后电压90 °
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数据收集负载类型非线性负载
• 包括不间断电源(UPS), 变速驱动 (VSD)和补偿电容
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容性负载特性
在纯容性负载特性中,电流超前电压90º
数据收集
功率因素 运行电流(A) U相 V相 L相 运行视在功率 (RkVA) 运行功率 (RkW)
STEP 2
视在功率
计算
启动视在功率
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Step2:计算
启动视在功率= A x B/1000 = C(单相) 启动视在功率= A x B x 1.732 /1000 = C(三相)