柴油發(fā)電機組是以柴油為主燃料的一種發(fā)電設備,以柴油發(fā)動機為原動力帶動發(fā)電機(即電球)發(fā)電,把動能轉(zhuǎn)換成電能和熱能的機械設備。整套柴油發(fā)電機組主要分為三個部分:
1、柴油發(fā)動機。
2、發(fā)電機(即電球)。
3、控制器。
細分來說:底座、柴油發(fā)動機、底座油箱、發(fā)電機組(即電球)、控制器(起到控制的作用,也起到保護機組的作用)、散熱器(風冷:風扇;水冷:水箱)、靜音箱等部件組成。按照不同地方的不同需求,我們把發(fā)電機組分為固定式和可移動式拖車,為了降低發(fā)電機組所發(fā)出的噪音,減少影響人們的工作和生活,促使設計師們設計出了帶靜音箱的發(fā)電機組,即是在發(fā)電機組外面安裝一個金屬的箱子,內(nèi)部附著吸音材料,從而把發(fā)電機組四周防護起來,箱子兩側(cè)設置門,這樣方便人們對發(fā)電機組的檢修與控制。靜音箱不但減低了發(fā)電機組所發(fā)出的噪音,而且可以放在室外,箱子就像一座屋子,防曬、防雨,讓人們省了沒有地方做機房的煩惱。柴油發(fā)電機組分為常用發(fā)電機組和備用發(fā)電機組,功率也相應的分為常用功率和備用功率。每臺發(fā)電機組的標配常用功率一般是備用功率的80%。要根據(jù)不同的需要,平時使用國家電網(wǎng),因斷電才需要的話,請使用備用柴油發(fā)電機組;如果需要長時間運行的話,請選擇常用柴油發(fā)電機組,經(jīng)常維護保養(yǎng)的話,常用柴油發(fā)電機組每年運行的時間可以300天以上。常用功率和備用功率的關系是:比如用戶需要100KW柴油發(fā)電機組,備用100KW的柴油發(fā)電機組常用功率為100KW*80%=80KW。也就是備用100KW的柴油發(fā)電機組的常用功率為80KW。如果柴油發(fā)電機組加裝了靜音箱,那么發(fā)電機組的功率還會下降,一般下降10%左右.所以,當用戶選購柴油發(fā)電機組時,應當考慮靜音箱的功率下降問題.
功率標定
柴油發(fā)電機組是由柴油機和同步交流發(fā)電機組合而成的。柴油機允許使用的zui大功率受零件的機械負載和熱負載的限制,因此需規(guī)定允許連續(xù)運轉(zhuǎn)的zui大功率稱之為標定功率;
柴油機機不能超過標定功率使用,否則會縮短其使用壽命,可能造成事故。
國家標準規(guī)定,在柴油機銘牌上的標定功率分為以下四類;
1)15min功率:即柴油機允許運行15min的zui大功率。短時間內(nèi)可能超負荷運行和要求具有加速性能的標定功率,如汽車、摩托車等柴油機的標定功率。
2)1h功率:即柴油機允許持續(xù)運行1h的zui大有效功率。如輪式拖拉機、機車、船舶等柴油機的標定功率。
3)12h功率:即柴油機允許持續(xù)運轉(zhuǎn)12h的zui大有效功率,即我們常說的額定功率。如電站機組、工程機械用柴油機標定功率。
4)持續(xù)功率:即柴油機允許長時間持續(xù)運行的zui大有功率。
工作原理
柴油機驅(qū)動發(fā)電機運轉(zhuǎn),將柴油的能量轉(zhuǎn)化為電能。
在柴油機汽缸內(nèi),經(jīng)過空氣濾清器過濾后的潔凈空氣與噴油嘴噴射出的高壓霧化柴油 充分混合,在活塞上行的擠壓下,體積縮小,溫度迅速升高,達到柴油的燃點。柴油被點燃,混合氣體劇烈燃燒,體積迅速膨脹,推動活塞下行,稱為‘作功’。各汽缸按一定順序依次作功,作用在活塞上的推力經(jīng)過連桿變成了推動曲軸轉(zhuǎn)動的力量,從而帶動曲軸旋轉(zhuǎn)。
將無刷同步交流發(fā)電機與柴油機曲軸同軸安裝,就可以利用柴油機的旋轉(zhuǎn)帶動發(fā)電機的轉(zhuǎn)子,利用‘電磁感應’原理,發(fā)電機就會輸出感應電動勢,經(jīng)閉合的負載回路就能產(chǎn)生電流。
柴油發(fā)電機組屬自備電站交流供電設備的一種類型,是一種小型獨立的發(fā)電設備,以內(nèi)燃機作動力,驅(qū)動同步交流發(fā)電機而發(fā)電。
現(xiàn)代柴油發(fā)電機組由柴油機,三相交流無刷同步發(fā)電機、控制箱(屏)、散熱水箱、聯(lián)軸器、燃油箱、消聲器及公共底座等組件組成鋼性整體。柴油機的飛輪殼與發(fā)電機前端蓋的軸向采用凸肩定位直接連接構(gòu)成一體,并采用圓柱型的彈性聯(lián)軸器由飛輪直接驅(qū)動發(fā)電機的旋轉(zhuǎn),其聯(lián)接方式由螺釘固定在一起,使兩者聯(lián)接成一鋼體,保證了柴油機的曲軸與發(fā)電機轉(zhuǎn)子的同心度在規(guī)定的范圍內(nèi)。
為了減少機組的振動,在柴油機、發(fā)電機、水箱和電氣控制箱等主要組件與公共底座的連接處,通常均裝有減震器或者橡皮減震墊。
柴油發(fā)電機組的性能等級
國家標準GB/T2820. 1—1997《往復式內(nèi)燃機驅(qū)動的交流發(fā)電機組》第1部分:用途、定額和性能中的第7條對柴油發(fā)電機組規(guī)定了四級性能。
(1)G1級性能要求適用于只需規(guī)定其電壓和頻率的基本參數(shù)的連接負載。主要作為一般用途,如照明和其他簡單的電氣負載。
(2)G2級性能要求適用于對電壓特性與公用電力系統(tǒng)有相同要求的負載。當其負載變化時,可有暫時的然而是允許的電壓和頻率偏差。如照明系統(tǒng)、泵和風機等。
(3)G3級性能要求適用于對頻率、電壓和波形特性有嚴格要求的連接設備。如無線電通信和晶閘管整流器控制的負載。
(4)G4級性能要求適用于對頻率、電壓和波形特性有特別嚴格要求的負載。如數(shù)據(jù)處理設備或計箅機系統(tǒng)。
環(huán)境要求
下列三種種條件下應能輸出額定功率,并能可靠地進行工作。
第1種環(huán)境條件(1)大氣壓力100Kpa;(2)環(huán)境溫度 298K(25℃);(3)空氣相對濕度30%。
第2種環(huán)境條件(1)大氣壓力89.9kpa;(2)環(huán)境溫度 313k(40℃);
(3)空氣相對濕度60%。
第三種環(huán)境條件
機組在下列條件下應能輸出規(guī)定的功率(允許修正)并可靠地工作。
(1)海拔不超過4000m。
(2)環(huán)境溫度 上限值為40℃、45℃、50℃;
下限值為5℃、-15℃、-25℃、-40℃。
(3)相對濕度、凝露和霉菌
①綜合因素 應按表1-4的規(guī)定。
②長霧機組電氣零部件經(jīng)長霉試驗后,表面長霉等級應不超過。GB/T2423.16—1999
《電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗》中規(guī)定的2級。
機組運行的現(xiàn)場條件應由用戶明確確定,且應對任何特殊的危險條件,如爆炸大氣環(huán)境和易燃氣體加以說明。
下表為發(fā)電機組工作條件的綜合因素:
環(huán)境濕度上限值/℃ | 40 | 40 | 45 | 50 |
相對濕度% | zui濕月平均zui高相對濕度 | 90(25℃時) | 95(25℃時) | |
zui干月平均zui低相對濕度 | 10(40℃) | |||
凝露 | 有 | |||
霉菌 | 有 |
①指該月的平均zui低溫度為25℃,月平均zui低濕度是指該月每天zui低濕度的月平均值。
②指該月的平均zui離溫度為40℃,月平均zui高溫度是指該月每天zui高溫度的月平均值。
安裝要求
安裝要求:
1、柴油發(fā)電機組四周應留不小于1米空間,水箱端根據(jù)水箱芯子大小留置通風窗。本要求為機組機房的zui小尺寸,用戶可根據(jù)需要進行加大。
2、柴油發(fā)電機組地基基礎應建在硬土地面上,夯實后,做200mm厚的混凝土地面,地面應平整。
3、用戶在建造機房時,應在機組上方屋頂預埋起吊用工字鋼(≤250KW以下可不要),以備日后維修用。
4、機房應通風良好,地面應平整、防滑。
5、機組排氣管內(nèi)徑不應小于柴油機排氣口直徑,彎管不宜超過3個,彎管角度應大于90度,排氣管應有支撐或吊裝支架,保證機組消音器,增壓器等不受力。
6、機房內(nèi)應備有滅火器等消防工具。
組成
柴油發(fā)電機組由柴油機、交流同步發(fā)電機、控制屏以及底盤、聯(lián)軸器、散熱器、燃油箱等組成。有的還裝設有消聲器和外罩。柴油機和發(fā)電機的軸間采用直接聯(lián)接方式。通常主軸上還裝有飛輪以增加運行的平穩(wěn)度。柴油發(fā)電機組一般是由制造廠家裝配為成套機組供應;也有的是根據(jù)電力負荷及其特性,確定發(fā)電機的容量和臺數(shù)后,再選擇驅(qū)動發(fā)電機的柴油機。燃料系統(tǒng)和起動空氣系統(tǒng)的設備可以每臺單獨配置,也可以多臺機組集中配置。
分類
柴油發(fā)電機組的類型有很多,主要有以下八大分類方式
(1)按照發(fā)動機的燃料分類;可分柴油發(fā)電機組和復合燃料發(fā)電機組
(2)按照轉(zhuǎn)速分類;可分為高速、中速、低速柴油發(fā)電機組
(3)按照使用條件分類:可分為陸用、船用、掛車式和汽車式柴油發(fā)電機組。其中陸用發(fā)電機組:包括移動式和固定式。陸用機組又可以分為普通型、自動化型、低噪音型、低噪音自動化型四種。
(4)按照發(fā)電機輸出電壓和頻率分類:可分為交流發(fā)電機組和直流發(fā)電機組。其中交流發(fā)電機組;包括中頻40HZ和工頻50HZ。對50HZ工頻中小型發(fā)電機組的表定電壓一般為400V;大型發(fā)電機的標定電壓一般為6.3~10.5kV。
(5)按照同步發(fā)電機的勵磁方式分類:可分為旋轉(zhuǎn)交流勵磁機和靜止勵磁機。
1)旋轉(zhuǎn)交流勵磁機勵磁系統(tǒng),包括交流勵磁機靜止整流器勵磁系統(tǒng)而后無刷勵磁系統(tǒng)
2)靜止勵磁機勵磁系統(tǒng),包括電壓源靜止勵磁機勵磁系統(tǒng)、交流側(cè)串聯(lián)復合電壓源靜止勵磁機勵磁系統(tǒng)和諧波(或基波)輔助繞組勵磁系統(tǒng)
(6)按用途分類
1)常用機組
這類發(fā)電機組常年運行,一般設在遠離電力網(wǎng)(或稱市電)的地區(qū)或工礦企業(yè)附近,以
滿足這些地方的施工、生產(chǎn)和生活用電。在經(jīng)濟發(fā)展比較快的地區(qū),由于電力網(wǎng)的建設
跟不上用戶的需求而設立建設周期短的常用柴油發(fā)電機組來滿足用戶的需要。這類發(fā)電機組
一般容量較大,對非恒定負載提供連續(xù)的電力供應,對連續(xù)運行的時間沒有限制,并允許每
12h內(nèi)有1 h過負載供電時間,過負荷能力為額定輸出功率的10%。這類機組因其運行時間
較長、負載較重,相對于本機極限功率的許用功率被調(diào)到較低點。
2) 備用機組
在通常情況下用戶所需電力由市電供給,當市電限電拉閘或其他原因中斷供電時,為保
證用戶的基本生產(chǎn)和生活而設置的發(fā)電機組。這類發(fā)電機組常設在電信部門、醫(yī)院、市電供
應緊張的工礦企業(yè)、機場和電視臺等重要用電單位。這類機組隨時保持備用狀態(tài),能對非恒
定負載提供連續(xù)的電力供應。
3)應急機組
對市電突然中斷將造成較大損失或人身事故的用電設備,常設置應急發(fā)電機組對這些設
備緊急供電,如高層建筑的消防系統(tǒng)、疏散照明、電梯、自動化生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)、重要的
通信系統(tǒng)以及正在跟病人做重要手術的醫(yī)療設備等。這類機組應能在市電突然中斷時,能迅
速啟動運行,并在zui短時間內(nèi)向負載提供穩(wěn)定的交流電源,以保證及時地向負載供電,這種
機組自動化程度要求較高。
(7)按照控制和操作的方式分類,可分為現(xiàn)場操作發(fā)電機組、隔室操作發(fā)電機組和自動化發(fā)電機組。
1) 現(xiàn)場操作發(fā)電機組。操作人員在機房內(nèi)對發(fā)電機組進行啟動、合閘、調(diào)速、分閘、停機等操作。這類發(fā)電機組運行時所產(chǎn)生的振動、噪聲、油霧和廢氣對操作人員的身體有不良影響。
2) 隔室操作發(fā)電機組,這類發(fā)電機組的機房和控制室分開設置,操作人員在操作室內(nèi)對機房內(nèi)的柴油發(fā)電機組進行啟動、調(diào)速、停機等操作,并對機組的運行參數(shù)進行監(jiān)測,對機房內(nèi)的輔機也實施集中控制。隔室操作可改善操作人員的工作環(huán)境。
3) 自動化發(fā)電機組。經(jīng)過各有關單位的多年研究,柴油發(fā)電機組的自動化可實現(xiàn)無人值守,其中包括機組自啟動、自動調(diào)壓、自動調(diào)頻、調(diào)載、自動并車、按負荷大小自動增減機組、自動處理故障、自動記錄打印機組可在市電中斷后10-15s自動啟動,代替市電進行供電。
(8)按照自動化功能分類,可分為基本型柴油發(fā)電機組、自動啟動柴油發(fā)電機組和微型機自動控制柴油發(fā)電機組。
1)基本型柴油發(fā)電機組較為常見,它由柴油機、封閉式水箱、油箱、消聲器、同步交流發(fā)電機、勵磁電壓調(diào)節(jié)裝置、控制箱、聯(lián)軸器和底盤等組成?;拘筒裼桶l(fā)電機組具有電壓和轉(zhuǎn)速自動調(diào)節(jié)功能。一般可做為主用電源或備用電源。
2)自動啟動柴油發(fā)電機組是在基本型柴油發(fā)電機組的基礎上增加自動控制系統(tǒng)。它具有自動啟動的功能。當市電突然停電時,機組能自動啟動、自動切換、自動運行、自動送點和自動停機等功能;當機油壓力過低、機油溫度或冷卻水溫度過高時,能自動發(fā)出聲光告警信號;當機組超速時,能自動緊急停機,保護發(fā)電機組。
3)微型機自動控制柴油發(fā)電機組由柴油機、三相無刷同步發(fā)電機、燃油自動補給裝置、機油自動補給裝置、冷卻水自動補給裝置及自動控制柜組成。自動控制應用可編程序控制器(PLC)控制。它除了具有自啟動、自切換、自運行、自投入和自停機等功能外,并配有各種故障報警和自動保護裝置。另外,它通過RS232通信接口,與主計算機連接,集中控制,能夠遙控、遙信和遙測,實現(xiàn)無人值班的要求。
柴油發(fā)電機組安裝地的周圍應保持清潔,避免在附近放置能產(chǎn)生酸性、堿性等腐蝕性氣體和蒸汽的物品。有條件的應配置滅火裝置。
發(fā)電機組外殼必須有可靠的保護接地,對需要有中性點直接接地的發(fā)電機,則必須由專業(yè)人員進行中性接地,并配置防雷裝置,嚴禁利用市電的接地裝置進行中性點直接接地。與市電的雙向開關必須十分可靠,以防倒送電。雙向開關的接線可靠性需經(jīng)過當?shù)毓╇姴块T的檢驗認可。
柴油發(fā)電機組安裝地點需通風良好,發(fā)電機端應有足夠的進風口,柴油機端應有良好的出風口。出風口面積應大于水箱面積1.5倍以上。老款的柴油發(fā)電機組需采用混凝土做基礎,在安裝時須用水平尺測其水平度,使機組固定于水平的基礎上。機組與基礎之間應有專用防震墊或用底腳螺栓。而現(xiàn)代的柴油發(fā)電機不需要混凝土做基礎,因為現(xiàn)代的柴油發(fā)電組已經(jīng)過改進,整個機組地面都是平的,并且都裝有減振器,非常的方便。
在室內(nèi)使用,必須將排煙管道通導室外,管徑必須消音器的出煙管直徑,所接之管路的彎頭不宜超過3個,以保證排煙暢通,并應將管子向下傾斜5-10度,避免雨水注入;若排氣管時垂直向上安裝的,則必須加裝防雨罩。