柴油发电机功率选择计算公式

柴油发电机功率选择计算公式
柴油发电机组是指由柴油机作为动力进行发电的设备,很多情况下用户不清楚柴油机功率无法代替发电机功率的,因为柴油机使用时候有功率损耗这一说。其实功率因素0.8是行业中公认的计算比例,意味着100kw柴油机在安装到机组中作为动力的时候,大约能发电输出功率为80kw,而一部分动能因为带动发电机消耗掉了。因此,我们在选择柴油发电机组的时候应该以发电机额定功率为设备基本容量,而不能以柴油机功率为基准,柴油机功率仅仅用于在选购过程中的一项评价指标。
例如:某些非授权经销商会把柴油机功率作为发电机组功率来误导用户,柴油机100kw就能发电100kw这样的机器是不存在的,作为备用电源,柴油机也是有备用功率的,最大负载下柴油机无法长时间运转,通常只能用1小时,所以发电机组有了1小时功率与12小时功率的说法。不管您是备用还是常用,柴油机功率肯定是大于发电机的(通常行业准则中比例为10~20%),只要有足够的功率,发电机才能负载运转。
一、设计安装规范
安装发电机组前,我们要根据安装规范来设计如何安装。
(1)机房建筑应获得批准;
(2)机组的功率应符合环保报建及环境影响;
(3)对以下方面作出控制,符合相应规范:
●机房燃油符合相应规范(gb50045-95);
●机组噪声符合《城市区域环境噪声标准》(gb3096-93)、《工业企业厂界噪声标准》(gb12348-90);
●机组尾气排放符合《大气污染物排放标准》(gb44-27-2001);
●电气安装符合《国家电气安装规范》(gb50055-93/jgt16-92);
二、发电机组选型及设计
康明斯可以使用具有专业的计算软件以帮助客户进行正确的发电机组选型,有关该软件的详细信息请与康明斯当地代理联系取得。为了更好地理解软件里所使用的公式、计算及一些相关联的因素,请了解以下一些在发电机选型时必须考虑的内容:
1、计算公式
一台发电机组是由发动机和发电机组成的,然而由于其各自的性能和特性的不同,所以在成套发电机组后,把它们作为一个系统来整体考虑是非常有必要的。其公式如下:
●负载因素=%时间百分比x%负载百分比
●%时间百分比=在某一负载下运行的时间/总的运行时间
●%负载百分比=某一实际负载/发电机组额定功率
●总的负载因素=ppa/p
举例:对于一台备用额定功率1000kw的发电机组(即p=1000),在连续运行的24小时内,800kw运行机了13小时,900kw运行了1小时,1000kw运行了1小时,500kw时运行了6小时,300kw时运行了3小时。
根据以上公式可以算出这24小时内的总负载因素为:l.f.=(800*13+900*1+1000*1+500*6+300*3)/(24*1000)=67.5%
2、功率定义
康明斯发电机组的功率分为备用功率、常用功率和连续功率。定义如下:
(1)standbypower(备用功率)
●每年运行时间不超过500小时
●在一定的运行周期内,发电机组的负载是变化的,可连续运行12小时
●不能超载运行和不能与市电并网运行
典型应用:建筑物的备用电源(如上述例题中所述的运行工况)
(2)primepower(常用功率)
●无运行时间的限制(可以按每年24*365小时计算)
●在全部的运行周期内,发电机组的负载是变化的,并且总的负载因素不超过70%每运行12小时允许超载10%运行1小时
典型应用:与电网并联运行调峰、热电联产等
(3)continuouspower(连续功率)
●无运行时间的限制(可以按每年24*365小时计算)
●在100%恒定负载不限小时数连续运行,或者在变化的负载下运行,总的负载因素70-100%。
典型应用:发电站及与电网并联运行、基载运行模式、热电联产等
在进行发电机组选型及计算时,必须清楚地了解发电机组的实际应用及可能的运行负载状况,正确选择按以上功率定义的发电机组。
3、功率修正
现场环境条件对发电机组输出功率的影响
(1)海拔
当海拔高度超过1000m时,每超过100m将会使功率下降1%。具体有关的修正值请与cummins代理联系。
(2)环境温度
当发电机的进风温度超过40°c时需要对输出功率进行修正。
盐雾或其它腐蚀性的元素会破坏发电机绕组的绝缘而引起发电机的故障,在这种环境下工作的发电机在制造时需要对绕组进行特别防护。
(3)湿度
除非发电机完全密封,否则潮湿的空气会在发电机上凝结露水,运行中的发电机组由于机器温度的升高和空气的流通可以避免凝结水的形成。当在高湿度的环境情况下,当机器处于停机状态时,建议在发电机上加装一个防潮加热器以使温度高出环境温度5℃。
(4)灰尘
通过冷却风扇带入的灰尘(如铁屑、沙子等)会伤害到发电机,造成短路。同时这些灰尘堆积到一起也容易吸收空气中的水份而使发电机受潮。如果发电机在这种环境中工作,通常需用加装发电机的进风过滤装置,制造厂可以提供这些装置供选择。
4、发电机组的性能要求
(1)瞬态响应能力(如图1)
任何时候,当对在稳态运行中的发电机组进行加载或卸载时,发动机的转速、电压和频率都会发生一个瞬时的变化,然后又恢复到稳态运行状态。这种变化的幅度取决于瞬时加载的有功和无功功率大小,同时也与发电机电压调节器的设定、发电机的总容量、动态特性、系统中其它负载性质有关。一般的工业应用可以接受30%的瞬态电压降,但有些敏感性的负载只可接受比较小的瞬态电压降(如ups,医疗设备,变速器等)。
图1 柴油发电机组瞬态响应能力
(2)瞬态响应的标准
不同的国家具有不同的此类标准,有些行业可能要求发电机组能接受一步加载100%的能力。iso8528-5规定了瞬态反应的标准,共分4个性能等级,如下表:
性能等级
说明
主要应用
频率范围
频率抑制比
电压范围
电压抑制比
恢复时间
g1
只需满足基本的电压和频率参数
照明和一般的电力负载
-15%
18%
-25%
35%
5秒
g2
一般的商业电力系统对电压会有一些较高的要求,当负载变化时,短暂的电压和频率波动是可以接受的。
照明系统、泵、风扇、升降机
-10%
12%
-20%
30%
5秒
g3
负载对电压、频率、波型有严格的要求
通信设备
-7%
10%
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