同一電站的常用柴油發(fā)電機(jī)組應(yīng)盡量選用同型號、同容量的機(jī)組,以便備用相同的零部件,方便維修與管理。負(fù)荷變化大的工程,也可以選用同系列不同容量的機(jī)組。機(jī)組輸出標(biāo)定電壓一般為400V,個別用電量大,輸電距離遠(yuǎn)的工程可選用高壓發(fā)電機(jī)組。
-般而言,常用柴油發(fā)電機(jī)組容量的估算按機(jī)組長期持續(xù)運(yùn)行輸出功率能滿足全工程最大計(jì)算負(fù)荷進(jìn)行選擇,并應(yīng)根據(jù)負(fù)荷的重要性確定備用機(jī)組的容量。柴油機(jī)持續(xù)運(yùn)行的輸出功率,一般為標(biāo)定功率的0.9倍。若機(jī)組容量選擇得過小,則無法帶動全部負(fù)載或者在啟動大功率負(fù)載時導(dǎo)致突然停機(jī)的現(xiàn)象;若機(jī)組容量選擇得過大,則投資及維修成本高,造成資源浪費(fèi)。而且根據(jù)柴油機(jī)的特性,當(dāng)其長期在小負(fù)荷工作時,將造成發(fā)動機(jī)活塞環(huán)、噴油嘴等處積炭嚴(yán)重,氣缸磨損加劇等損壞機(jī)組的不良后果。另外,在容量估算時需考慮多方面的因素,包括使用環(huán)境、負(fù)載類型和預(yù)留裕量等方面。
(1)使用環(huán)境不同的使用環(huán)境會影響機(jī)組的輸出功率。使用環(huán)境主要包括:環(huán)境溫度、海拔高度和空氣相對濕度。當(dāng)環(huán)境溫度、海拔高度過高時,空氣密度則降低,機(jī)組運(yùn)行時燃燒所需氧氣的供應(yīng)量減少,機(jī)組的輸出功率應(yīng)作相應(yīng)下調(diào)。換言之,選用的機(jī)組功率要比負(fù)載的功率值高,即當(dāng)機(jī)組在非標(biāo)準(zhǔn)狀況下工作時,應(yīng)對柴油機(jī)進(jìn)行功率校正。
值得注意的是:電子噴油柴油機(jī)采用了電子噴油控制技術(shù),通過安裝在柴油機(jī)上的電子控制單元對進(jìn)氣歧管的進(jìn)氣壓力、燃油溫度等參數(shù)的精確測量,以控制每個噴油器的噴油正時和噴油量,是機(jī)組在非標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下功率下降比較少。
(2)負(fù)載類型不同類型的負(fù)載對發(fā)電機(jī)組容量的要求相差很大。負(fù)載類型一般分為電阻性負(fù)載、電感性等線性負(fù)載與內(nèi)含整流電路的非線性負(fù)載(又稱整流性負(fù)載)。阻性負(fù)載如燈泡、電爐和烤箱等;感性負(fù)載如空調(diào)、機(jī)床和水泵等;非線性負(fù)載如UPS、電子計(jì)算機(jī)、程控交換機(jī)和PLC設(shè)備等。其中阻性負(fù)載的特性是電阻基本保持不變,電流隨電壓按比例下降,帶這種負(fù)載時,發(fā)電機(jī)組的容量只要略大于負(fù)載功率即可。但是在帶感性負(fù)載和非線性負(fù)載時,發(fā)電機(jī)組的容量就需要重新計(jì)算。
①電感性負(fù)載對容量的影響電感性負(fù)載 (如籠型三相異步電動機(jī))的特性是,當(dāng)啟動時有很大的電流,而且功率因數(shù)大大低于正常運(yùn)轉(zhuǎn)值。如果直接啟動,其啟動電流為正常運(yùn)轉(zhuǎn)時的5~7倍,這就要求機(jī)組容量足夠大以滿足其啟動要求。但是隨之而來的問題就是機(jī)組的功率選大了,而正常運(yùn)行時功率又遠(yuǎn)小于機(jī)組的額定功率,這顯然是不經(jīng)濟(jì)的。

例如:機(jī)組帶-一 臺額定功率P=60kW,滿載穩(wěn)定運(yùn)行時的電壓U=380V、功率因數(shù)cosφ=0.88、效率7=93%、啟動電流值為額定時6倍的三相異步電動機(jī)時:
額定電流值為
I= P/(v3Uηcosq)= 112A
若根據(jù)額定電流值選擇機(jī)組,只要機(jī)組的最大輸出電流值大于112A即可。
由于其啟動電流為額定電流值的6倍(112X6=672A), 為了滿足啟動要求,不得不選擇最大輸出電流大于672A的機(jī)組。顯然,機(jī)組的功率變大了,而正常運(yùn)行時其功率又遠(yuǎn)小于標(biāo)定功率,非常不經(jīng)濟(jì)。為了減小電動機(jī)啟動時的影響,往往采用減壓啟動的方法,就是在啟動時降低加在電動機(jī)定子繞組上的電壓,待電動機(jī)轉(zhuǎn)速接近穩(wěn)定時,再把電壓恢復(fù)到正常值。常用的減壓方法有以下幾種:
a. 星形-三角形(Y-△)換接啟動;
b.自耦減壓啟動;
c.電抗減壓啟動;
d.延邊三角形啟動。
其中星形三角形(Y-△)換接啟動法的啟動電流為直接啟動時的1/3;自耦減壓啟動法備有抽頭,可根據(jù)啟動轉(zhuǎn)矩的要求得到不同電壓;電抗減壓啟動的啟動電流按其端電壓的比例降低;延邊三角形啟動的啟動電流般為直接啟動時的 1/2。具體的操作方法可由有關(guān)的電工手冊查得。
②非線性負(fù)載對容量的影響非線性 負(fù)載設(shè)備都有啟動沖擊電流、諧波反饋、電流突變等干擾,而且往往對機(jī)組電壓降值有很高的要求。由于柴油發(fā)電機(jī)組所送出的電源本身不但電壓畸變率大,而且隨著機(jī)組額定輸出功率容量的減小,其內(nèi)阻增大的矛盾會顯得更加突出。當(dāng)帶電阻性負(fù)載時,這種影響不易覺察。然而帶像計(jì)算機(jī)和通信設(shè)備這種整流濾波型負(fù)載或UPS等非線性負(fù)載時,會影響負(fù)載的正常運(yùn)行乃至使用壽命,出于安全方面的考慮應(yīng)把機(jī)組容量選大一一些。
在計(jì)算發(fā)電機(jī)組容量時,應(yīng)明確各個負(fù)載的性能,以作出正確的選擇,常用負(fù)載的參考特性參數(shù)如表1-8所示。
(3)其他考慮因素根據(jù)現(xiàn)有負(fù)載進(jìn)行機(jī)組容量計(jì)算后,還要考慮其他因素,如今后是否有擴(kuò)充負(fù)載的可能,有些負(fù)載是否可能發(fā)生過載現(xiàn)象等。建議根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)加大機(jī)組的容量。另外,在經(jīng)濟(jì)條件許可的情況下,建議采用兩臺或多臺發(fā)電機(jī)組,其中一些發(fā)電機(jī)組用于敏感負(fù)載(如電子計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和其他電子設(shè)備),另一些發(fā)電機(jī)組用于不敏感的負(fù)載(如電阻性負(fù)載和電動機(jī)),以防止由于電動機(jī)啟動時造成機(jī)組電壓波形畸變對敏感性負(fù)載的影響。