例如：某些非授權(quán)經(jīng)銷商會把柴油機功率作為發(fā)電機組功率來誤導(dǎo)用戶，柴油機100kw就能發(fā)電100kw這樣的機器是不存在的，作為備用電源，柴油機也是有備用功率的，最大負(fù)載下柴油機無法長時間運轉(zhuǎn)，通常只能用1小時，所以發(fā)電機組有了1小時功率與12小時功率的說法。不管您是備用還是常用，柴油機功率肯定是大于發(fā)電機的（通常行業(yè)準(zhǔn)則中比例為10~20%），只要有足夠的功率，發(fā)電機才能負(fù)載運轉(zhuǎn)。

一、設(shè)計安裝規(guī)范

      安裝發(fā)電機組前，我們要根據(jù)安裝規(guī)范來設(shè)計如何安裝。

（1）機房建筑應(yīng)獲得批準(zhǔn)；

（2）機組的功率應(yīng)符合環(huán)保報建及環(huán)境影響；

（3）對以下方面作出控制，符合相應(yīng)規(guī)范：

● 機房燃油符合相應(yīng)規(guī)范（GB50045-95）；

● 機組噪聲符合《城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)》（GB3096-93）、《工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標(biāo)準(zhǔn)》（GB12348-90）；

● 機組尾氣排放符合《大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB44-27-2001）；

● 電氣安裝符合《國家電氣安裝規(guī)范》（GB50055-93/JGT16-92）；

二、發(fā)電機組選型及設(shè)計

      康明斯可以使用具有專業(yè)的計算軟件以幫助客戶進(jìn)行正確的發(fā)電機組選型，有關(guān)該軟件的詳細(xì)信息請與康明斯當(dāng)?shù)卮砺?lián)系取得。為了更好地理解軟件里所使用的公式、計算及一些相關(guān)聯(lián)的因素，請了解以下一些在發(fā)電機選型時必須考慮的內(nèi)容：

1、計算公式

      一臺發(fā)電機組是由發(fā)動機和發(fā)電機組成的，然而由于其各自的性能和特性的不同，所以在成套發(fā)電機組后，把它們作為一個系統(tǒng)來整體考慮是非常有必要的。其公式如下：

● 負(fù)載因素=%時間百分比x%負(fù)載百分比

● %時間百分比=在某一負(fù)載下運行的時間/總的運行時間

● %負(fù)載百分比=某一實際負(fù)載/發(fā)電機組額定功率

● 總的負(fù)載因素=P_pa/P

      舉例：對于一臺備用額定功率1000kw的發(fā)電機組（即P=1000），在連續(xù)運行的24小時內(nèi)，800kw運行機了13小時，900kw運行了1小時，1000kw運行了1小時，500kw時運行了6小時，300kw時運行了3小時。

      根據(jù)以上公式可以算出這24小時內(nèi)的總負(fù)載因素為：L.F.=（800*13+900*1+1000*1+500*6+300*3）/（24*1000）=67.5%

 2、功率定義

       康明斯發(fā)電機組的功率分為備用功率、常用功率和連續(xù)功率。定義如下：

（1）Standby Power（備用功率)

● 每年運行時間不超過500小時

● 在一定的運行周期內(nèi)，發(fā)電機組的負(fù)載是變化的，可連續(xù)運行12小時

● 不能超載運行和不能與市電并網(wǎng)運行

      典型應(yīng)用：建筑物的備用電源（如上述例題中所述的運行工況)

（2）Prime Power（常用功率)

● 無運行時間的限制（可以按每年24*365小時計算)

● 在全部的運行周期內(nèi)，發(fā)電機組的負(fù)載是變化的，并且總的負(fù)載因素不超過70%每運行12小時允許超載10%運行1小時

      典型應(yīng)用：與電網(wǎng)并聯(lián)運行調(diào)峰、熱電聯(lián)產(chǎn)等

（3）Continuous Power（連續(xù)功率)

●無運行時間的限制（可以按每年24*365小時計算)

●在100%恒定負(fù)載不限小時數(shù)連續(xù)運行，或者在變化的負(fù)載下運行，總的負(fù)載因素70-100%。

      典型應(yīng)用：發(fā)電站及與電網(wǎng)并聯(lián)運行、基載運行模式、熱電聯(lián)產(chǎn)等

      在進(jìn)行發(fā)電機組選型及計算時，必須清楚地了解發(fā)電機組的實際應(yīng)用及可能的運行負(fù)載狀況，正確選擇按以上功率定義的發(fā)電機組。

3、功率修正

      現(xiàn)場環(huán)境條件對發(fā)電機組輸出功率的影響

（1）海拔

      當(dāng)海拔高度超過1000m時，每超過100m將會使功率下降1%。具體有關(guān)的修正值請與Cummins代理聯(lián)系。

（2）環(huán)境溫度

      當(dāng)發(fā)電機的進(jìn)風(fēng)溫度超過40°C時需要對輸出功率進(jìn)行修正。

      鹽霧或其它腐蝕性的元素會破壞發(fā)電機繞組的絕緣而引起發(fā)電機的故障，在這種環(huán)境下工作的發(fā)電機在制造時需要對繞組進(jìn)行特別防護(hù)。

（3）濕度

      除非發(fā)電機完全密封，否則潮濕的空氣會在發(fā)電機上凝結(jié)露水，運行中的發(fā)電機組由于機器溫度的升高和空氣的流通可以避免凝結(jié)水的形成。當(dāng)在高濕度的環(huán)境情況下，當(dāng)機器處于停機狀態(tài)時，建議在發(fā)電機上加裝一個防潮加熱器以使溫度高出環(huán)境溫度5℃。

（4）灰塵

      通過冷卻風(fēng)扇帶入的灰塵（如鐵屑、沙子等）會傷害到發(fā)電機，造成短路。同時這些灰塵堆積到一起也容易吸收空氣中的水份而使發(fā)電機受潮。如果發(fā)電機在這種環(huán)境中工作，通常需用加裝發(fā)電機的進(jìn)風(fēng)過濾裝置，制造廠可以提供這些裝置供選擇。

4、發(fā)電機組的性能要求

（1）瞬態(tài)響應(yīng)能力（如圖1）

      任何時候，當(dāng)對在穩(wěn)態(tài)運行中的發(fā)電機組進(jìn)行加載或卸載時，發(fā)動機的轉(zhuǎn)速、電壓和頻率都會發(fā)生一個瞬時的變化，然后又恢復(fù)到穩(wěn)態(tài)運行狀態(tài)。這種變化的幅度取決于瞬時加載的有功和無功功率大小，同時也與發(fā)電機電壓調(diào)節(jié)器的設(shè)定、發(fā)電機的總?cè)萘俊討B(tài)特性、系統(tǒng)中其它負(fù)載性質(zhì)有關(guān)。一般的工業(yè)應(yīng)用可以接受30%的瞬態(tài)電壓降，但有些敏感性的負(fù)載只可接受比較小的瞬態(tài)電壓降（如UPS，醫(yī)療設(shè)備，變速器等）。

（2）瞬態(tài)響應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)

      不同的國家具有不同的此類標(biāo)準(zhǔn)，有些行業(yè)可能要求發(fā)電機組能接受一步加載100%的能力。ISO8528-5規(guī)定了瞬態(tài)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，共分4個性能等級，如下表：

      在發(fā)電機組選型時，必須考慮加載過程及其瞬態(tài)的響應(yīng)能力，大多數(shù)的渦輪增壓帶中冷卻器的四沖程發(fā)動機都不能接受一步突加100%的負(fù)載，所以請確保所選擇的發(fā)電機組能滿足實際應(yīng)用中負(fù)載的需求，圖2所示是ISO528-5-G3要求的發(fā)電機組加載能力，根據(jù)發(fā)動機的BMEP及現(xiàn)場的負(fù)載大小可得知加載的步驟和次數(shù)。

     注：當(dāng)系統(tǒng)可承受的瞬態(tài)頻率和電壓降沒有特別要求或符合NFPA 110標(biāo)準(zhǔn)時，康明斯發(fā)電機組可承受100%負(fù)載一次投入。

      首先，通過TMI找到發(fā)動機的BMEP（Brake Mean Effective Pressure）值，單位為Bar或Psi如果負(fù)載的大小位于“First Load Step”曲線以下，則可以一步完成這個加載過程。例如：1000kw的發(fā)動機的BMEP為16.42Bar，可以查到發(fā)動機可以一步加載的最大功率為50%左右的額定功率（即500kw），瞬態(tài)的電壓、頻率變化和恢復(fù)時間等參數(shù)符合ISO8528-5 G3的要求。

（3）電壓調(diào)節(jié)

      電壓調(diào)節(jié)器是決定電壓/頻率變化和恢復(fù)時間的一個重要部件。在當(dāng)負(fù)載增加時來維持發(fā)電機電壓于一個恒定的值。

（4）10秒啟動

      對于非并聯(lián)運行的發(fā)電機組，在接到啟動信號后，要在10秒內(nèi)完成啟動并達(dá)到額定的轉(zhuǎn)速，同時具備帶負(fù)載的條件，必須做到如下：

① 啟動蓄電池必須有足夠大的容量并且處于完全充滿電的狀態(tài)。

      注：不同的環(huán)境溫度可能會需要不同的蓄電池規(guī)格。

② 如果是空氣啟動方式，則必須具有足夠的壓縮空氣和最小100psi（689.5kPa）的壓力2.燃燒空氣進(jìn)氣溫度至少應(yīng)為21°C（70°F)。

③ 缸套水加熱器必須保持缸套水溫在32°C（90°F)以上。

④ 清潔的燃料已經(jīng)準(zhǔn)備妥當(dāng)。

⑤ 發(fā)電機的轉(zhuǎn)動慣量沒有超過標(biāo)準(zhǔn)的康明斯發(fā)電機的要求。

三、負(fù)載分析

1、負(fù)載的類型

 （1）線性負(fù)載

      線性負(fù)載是指電流和電壓加上負(fù)載后波型呈正弦波，包括：

① 白熾燈

② 電阻加熱器

③ 電動機

④ 同步電動機

⑤ 電磁設(shè)備

⑥ 變壓器（非飽和狀態(tài))

（2）非線性負(fù)載

      電流和電壓的波型為非正弦波的負(fù)載為非線性負(fù)載，主要包括：

① 可控硅整流系統(tǒng)（如圖3)

◇ SCR系統(tǒng)應(yīng)用于直流馬達(dá)，交流變頻驅(qū)動（VFD）等，通常SCR系統(tǒng)需要大容量的發(fā)電機，直流馬達(dá)的速度變化會引起發(fā)電機輸出功率因數(shù)的變化。

◇ 當(dāng)發(fā)電機的功率因數(shù)在0.6~0.7的時候會提供更大的電流。

◇ 成型繞組的線圈可以提供更高的機械支撐強度，以承受由于SCR負(fù)載引起的浪涌電流對線圈的沖擊，并且較低的發(fā)電機溫升也可補償由于SCR負(fù)載產(chǎn)生的熱量。

◇ 由于發(fā)電機組是一個有限容量的電源，SCR會引起發(fā)電機的電壓和電流波形失真嚴(yán)重，電流的波形失真會引起系統(tǒng)設(shè)備的諧波共振，并使馬達(dá)和發(fā)電機的線圈發(fā)熱。

◇ 當(dāng)系統(tǒng)計劃使用SCR設(shè)備時，必須讓制造廠知道使用的電源是有限容量的發(fā)電機組。

◇ 當(dāng)SCR負(fù)載容量不超過康明斯發(fā)電機組容量的66%時，可確保發(fā)電機組正常運行和避免由于諧波使發(fā)電機過熱。

② UPS

◇ UPS能在電力中斷時提供其儲存的電力，發(fā)電機的大小必須滿足UPS的容量，而不是UPS所帶的負(fù)載容量。

◇ 對于6脈沖整流器需選用80度溫升的連續(xù)功率的發(fā)電機，并需更好一級的電壓調(diào)節(jié)器。

◇ 對于12脈沖整流器需選用105度溫升的連續(xù)功率的發(fā)電機和H級絕緣。

◇ 發(fā)電機和UPS供應(yīng)商的協(xié)調(diào)對確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運行是非常必要的。

◇ 通常UPS的功率因數(shù)為0.9左右，在計算發(fā)電機組的功率時一般的計算為：

◇ 對于6脈沖的UPS負(fù)載，發(fā)電機組功率=UPS功率（KVA）*0.9*1.6。

◇ 對于12脈沖的UPS負(fù)載，發(fā)電機組功率=UPS功率（KVA）*0.9*1.4。

③ 電焊負(fù)載

◇ 電焊機會引起發(fā)電機的電流變化不穩(wěn)定，這種電流的波動會使電壓波形失真（如圖4所示），當(dāng)使用電焊負(fù)載時可能需要對發(fā)電機的功率做較大的修正。

2、非線性負(fù)載和2/3繞組節(jié)距

      非線性負(fù)載會產(chǎn)生諧波電流而引起發(fā)電機的波型畸變，單相的非線性負(fù)載通常會產(chǎn)生較高的三次諧波電流，從而引起較高的對地電流。2/3節(jié)距的發(fā)電機由于低的零序電抗，可以減少電壓的波形畸變。

3、發(fā)電機組電壓選擇

      電壓等級：

（1）低壓：600V以下（功率小于800KVA)

（2）中壓：601~5000V（5~10MVA)

（3）高壓：5001~15000V（大于1MVA)

4、負(fù)載的功率因數(shù)

（1）一般的發(fā)電機組設(shè)計上并沒有考慮應(yīng)用于功率因數(shù)超前的負(fù)載情況，但這種情況也比較少。

（2）在進(jìn)行遠(yuǎn)距離送電時，在線路和地之間會有一容性負(fù)載產(chǎn)生，如圖6所示。

（3）這些電容性的負(fù)載與線路電壓、傳輸距離、架空線高度等因素有關(guān)、適當(dāng)增加一些補償電抗可以解決這一問題。

5、單相負(fù)載

（1）如果單相負(fù)載加于一個三相發(fā)電機上，除非平均分配這一單相負(fù)載于每相上，否則會引起發(fā)電機三相電壓的不平衡，當(dāng)三相電壓的不平衡度超過2%時，可能對一些要求特別高的負(fù)載會有一些影響，或者使正在滿負(fù)載運行的馬達(dá)容易過熱。

（2）當(dāng)有不平衡負(fù)載加載于三相發(fā)電機組上時，請確保每相的總電流值不超過其額定值。