发电机

柴油发电机组是以柴油为主燃料的一种发电设备，以柴油发动机为原动力带动发电机（即电球）发电，把动能转换成电能和热能的机械设备。整套柴油发电机组主要分为三个部分：

1、柴油发动机。

2、发电机（即电球）。

3、控制器。

细分来说：底座、柴油发动机、底座油箱、发电机组（即电球）、控制器（起到控制的作用，也起到保护机组的作用）、散热器（风冷：风扇；水冷：水箱）、静音箱等部件组成。按照不同地方的不同需求，我们把发电机组分为固定式和可移动式拖车，为了降低发电机组所发出的噪音，减少影响人们的工作和生活，促使设计师们设计出了带静音箱的发电机组，即是在发电机组外面安装一个金属的箱子，内部附着吸音材料，从而把发电机组四周防护起来，箱子两侧设置门，这样方便人们对发电机组的检修与控制。静音箱不但减低了发电机组所发出的噪音，而且可以放在室外，箱子就像一座屋子，防晒、防雨，让人们省了没有地方做机房的烦恼。柴油发电机组分为常用发电机组和备用发电机组，功率也相应的分为常用功率和备用功率。每台发电机组的标配常用功率一般是备用功率的80%。要根据不同的需要，平时使用国家电网，因断电才需要的话，请使用备用柴油发电机组；如果需要长时间运行的话，请选择常用柴油发电机组，经常维护保养的话，常用柴油发电机组每年运行的时间可以300天以上。常用功率和备用功率的关系是：比如用户需要100KW柴油发电机组，备用100KW的柴油发电机组常用功率为100KW*80%=80KW。也就是备用100KW的柴油发电机组的常用功率为80KW。如果柴油发电机组加装了静音箱,那么发电机组的功率还会下降,一般下降10%左右.所以,当用户选购柴油发电机组时,应当考虑静音箱的功率下降问题.

功率标定

柴油发电机组是由柴油机和同步交流发电机组合而成的。柴油机允许使用的zui大功率受零件的机械负载和热负载的限制，因此需规定允许连续运转的zui大功率称之为标定功率；

柴油机机不能超过标定功率使用，否则会缩短其使用寿命，可能造成事故。

国家标准规定，在柴油机铭牌上的标定功率分为以下四类；

1）15min功率：即柴油机允许运行15min的zui大功率。短时间内可能超负荷运行和要求具有加速性能的标定功率，如汽车、摩托车等柴油机的标定功率。

2）1h功率：即柴油机允许持续运行1h的zui大有效功率。如轮式拖拉机、机车、船舶等柴油机的标定功率。

3）12h功率：即柴油机允许持续运转12h的zui大有效功率，即我们常说的额定功率。如电站机组、工程机械用柴油机标定功率。

4）持续功率：即柴油机允许长时间持续运行的zui大有功率。

工作原理

柴油机驱动发电机运转，将柴油的能量转化为电能。

在柴油机汽缸内，经过空气滤清器过滤后的洁净空气与喷油嘴喷射出的高压雾化柴油 充分混合，在活塞上行的挤压下，体积缩小，温度迅速升高，达到柴油的燃点。柴油被点燃，混合气体剧烈燃烧，体积迅速膨胀，推动活塞下行，称为‘作功’。各汽缸按一定顺序依次作功，作用在活塞上的推力经过连杆变成了推动曲轴转动的力量，从而带动曲轴旋转。

将无刷同步交流发电机与柴油机曲轴同轴安装，就可以利用柴油机的旋转带动发电机的转子，利用‘电磁感应’原理，发电机就会输出感应电动势，经闭合的负载回路就能产生电流。

柴油发电机组属自备电站交流供电设备的一种类型，是一种小型独立的发电设备，以内燃机作动力，驱动同步交流发电机而发电。

现代柴油发电机组由柴油机，三相交流无刷同步发电机、控制箱（屏）、散热水箱、联轴器、燃油箱、消声器及公共底座等组件组成钢性整体。柴油机的飞轮壳与发电机前端盖的轴向采用凸肩定位直接连接构成一体，并采用圆柱型的弹性联轴器由飞轮直接驱动发电机的旋转，其联接方式由螺钉固定在一起，使两者联接成一钢体，保证了柴油机的曲轴与发电机转子的同心度在规定的范围内。

为了减少机组的振动，在柴油机、发电机、水箱和电气控制箱等主要组件与公共底座的连接处，通常均装有减震器或者橡皮减震垫。

柴油发电机组的性能等级

国家标准GB/T2820. 1—1997《往复式内燃机驱动的交流发电机组》第1部分：用途、定额和性能中的第7条对柴油发电机组规定了四级性能。

(1)G1级性能要求适用于只需规定其电压和频率的基本参数的连接负载。主要作为一般用途，如照明和其他简单的电气负载。

(2)G2级性能要求适用于对电压特性与公用电力系统有相同要求的负载。当其负载变化时，可有暂时的然而是允许的电压和频率偏差。如照明系统、泵和风机等。

(3)G3级性能要求适用于对频率、电压和波形特性有严格要求的连接设备。如无线电通信和晶闸管整流器控制的负载。

(4)G4级性能要求适用于对频率、电压和波形特性有特别严格要求的负载。如数据处理设备或计箅机系统。

环境要求

下列三种种条件下应能输出额定功率，并能可靠地进行工作。

第1种环境条件(1)大气压力100Kpa；(2)环境温度 298K(25℃)；(3)空气相对湿度30%。

第2种环境条件(1)大气压力89.9kpa；（2）环境温度 313k（40℃）；

（3）空气相对湿度60%。

第三种环境条件

机组在下列条件下应能输出规定的功率（允许修正）并可靠地工作。

（1）海拔不超过4000m。

（2）环境温度 上限值为40℃、45℃、50℃；

下限值为5℃、-15℃、-25℃、-40℃。

（3）相对湿度、凝露和霉菌

①综合因素 应按表1-4的规定。

②长雾机组电气零部件经长霉试验后，表面长霉等级应不超过。GB/T2423.16—1999

《电工电子产品环境试验》中规定的2级。

机组运行的现场条件应由用户明确确定，且应对任何特殊的危险条件，如爆炸大气环境和易燃气体加以说明。

下表为发电机组工作条件的综合因素:

①指该月的平均zui低温度为25℃，月平均zui低湿度是指该月每天zui低湿度的月平均值。

②指该月的平均zui离温度为40℃，月平均zui高温度是指该月每天zui高温度的月平均值。

安装要求

安装要求：

1、柴油发电机组四周应留不小于1米空间，水箱端根据水箱芯子大小留置通风窗。本要求为机组机房的zui小尺寸，用户可根据需要进行加大。

2、柴油发电机组地基基础应建在硬土地面上，夯实后，做200mm厚的混凝土地面，地面应平整。

3、用户在建造机房时，应在机组上方屋顶预埋起吊用工字钢（≤250KW以下可不要），以备日后维修用。

4、机房应通风良好，地面应平整、防滑。

5、机组排气管内径不应小于柴油机排气口直径，弯管不宜超过3个，弯管角度应大于90度，排气管应有支撑或吊装支架，保证机组消音器，增压器等不受力。

6、机房内应备有灭火器等消防工具。

组成

柴油发电机组由柴油机、交流同步发电机、控制屏以及底盘、联轴器、散热器、燃油箱等组成。有的还装设有消声器和外罩。柴油机和发电机的轴间采用直接联接方式。通常主轴上还装有飞轮以增加运行的平稳度。柴油发电机组一般是由制造厂家装配为成套机组供应；也有的是根据电力负荷及其特性，确定发电机的容量和台数后，再选择驱动发电机的柴油机。燃料系统和起动空气系统的设备可以每台单独配置，也可以多台机组集中配置。

分类

柴油发电机组的类型有很多，主要有以下八大分类方式

（1）按照发动机的燃料分类；可分柴油发电机组和复合燃料发电机组

（2）按照转速分类；可分为高速、中速、低速柴油发电机组

(3）按照使用条件分类：可分为陆用、船用、挂车式和汽车式柴油发电机组。其中陆用发电机组：包括移动式和固定式。陆用机组又可以分为普通型、自动化型、低噪音型、低噪音自动化型四种。

（4）按照发电机输出电压和频率分类：可分为交流发电机组和直流发电机组。其中交流发电机组；包括中频40HZ和工频50HZ。对50HZ工频中小型发电机组的表定电压一般为400V；大型发电机的标定电压一般为6.3～10.5kV。

（5）按照同步发电机的励磁方式分类：可分为旋转交流励磁机和静止励磁机。

1）旋转交流励磁机励磁系统，包括交流励磁机静止整流器励磁系统而后无刷励磁系统

2）静止励磁机励磁系统，包括电压源静止励磁机励磁系统、交流侧串联复合电压源静止励磁机励磁系统和谐波（或基波）辅助绕组励磁系统

（6）按用途分类

1）常用机组

这类发电机组常年运行，一般设在远离电力网（或称市电）的地区或工矿企业附近，以

满足这些地方的施工、生产和生活用电。在经济发展比较快的地区，由于电力网的建设

跟不上用户的需求而设立建设周期短的常用柴油发电机组来满足用户的需要。这类发电机组

一般容量较大，对非恒定负载提供连续的电力供应，对连续运行的时间没有限制，并允许每

12h内有1 h过负载供电时间，过负荷能力为额定输出功率的10%。这类机组因其运行时间

较长、负载较重，相对于本机极限功率的许用功率被调到较低点。

2） 备用机组

在通常情况下用户所需电力由市电供给，当市电限电拉闸或其他原因中断供电时，为保

证用户的基本生产和生活而设置的发电机组。这类发电机组常设在电信部门、医院、市电供

应紧张的工矿企业、机场和电视台等重要用电单位。这类机组随时保持备用状态，能对非恒

定负载提供连续的电力供应。

3）应急机组

对市电突然中断将造成较大损失或人身事故的用电设备，常设置应急发电机组对这些设

备紧急供电，如高层建筑的消防系统、疏散照明、电梯、自动化生产线的控制系统、重要的

通信系统以及正在跟病人做重要手术的医疗设备等。这类机组应能在市电突然中断时，能迅

速启动运行，并在zui短时间内向负载提供稳定的交流电源，以保证及时地向负载供电，这种

机组自动化程度要求较高。

（7）按照控制和操作的方式分类，可分为现场操作发电机组、隔室操作发电机组和自动化发电机组。

1） 现场操作发电机组。操作人员在机房内对发电机组进行启动、合闸、调速、分闸、停机等操作。这类发电机组运行时所产生的振动、噪声、油雾和废气对操作人员的身体有不良影响。

2） 隔室操作发电机组，这类发电机组的机房和控制室分开设置，操作人员在操作室内对机房内的柴油发电机组进行启动、调速、停机等操作，并对机组的运行参数进行监测，对机房内的辅机也实施集中控制。隔室操作可改善操作人员的工作环境。

3） 自动化发电机组。经过各有关单位的多年研究，柴油发电机组的自动化可实现无人值守，其中包括机组自启动、自动调压、自动调频、调载、自动并车、按负荷大小自动增减机组、自动处理故障、自动记录打印机组可在市电中断后10-15s自动启动，代替市电进行供电。

（8）按照自动化功能分类，可分为基本型柴油发电机组、自动启动柴油发电机组和微型机自动控制柴油发电机组。

1）基本型柴油发电机组较为常见，它由柴油机、封闭式水箱、油箱、消声器、同步交流发电机、励磁电压调节装置、控制箱、联轴器和底盘等组成。基本型柴油发电机组具有电压和转速自动调节功能。一般可做为主用电源或备用电源。

2）自动启动柴油发电机组是在基本型柴油发电机组的基础上增加自动控制系统。它具有自动启动的功能。当市电突然停电时，机组能自动启动、自动切换、自动运行、自动送点和自动停机等功能；当机油压力过低、机油温度或冷却水温度过高时，能自动发出声光告警信号；当机组超速时，能自动紧急停机，保护发电机组。

3）微型机自动控制柴油发电机组由柴油机、三相无刷同步发电机、燃油自动补给装置、机油自动补给装置、冷却水自动补给装置及自动控制柜组成。自动控制应用可编程序控制器（PLC）控制。它除了具有自启动、自切换、自运行、自投入和自停机等功能外，并配有各种故障报警和自动保护装置。另外，它通过RS232通信接口，与主计算机连接，集中控制，能够遥控、遥信和遥测，实现无人值班的要求。

柴油发电机组安装地的周围应保持清洁，避免在附近放置能产生酸性、碱性等腐蚀性气体和蒸汽的物品。有条件的应配置灭火装置。

发电机组外壳必须有可靠的保护接地，对需要有中性点直接接地的发电机，则必须由专业人员进行中性接地，并配置防雷装置，严禁利用市电的接地装置进行中性点直接接地。与市电的双向开关必须十分可靠，以防倒送电。双向开关的接线可靠性需经过当地供电部门的检验认可。

柴油发电机组安装地点需通风良好，发电机端应有足够的进风口，柴油机端应有良好的出风口。出风口面积应大于水箱面积1.5倍以上。老款的柴油发电机组需采用混凝土做基础，在安装时须用水平尺测其水平度，使机组固定于水平的基础上。机组与基础之间应有专用防震垫或用底脚螺栓。而现代的柴油发电机不需要混凝土做基础，因为现代的柴油发电组已经过改进，整个机组地面都是平的，并且都装有减振器，非常的方便。

在室内使用，必须将排烟管道通导室外，管径必须消音器的出烟管直径，所接之管路的弯头不宜超过3个，以保证排烟畅通，并应将管子向下倾斜5-10度，避免雨水注入;若排气管时垂直向上安装的，则必须加装防雨罩。