一、發(fā)電機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)
發(fā)電機(jī)的通用國際和國家陸用標(biāo)準(zhǔn)有IEC34-1國際電工技術(shù)卸貨標(biāo)準(zhǔn),GB755中國選擇電機(jī)通用技術(shù)條件,BS5000英國標(biāo)準(zhǔn),NEMA MG 1-22北美標(biāo)準(zhǔn),GSA C22-2加拿大標(biāo)準(zhǔn)和VDE0530德國標(biāo)準(zhǔn)等。
二、標(biāo)稱功率
發(fā)電機(jī)的容量一般以視在功率(KVA)的形式給出,發(fā)電機(jī)出廠一般都按額定功率因素為0.8(滯后)計(jì)算,因此額定有功功率KW=0.8*視在功率(KVA),電機(jī)廠對每一種型號(hào)的發(fā)電機(jī),都會(huì)提供按照IEC34和GB755標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)稱功率定義的不同功率值。
三、效率
發(fā)電機(jī)的損耗包括軸承摩擦損耗和冷卻風(fēng)扇鳳阻等機(jī)械損耗,鐵心磁滯損耗和渦流損耗等鐵損以及定子繞組輸出電流經(jīng)過導(dǎo)線電阻的發(fā)熱損耗等銅耗,前兩部分損耗屬于空載損耗,與輸出電流大小無關(guān),而銅耗與輸出電流二次方成正比,因此發(fā)電機(jī)效率(柴油機(jī)輸人的功率減去以上損耗,剩下的作為有功功率輸出,其與柴油機(jī)輸人的功率的百分比,稱為發(fā)電機(jī)的效率,發(fā)電機(jī)制造廠會(huì)提供發(fā)電機(jī)的效率曲線)在輕載時(shí)較低,隨著輸出電流增大,發(fā)電機(jī)的效率也會(huì)相應(yīng)增大,在75%~80%額定容量時(shí),效率達(dá)到最高值,當(dāng)輸出電流繼續(xù)增大到額定電流時(shí),銅耗快速增大,發(fā)電機(jī)效率會(huì)從最高點(diǎn)略微下降。同一款發(fā)電機(jī), 效率在不同電壓和負(fù)載百分比下不同,具體可參見廠家的效率曲線。另外,發(fā)電機(jī)的效率和機(jī)組的效率是兩個(gè)概念,機(jī)組的效率還包括燃料化學(xué)能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的效率以及柴油機(jī)附屬設(shè)備如冷卻風(fēng)扇和柴油機(jī)機(jī)帶充電發(fā)電機(jī)所消耗的功率。
四、溫升
發(fā)電機(jī)的輸出電流經(jīng)過繞組線圈內(nèi)阻產(chǎn)生銅耗發(fā)熱以及其他機(jī)械摩擦發(fā)熱,引起發(fā)電機(jī)繞組的溫度升高,從而引起發(fā)電機(jī)繞組的絕緣老化或損壞。
發(fā)電機(jī)的繞組溫度的升高值(相對值)為發(fā)電機(jī)的溫升?;诃h(huán)境溫度為40C時(shí),絕緣等級為B級的允許溫升為80K,絕緣等級為F級的允許溫升為105K,絕緣等級為H級的允許溫升為125K。一般低壓柴油發(fā)電機(jī)組配套的發(fā)電機(jī)都采用H級的絕緣材料,高壓柴油發(fā)電機(jī)組配套的發(fā)電機(jī)采用F級或H級的絕緣材料。同樣級別的繞組絕緣等級,繞組的實(shí)際運(yùn)行溫升(絕對溫度)越低,繞組壽命就越長,允許的標(biāo)稱功率會(huì)降低;反之,如果繞組的實(shí)際運(yùn)行溫升(絕對溫度)越高,繞組壽命就越短,允許的標(biāo)稱功率會(huì)增大,而且溫升和壽命之間不是線性關(guān)系,可能繞組溫度在達(dá)到一定臨界值之后, 雖然溫度升高不多,但繞組使用壽命將大大縮短,假設(shè)H級絕緣用H級溫升,繞組壽命為20000h,輸出功率為100kVA, H級絕緣用F級溫升,繞組壽命將延長1倍,輸出功率降低到90kVA,而H級絕緣用B級溫升,繞組壽命更是提高到原來6倍之多,輸出功率進(jìn)- -步降低到80kVA。反之,如果H級溫升基礎(chǔ)上提高15K使用,繞組壽命會(huì)縮短到原來的1/3,而輸出功率上升到110kVA。廠家技術(shù)數(shù)據(jù)表中會(huì)給出發(fā)電機(jī)在不同溫升等級下的功率標(biāo)稱值,如果是備用或應(yīng)急電源應(yīng)用,設(shè)備生命周期使用的總運(yùn)行小時(shí)數(shù)(使用壽命)要求不高,可以適當(dāng)提高允許溫升,換取比較高的功率標(biāo)稱值,從而降低設(shè)備體積和成本;反之,在連續(xù)運(yùn)行的柴油電廠應(yīng)用中,發(fā)電機(jī)是7 x24h連續(xù)運(yùn)行的,負(fù)載也是比較恒定的話,就需要按照比較低的溫升,例如B級溫升,以比較小的功率標(biāo)稱值換取比較長的使用壽命。
五、使用環(huán)境
(1)相對濕度:濕度主要指空氣中水份的含量,通常以相對濕度來表示,標(biāo)準(zhǔn)中一般以60%作為標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境工況濕度,對于高濕度的地區(qū),必須仔細(xì)選擇發(fā)電機(jī)的絕緣和侵漆系統(tǒng),以使發(fā)電機(jī)適應(yīng)高濕度的環(huán)境。
(2)海拔(ASL):海拔超過1000m后,空氣會(huì)變得稀薄,而發(fā)電機(jī)是靠風(fēng)扇進(jìn)行空氣冷卻的,故發(fā)電機(jī)的冷卻效果將會(huì)變差,所以對超過1000m的海拔要求發(fā)電機(jī)降功率使用,以避免發(fā)電機(jī)過熱。但這并不表示海拔低于1000m時(shí),發(fā)電機(jī)功率可以增加。
對海拔超過1000m時(shí),發(fā)電機(jī)的實(shí)際輸出功率修正系數(shù): 1000 -450m,每升高500m降車低3%,例如海拔為4500m時(shí),實(shí)際輸出功率降低21%;海拔超過4500m時(shí),需要咨詢廠家。
(3)環(huán)境溫度:按照國際通用的設(shè)計(jì)及功率標(biāo)稱技術(shù)要求,一般定義發(fā)電機(jī)的使用環(huán)境溫度為40C,由于發(fā)電機(jī)是與柴油機(jī)一起工作,柴油機(jī)的發(fā)熱可能會(huì)使機(jī)房溫度升高,因此發(fā)電機(jī)的實(shí)際冷卻進(jìn)風(fēng)溫度會(huì)高于環(huán)境溫度,那么此時(shí)應(yīng)該以實(shí)際冷卻進(jìn)風(fēng)溫度為準(zhǔn),如果超過40C,那么發(fā)電機(jī)應(yīng)該降功率運(yùn)行,若低于409C,則發(fā)電機(jī)的允許輸出功率可以比額定功率大。當(dāng)實(shí)際冷卻進(jìn)風(fēng)溫度超過40C但不超過60C時(shí),發(fā)電機(jī)的功率修正系數(shù):溫度超過40°C部分每升高5C,輸出功率下降3%。當(dāng)實(shí)際冷卻進(jìn)風(fēng)溫度超過60C時(shí),需要咨詢廠家。
(4) 特殊氣候及環(huán)境:前面我們討論了濕度。海拔及溫度等對發(fā)電機(jī)的影響,但這都是獨(dú)立討論的,在實(shí)際運(yùn)用時(shí)情況要復(fù)雜得多,并且如下所列的另外一-些因素也會(huì)影響發(fā)電機(jī)的正常工作:空氣中含有其他氣體為化學(xué)性質(zhì)的腐蝕氣體,(在海邊) 有鹽水(霧),灰塵或風(fēng)沙或雨水,對于前述比較復(fù)雜的特殊氣候及環(huán)境,可以通過選用浸漆及發(fā)電機(jī)表面涂裝標(biāo)準(zhǔn)提高的船用標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)電機(jī)或者提高發(fā)電機(jī)的防護(hù)等級來應(yīng)對。故必須全面考忠各種復(fù)雜的氣候?qū)Πl(fā)電機(jī)的影響,保證發(fā)電機(jī)的正常工作。防冷凝加熱器用于空氣中濕度較大且溫差變化較大的易發(fā)生冷凝的環(huán)境中,當(dāng)發(fā)電機(jī)待機(jī)時(shí),接通加熱器,使發(fā)電機(jī)的機(jī)身溫度大于環(huán)境溫度約5K,發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)切斷加熱器電源。
發(fā)電機(jī)的通用國際和國家陸用標(biāo)準(zhǔn)有IEC34-1國際電工技術(shù)卸貨標(biāo)準(zhǔn),GB755中國選擇電機(jī)通用技術(shù)條件,BS5000英國標(biāo)準(zhǔn),NEMA MG 1-22北美標(biāo)準(zhǔn),GSA C22-2加拿大標(biāo)準(zhǔn)和VDE0530德國標(biāo)準(zhǔn)等。
二、標(biāo)稱功率
發(fā)電機(jī)的容量一般以視在功率(KVA)的形式給出,發(fā)電機(jī)出廠一般都按額定功率因素為0.8(滯后)計(jì)算,因此額定有功功率KW=0.8*視在功率(KVA),電機(jī)廠對每一種型號(hào)的發(fā)電機(jī),都會(huì)提供按照IEC34和GB755標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)稱功率定義的不同功率值。
三、效率
發(fā)電機(jī)的損耗包括軸承摩擦損耗和冷卻風(fēng)扇鳳阻等機(jī)械損耗,鐵心磁滯損耗和渦流損耗等鐵損以及定子繞組輸出電流經(jīng)過導(dǎo)線電阻的發(fā)熱損耗等銅耗,前兩部分損耗屬于空載損耗,與輸出電流大小無關(guān),而銅耗與輸出電流二次方成正比,因此發(fā)電機(jī)效率(柴油機(jī)輸人的功率減去以上損耗,剩下的作為有功功率輸出,其與柴油機(jī)輸人的功率的百分比,稱為發(fā)電機(jī)的效率,發(fā)電機(jī)制造廠會(huì)提供發(fā)電機(jī)的效率曲線)在輕載時(shí)較低,隨著輸出電流增大,發(fā)電機(jī)的效率也會(huì)相應(yīng)增大,在75%~80%額定容量時(shí),效率達(dá)到最高值,當(dāng)輸出電流繼續(xù)增大到額定電流時(shí),銅耗快速增大,發(fā)電機(jī)效率會(huì)從最高點(diǎn)略微下降。同一款發(fā)電機(jī), 效率在不同電壓和負(fù)載百分比下不同,具體可參見廠家的效率曲線。另外,發(fā)電機(jī)的效率和機(jī)組的效率是兩個(gè)概念,機(jī)組的效率還包括燃料化學(xué)能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的效率以及柴油機(jī)附屬設(shè)備如冷卻風(fēng)扇和柴油機(jī)機(jī)帶充電發(fā)電機(jī)所消耗的功率。
四、溫升
發(fā)電機(jī)的輸出電流經(jīng)過繞組線圈內(nèi)阻產(chǎn)生銅耗發(fā)熱以及其他機(jī)械摩擦發(fā)熱,引起發(fā)電機(jī)繞組的溫度升高,從而引起發(fā)電機(jī)繞組的絕緣老化或損壞。
發(fā)電機(jī)的繞組溫度的升高值(相對值)為發(fā)電機(jī)的溫升?;诃h(huán)境溫度為40C時(shí),絕緣等級為B級的允許溫升為80K,絕緣等級為F級的允許溫升為105K,絕緣等級為H級的允許溫升為125K。一般低壓柴油發(fā)電機(jī)組配套的發(fā)電機(jī)都采用H級的絕緣材料,高壓柴油發(fā)電機(jī)組配套的發(fā)電機(jī)采用F級或H級的絕緣材料。同樣級別的繞組絕緣等級,繞組的實(shí)際運(yùn)行溫升(絕對溫度)越低,繞組壽命就越長,允許的標(biāo)稱功率會(huì)降低;反之,如果繞組的實(shí)際運(yùn)行溫升(絕對溫度)越高,繞組壽命就越短,允許的標(biāo)稱功率會(huì)增大,而且溫升和壽命之間不是線性關(guān)系,可能繞組溫度在達(dá)到一定臨界值之后, 雖然溫度升高不多,但繞組使用壽命將大大縮短,假設(shè)H級絕緣用H級溫升,繞組壽命為20000h,輸出功率為100kVA, H級絕緣用F級溫升,繞組壽命將延長1倍,輸出功率降低到90kVA,而H級絕緣用B級溫升,繞組壽命更是提高到原來6倍之多,輸出功率進(jìn)- -步降低到80kVA。反之,如果H級溫升基礎(chǔ)上提高15K使用,繞組壽命會(huì)縮短到原來的1/3,而輸出功率上升到110kVA。廠家技術(shù)數(shù)據(jù)表中會(huì)給出發(fā)電機(jī)在不同溫升等級下的功率標(biāo)稱值,如果是備用或應(yīng)急電源應(yīng)用,設(shè)備生命周期使用的總運(yùn)行小時(shí)數(shù)(使用壽命)要求不高,可以適當(dāng)提高允許溫升,換取比較高的功率標(biāo)稱值,從而降低設(shè)備體積和成本;反之,在連續(xù)運(yùn)行的柴油電廠應(yīng)用中,發(fā)電機(jī)是7 x24h連續(xù)運(yùn)行的,負(fù)載也是比較恒定的話,就需要按照比較低的溫升,例如B級溫升,以比較小的功率標(biāo)稱值換取比較長的使用壽命。
五、使用環(huán)境
(1)相對濕度:濕度主要指空氣中水份的含量,通常以相對濕度來表示,標(biāo)準(zhǔn)中一般以60%作為標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境工況濕度,對于高濕度的地區(qū),必須仔細(xì)選擇發(fā)電機(jī)的絕緣和侵漆系統(tǒng),以使發(fā)電機(jī)適應(yīng)高濕度的環(huán)境。
(2)海拔(ASL):海拔超過1000m后,空氣會(huì)變得稀薄,而發(fā)電機(jī)是靠風(fēng)扇進(jìn)行空氣冷卻的,故發(fā)電機(jī)的冷卻效果將會(huì)變差,所以對超過1000m的海拔要求發(fā)電機(jī)降功率使用,以避免發(fā)電機(jī)過熱。但這并不表示海拔低于1000m時(shí),發(fā)電機(jī)功率可以增加。
對海拔超過1000m時(shí),發(fā)電機(jī)的實(shí)際輸出功率修正系數(shù): 1000 -450m,每升高500m降車低3%,例如海拔為4500m時(shí),實(shí)際輸出功率降低21%;海拔超過4500m時(shí),需要咨詢廠家。
(3)環(huán)境溫度:按照國際通用的設(shè)計(jì)及功率標(biāo)稱技術(shù)要求,一般定義發(fā)電機(jī)的使用環(huán)境溫度為40C,由于發(fā)電機(jī)是與柴油機(jī)一起工作,柴油機(jī)的發(fā)熱可能會(huì)使機(jī)房溫度升高,因此發(fā)電機(jī)的實(shí)際冷卻進(jìn)風(fēng)溫度會(huì)高于環(huán)境溫度,那么此時(shí)應(yīng)該以實(shí)際冷卻進(jìn)風(fēng)溫度為準(zhǔn),如果超過40C,那么發(fā)電機(jī)應(yīng)該降功率運(yùn)行,若低于409C,則發(fā)電機(jī)的允許輸出功率可以比額定功率大。當(dāng)實(shí)際冷卻進(jìn)風(fēng)溫度超過40C但不超過60C時(shí),發(fā)電機(jī)的功率修正系數(shù):溫度超過40°C部分每升高5C,輸出功率下降3%。當(dāng)實(shí)際冷卻進(jìn)風(fēng)溫度超過60C時(shí),需要咨詢廠家。
(4) 特殊氣候及環(huán)境:前面我們討論了濕度。海拔及溫度等對發(fā)電機(jī)的影響,但這都是獨(dú)立討論的,在實(shí)際運(yùn)用時(shí)情況要復(fù)雜得多,并且如下所列的另外一-些因素也會(huì)影響發(fā)電機(jī)的正常工作:空氣中含有其他氣體為化學(xué)性質(zhì)的腐蝕氣體,(在海邊) 有鹽水(霧),灰塵或風(fēng)沙或雨水,對于前述比較復(fù)雜的特殊氣候及環(huán)境,可以通過選用浸漆及發(fā)電機(jī)表面涂裝標(biāo)準(zhǔn)提高的船用標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)電機(jī)或者提高發(fā)電機(jī)的防護(hù)等級來應(yīng)對。故必須全面考忠各種復(fù)雜的氣候?qū)Πl(fā)電機(jī)的影響,保證發(fā)電機(jī)的正常工作。防冷凝加熱器用于空氣中濕度較大且溫差變化較大的易發(fā)生冷凝的環(huán)境中,當(dāng)發(fā)電機(jī)待機(jī)時(shí),接通加熱器,使發(fā)電機(jī)的機(jī)身溫度大于環(huán)境溫度約5K,發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)切斷加熱器電源。