柴油發電機組的組成

(全世界的發電機組均由發動機、發電機和控制系統組裝而成,沒有任何一家廠家既生產發動機,又生產發電機和控制系統,同時組裝生產發電機組.所以嚴格來講,所有發電機組均為組裝機)

· 原裝機:國內習慣理解為在非中國境內組裝的機組；

· 組裝機:國內習慣理解為在中國境內的以進口發動機組裝的機組；

· 國產機:以國產發動機及發電機組裝的機組。

發電機組結構及基本原理

柴油發電機組由柴油機、發電機、控制系統三大部分及其他輔助設備組成。常規機組結構圖如上。

柴油發電機工作原理

簡而言之，就是柴油機驅動發電機運轉。

在汽缸內，經過空氣濾清器過濾后的潔凈空氣與噴油嘴噴射出的高壓霧化柴油 充分混合，在活塞上行的擠壓下，體積縮小，溫度迅速升高，達到柴油的燃點。柴油被點燃，混合氣體劇烈燃燒，體積迅速膨脹，推動活塞下行，稱為‘作功’。各汽缸按一定順序依次作功，作用在活塞上的推力經過連桿變成了推動曲軸轉動的力量，從而帶動曲軸旋轉。

將無刷同步交流發電機與柴油機曲軸同軸安裝，就可以利用柴油機的旋轉帶動發電機的轉子，利用‘電磁感應’原理，發電機就會輸出感應電動勢，經閉合的負載回路就能產生電流。
這里只描述發電機組最基本的工作原理。要想得到可使用的、穩定的電力輸出，還需要一系列的柴油機和發電機控制、保護器件和回路。

1、柴油機：

（1）柴油機分類：

(a)按冷卻系統分：風冷、水冷、開式、閉式

(b)按調速方式分：機械離心、機械液壓、電子調速、電子燃油噴射

(c)按結構分：直列式、V形

2、發電機

（1）、構成：定子、轉子、勵磁系統、自動電壓調節等

（2）、類型：

按有無電刷分：有刷；無刷；

按勵磁系統分：相復勵；可控相復勵；三次諧波可控硅勵磁；基波（輔繞組）可控硅勵磁；脈寬調制；永磁機可控硅勵磁；

目前，無刷發電機，基波（輔繞組）可控硅勵磁是主流產品。近年來，永磁機可控硅勵磁開始受到市場的接受。

3、控制系統

控制系統作用：柴油發電機組工作過程的監示和控制，包括柴油機工作參數的測量顯示、發電機電量測量顯示、發電機輸出主回路控制、柴油機、發電機保護及發電組過程控制。

控制系統分類：

按結構分：（a） 一體化控制箱；（b） 分體控制屏

按功能分：

(a)手動型

(b)自動化型

(c)并聯型

· 手動并聯

· 自動并聯

· 自動并聯、自動調頻調載

柴油發電機型號，柴油發電機組型號

    柴油發電機組是以柴油機作動力，驅動同步交流發電機而發電的電源設備。為了便于生產管理和使用，國家對柴油機發電機組的名稱和型號編制方法做了統一規定，柴油發電機型號、柴油發電機組型號排列和符號含義如下圖

                    柴油發電機組的型號

其中符號和數字代表的型號含義如下：

1---輸出額定功率（KW），用數字表示。

2---輸出電壓種類G代表交流工頻；P代表交流中頻；S代表交流雙頻；Z代表直流。

3---發電機組類型；F代表陸用；FC代表船用；Q代表汽車用；T代表掛車用（如拖拉機）。

4---控制特征，缺位為手動（普通型）機組；Z代表自動化機組；S代表低噪聲機組；SZ代表低噪音自動化機組。

5---設計序號，用數字表示。

6---變型代號，用數字表示。

7---環境特征，缺位普通型；TH代表濕熱型。

柴油發電機型號，柴油發電機組型號含義的實例：

（5）120GFSZ1代表輸出額定功率120KW、交流工頻、陸用、低噪聲、設計序列號為1的自動化柴油發電機組。

（6）200GFC1代表輸出額定功率200KW、交流工頻、船用、設計序列號為1柴油發電機組。

（7）120GT6代表輸出額定功率120KW、交流工頻、掛車式（即拖車式）、設計序列號為1設計序列號為6的柴油發電機組。

（8）90GQ1代表輸出額定功率為90KW、交流工頻、汽車式、設計序列號為1的柴油發電機組。

（9）17ZQ1代表輸出額定功率17KW、直流、汽車式、設計序列號為1的柴油發電機組。

有的國產柴油發電機組系列型號是由機組生產廠自行確定的，與上述型號含義不同。

                                   油耗

一般來說柴油發電機的效率為0.8~0.95之間，發電機的效率除了如果負載是純電阻式的她所能發揮的效益最大，負載的功率因素越小實際輸出的電能越小，反之亦然。假設負載為純電阻，發電機效率為0.95，那么功率120KW，和每小時實際可能發出的電能為114kW、190kW。如果負載的功率因素為0.9，發電機效率可能為0.9，那么功率120KW，和200KW的柴油發電機組每小時實際可能發出的電能為97.2kW、162kW

按照技術說明書的額定油耗是400克/每小時，就是說在2千瓦負荷情況下每小時消耗差不多0.5公斤的汽油，當負荷是1千瓦的時候油耗會下降一些但是并不能成比例下降，不是變成200克/每小時。因為不論是1千瓦還是2千瓦，汽油機都要旋轉那么快（3000-3600轉速每分鐘），機械驅動消耗功率是固定的，摩擦損失、鼓風損失始終存在。實際的油耗計算可以按照說明書額定功率油耗打8折作為1千瓦負荷的油耗。
也就是說：滿負荷運行發電機時的油耗是最經濟的，性價比是最高的

負載大了油門大耗油就大些，負載小了相對油耗也就小。 關鍵是機器的狀況是否良好和平時的保養方法是否正確 如果缸套與活塞磨損了也有影響，  另外就是你說購買的柴油發電機組的性能如何。  除去以上兩個情況每小時耗油定在40.3公升左右 2.200KW柴油發電機組，八小時的耗油量是多少公升？  我公司有一臺200KW柴油發電機組。是V12缸135的上海東風柴油機，當負荷為百分之八十時，它八小時的耗柴油是多少公升？ 答：  我試答如下：200KW發電機大約要配220KW的柴油機。  柴油機的耗油一般是190--220克/千瓦/小時（視不同的機器、不同牌號的燃油）。 現以200克/千瓦/小時計算：220（KW）*0.2（Kg）*8=352(Kg) 0號柴油的密度約0.84（Kg/L）。320/0.84=419（L）  即你的200KW柴油發電機組，八小時的耗油量大約是419公升。  一般的說柴油發電機的耗油量大約在0.2升/千瓦/小時左右。耗油的指標由以下幾個因素決定：各種品牌的柴油發電機組，其消耗油量不同；用電負載的大小有關。所以要參照發電機組的廠家說明書。   例子：  V12缸135的上海東風柴油機的燃油消耗率為232.6克/千瓦.小時。 200*232.6*8*80%=297728（克）=297.728（公斤） 以0號油計：  297.728（公斤）/0.84=354.438（公升）柴油比重：0.84-0.86    柴油發電機耗油明細表： 1L（升）=1000ML（毫升） 1L（升）=1公升 1KW（千瓦）=1000W（瓦） 1KG（公斤）=1000G（克）=1L（公升） 1G（克）=0.001L（公升）注：需在相同的比重前提下，水與汽油的比重約為1：0.7—0.8 所以一升汽油等于0.7—0.8公斤，1L=0.8KG左右。     柴油發電機的生產廠家參數大都會用G/KW.H，其意思是指一千瓦一小時耗多少克油，再把這單位換成多少升就馬上能知道你耗了多少升的油，從而也能很清楚你一小時花了多少錢；也有廠商直接告訴L/H，那就是一小時耗油多少升的意思

按效率來計算，然后再用95%的系數來核準。
例如發動機輸出功率1kW，發電機的效率一般在85%至90%之間，那么發電機功率則可算為1*85%*95%=0.8075≈0.8kW。反過來，如果想要發電機輸出功率1kW，那么發動機的輸出功率應計算為1/85%/95%=1.2384≈1.24kW左右

柴油發電機組選購要點

一、根據實際使用情況，選擇合適的柴油發電機組

1、備用、常用

 備用柴油發電機組是指市電基本正常，只有偶爾停電時做臨時發電使用。使用頻率不高、使用時間短、機械損耗低、故障低。這種情況下沒必要一味追求高端進口柴油機配置的機組，一般國產柴油機配置

的機組就能完全滿足使用。油耗、噪音、故障率、大修時間這些指標沒必要考慮太多。

 
 常用柴油發電機組是指在無市電情況下使用柴油發電機組做為主用電源。使用時間長、機械損耗高、故障高。這種情況下建議最低配置應為合資品牌柴油機，國產柴油機很難滿足要求。

2、備用功率、常用功率

備用功率是指機組在超負荷情況下的運行功率，一般是主用功率的110%，舉例：GF-440S型號發電機組主用400KW發電機組的備用功率為440KW，備用功率是每12小時可在440KW時運行1小時。常用功率是指發電機

組12小時持續運行功率既400KW（同上例）。

3.柴油發電機組功率選取

柴油發電機組容量是有限制的，不同于電網，必須考慮到負載的啟動電流。所以選取電器總功率做為購買柴油發電機組的功率并不完全正確。例如：一臺30KW的電機采用星三角啟動，啟動電流會是額定電流的4至6倍，至

少得采用120KW的柴油發電機組才能正常啟動這臺電機。

啟動方式不同，啟動電流也會不同，例如軟啟動器啟動，只會產生2至3倍啟動電流，變頻器啟動是無級啟動，沒有啟動沖擊電流。還有電器啟動時是否帶載，也決定了啟動電流的大小，要充分了解具體的電器情況，才能

更經濟的計算出所需的柴油發電機組功率，也避免了計算錯誤買回無法使用的情況，具體功率的選取請與正利成的銷售顧問詳細溝通，我們的銷售顧問會為您做出周到的方案。

2、故障率、大修時間

在故障率、大修時間兩項指標上國產柴油機無法與合資或者進口品牌相比，但國產機組零配件便宜，在不計算故障導致的停產停工損失的情況下，兩者在維護保養上經濟性差不多。正利成曾經做過連續疲勞試驗，某國產一線品牌柴油機配置的發電機組，滿載連續無故障運行時間為223小時，而某合資品牌柴油機配置的發電機組滿載連續無故障運行時間達到了672小時！“正利成”發電機組精選每個零配件，大到柴油機，小到一個繼電

器，均采用名廠大品牌產品，將故障率降至最低。

3、油耗

常用柴油發電機組另一項需要重視的指標是油耗。國產柴油機的滿載油耗一般為210g/kw.h到240g/kw.h，合資品牌柴油機的滿載油耗一般為200g/kw.h到220g/kw.h，進口品牌柴油機的滿載油耗一般為190g/kw.h到

210g/kw.h。

不要小看每發一度電相差10到20克柴油，以500KW柴油發電機組為例，以每天運行10小時，每月運行20天計算，國產柴油機配置的發電機組每年油耗量為：210g/kw.h*500KW*10小時*20天*12月=252噸 ，進口品牌柴油機配

置的發電機組每年油耗量為：190g/kw.h*500KW*10小時*20天*12月=228噸，相差24噸，以每噸柴油8000元計算，每年柴油可節約19.2萬元。

4、噪音

柴油發電機組噪音國標為空曠處7米低于102分貝合格。實際上102分貝已經讓人感覺到不適，即使經過普通機房隔離，仍能達到90分貝以上。在機關、學校、醫院等需要安靜的場所使用，須加裝低噪音機箱，“正馳動力”

生產的低噪音機箱均采用出口標準，嚴格按照環保標準制作靜音箱體。

5、高溫、高寒、高濕環境使用

高溫環境使用必須有加強降溫措施，如開式水池降溫，強制通風。

高寒環境必須有冷啟動保證，我們獨家開發的高寒地區專用發電機組可保證在零下17度無輔助冷啟動，加裝預熱裝置，可保證在零下50度正常啟動。

高濕環境使用必須有防濕防銹措施，柴油發電機組高濕專用發電機組采用三層防銹底漆，兩層防水面漆，采用專用防滴發電機。

二、詳細了解，火眼金睛辨別偽劣

柴油發電機組主要分為四大部分：柴油機、發電機、控制系統、附屬件。

1、柴油機

柴油機是整個機組的動力輸出部分，占到柴油發電機組成本的70%，是一些不良廠家最喜歡弄虛做假的環節。任何柴油發電機組廠家的柴油機都是外購的。

1.1 套牌假機

目前市場上知名的柴油機幾乎都有仿制廠家，下面正馳動力給你介紹幾個典型案例：

上柴、康明斯、沃爾沃等均有高仿的柴油機。

被仿最多的是上海柴油機股份有限公司的，其次是康明斯和瑞典沃爾沃。上柴官方網址是：http://www.sdec.com.cn，所謂的上柴分廠就是不正確的，上柴是沒有任何分廠的。

康明斯在國內有兩個生產基地： 1.重慶康明斯發動機有限公司，其官方網址是http://www.cummins.com.cn， 2.湖北襄樊東風康明斯發動機有限公司，其網址是http://www.dcec.com.cn。沃爾沃的官方網站為

http://www.volvopenta.com 

3。
一些廠家使用這些外形一樣的仿制機冒充名牌，采用做假銘牌、打真編號、印刷假出廠資料等手段套牌，以假亂真，達到大幅降低成本的目的。要分辨套牌機，不是專業人員很難做到。要分辨套牌機，不是專業人員很難

做到，不良廠家會說你可以打電話查詢編號，編號是真的，所以查詢結果是不可信的。

詳細鑒別方法請致電 013950041693 咨詢。正馳動力每份合同中均有這一條，真金不怕火煉，正正利成堅持做真品，誠信方能久遠。

1.2 翻新舊機

但有些例外，根本不用鑒定。例如廣東有些廠家從印度進口康明斯的舊機翻新，因為印度也有康明斯的工廠，這些不良廠家就號稱是原裝進口康明斯柴油機，還可提供海關證明。

實際上康明斯因為在中國已有兩個合資廠：襄樊東風康明斯、重慶康明斯，所以是有貿易保護協議的?？得魉乖谑澜绺鞯氐墓S都劃定有銷售區域，嚴禁沖突，所有號稱原裝進口康明斯發動機不可能是新機，除非走私，但走

私也不會有海關證明了。

1.3 以相近廠名混淆視聽

這些不良廠家屬于稍微膽小的，不敢做套牌、翻新，就在廠名與柴油機名上做名堂，以相近廠名柴油機名混淆視聽。

例如山東某廠家，實際上和康明斯發動機沒有任何關聯，只是注冊了康明斯發電機有限公司這個名稱和漢字“康明斯”商標，外購回的各種柴油機配置的發電機組一律對外稱康明斯（KMS）發電機組，正宗的重慶康明斯正

在與其打官司。

例如上海某研究所，號稱是上柴股份的研究所，實際上也和上柴股份沒有什么關系。

例如某上海柴油發電機組廠，注冊了 “上柴” 的商標，號稱是正宗上柴，實際上真正的上海柴油機股份有限公司的商標是“東風”。

1.4 小馬拉大車

混淆KVA和KW的關系。把KVA當成KW夸大功率，賣給客戶。實際上KVA是視在功率，KW是有效功率，他們之間的關系為1KVA=0.8KW。進口機組一般用KVA表示功率單位，而國內用電設備一般都用KW表示，所以核算功率時應把KVA打8折換算成KW。

不講長行（額定）功率和后備功率的關系，僅說一個“功率”，把后備功率當作長行功率賣給客戶。實際上，后備功率=1.1ｘ長行功率。而且，后備功率只能在12小時連續運行中使用1小時。

柴油機功率與發電機的功率配置成一樣大，以求降低成本。實際上，業內一般規定柴油機功率≥發電機功率10%，因為有機械損耗。更為惡劣的，還有的把柴油機馬力當作千瓦誤報給用戶，及用小于發電機功率的柴油機來

配置機組，俗稱：小馬拉大車，以至機組壽命降低，維修頻繁，使用費居高不下。

1.5 換牌，以小充大

將大功率柴油機的銘牌換到小一號的柴油機上，以小充大，達到降低成本的目的。例如：上柴股份G１２８ZLD１柴油機，不良廠家將銘牌換為G１２８ZLD１１，標稱功率改大，因為外形基本一致，又是上柴股份的真機，

所以很難分辨。

1.6 電站用柴油機

柴油發電機組配置的柴油機都應該是電站專用用柴油機，其轉速都應該穩定在1500轉/分。而工程用柴油機，船用柴油機等非電站專用柴油機轉速范圍大，改成固定1500轉后轉速是不如電站專用柴油機穩定的。方法同上。

合理的發電機組配置取決于對參數及負載的分析

　　盡管絕大多數的評估實踐在評估程序或者廠商代表的幫助下已經作的很好,理解影響發電機運行的因素仍然很重要,因為可以讓你確認為你的應用配置了正確的設備。

　項目參數 

　　計算及選擇發電機裝置的第一步就是建立項目參數。

　　最小發電機裝置負載/容量：輕載下運行發電機裝置會損害發動機，降低可靠度?？得魉闺娏Σ煌扑]發電機運行在低于30%負載的情況下。負載低于推薦值時應該增加負載。

　　最大允許的階梯電壓降（起動及運行時）：如果降低起動時最大允許的電壓降，當負載在自動控制下循環運行或者在尖鋒負載運行時,需要提高發電機組的容量。選擇較低的可接受的電壓降,意味著需要較大的發電機容量。最大允許的階梯頻率降：如果降低最大允許的頻率降，需要提高發電機組的容量。

　　海拔和溫度：基于安裝位置，隨著海拔高度和環境溫度的增加，需要配置大于總負載的發電機組的容量。

　　工作時間：采用備用功率，主用功率或者與市電并聯，發電機的容量也有所不同。備用功率通常沒有過載能力。主用功率通常有大于10%的過載能力。發電機工作在穩定持續負載狀態時,不應該超過其持續功率。

　　燃料：天然氣，柴油或者液化氣會影響對發電機的選擇。通常，使用天然氣或者液化氣的發電機因為要降功率使用，因此要加大其容量。緊急電源系統必須由儲存在本地的燃料來供應。

　　相數：選擇單相或者三相。三相發電機可以為單相負載供電，但是要盡量保證三相負載的平衡。

　　頻率：50HZ或者60HZ可選。

　　電壓：通常與選擇的頻率有關。

負載 

　　發電機選型的下一步也是最重要的一步是確認發電機帶載的類型及功率。通常來說，發電機如果帶非線性負載，需要增加發電機組的容量。接下來討論一下各種負載及電氣因素如何影響發電機的選型。

　　功率因數（PF）：通常交流負載電路中的電感和電容會導致正弦波電流經過零點的時間滯后或者超前電壓波型的過零點。容性負載，過激的電動機等會導致超前的功率因數（PF），即電流超前電壓（圖1）。由于電路中電感的存在，滯后功率因數，即電流滯后電壓的負載更為更為普遍。功率因數是kW和kVA的比值，用小數（0.8）或者百分數（80%）來表示。三相發電機標稱為PF是0.8的負載，而單相發電機標稱為PF是1.0的負載。功率因素越低，給負載供電時對發電機的容量要求越高。任何時候用發電機給功率因數為超前的負載供電時應特別小心。很輕的超前功率因數負載會導致電壓失控。發電機組帶超前功率因數的負載時,在不被損害或者不會造成電壓失控的前提下,可以帶標稱無功功率的10%的負載。最常見的超前功率因數的負載是帶輸入濾波器的輕載的UPS系統和帶功率因數校正裝置的馬達。先啟動滯后功率因數的負載，再啟動超前功率因數的負載，可以提高穩定性。

　　圖1典型的發電機無功曲線

　　單相負載和負載平衡：為了充分發揮發電機組的容量及限制電壓的失衡，三相發電機組的三相負載應該盡可能的平衡。

　　峰值負載：循環開啟關閉的負載會形成峰值負載，比如電焊機，醫療影像設備或者馬達?？紤]到周期負載的因素，如果不認真設計啟動順序，會明顯加大對發電機容量的需求。

　　馬達負載：估算軟件可以完成對馬達類負載的計算，能夠將各種馬達計算出對應的啟動及運行功率的需求。然而，為了估算啟動及加速馬達所需的發動機的功率，通常將負載歸類為低慣性和高慣性負載更準確。

　　低慣性負載：包括風扇，離心式風機，旋轉壓縮機，旋轉離心泵等。

　　高慣性負載：包括電梯，單缸和多缸泵，單缸和多缸壓縮機，碎石機及傳送帶等

　　50馬力以上的馬達：大的馬達在轉子靜止或者剛啟動時相當于一個低阻抗的負載，因此有很高的浪涌電流，通常是馬達標稱（運行）電流的6倍。該電流會導致可能會影響其它系統的電壓下降。發電機恢復至正常電壓取決于發電機，馬達，發動機功率（kW容量）以及發電機強制勵磁的能力。根據負載的情況，在不循環啟動時，對發電機的配置應該使其在幾秒鐘內恢復至標稱電壓值。在對馬達的啟動轉矩要求不高時，為了降低馬達的啟動功率（kVA），可以選用多種降壓啟動器。降低馬達起動功率可以減少電壓降，發電機容量，并提供溫和的機械啟動。然而這些啟動方法只能用在低慣性馬達上，除非可以確認啟動時能夠產生足夠的加速轉矩。

　　許多因素會影響發電機的容量。決定發電機裝置容量的參數包括發電機最小負載，最大允許的階梯電壓降和階梯頻率降；高度及溫度，工作方式，燃料，相數，頻率以及電壓。評估軟件，如康明斯電力的GenSize軟件，很大的簡化了這個過程，并且提出了可供了優化發電機配置的方案分析。了解手動計算方法可以幫助工程師理解每個因素對發電機的配置有多大的影響。

　　變頻驅動（VFD）馬達：用以控制感應電機速度的變頻驅動（或者變速）設備是非線性負載，這些負載會導致發電機組的輸出電壓畸變。大的發電機需要防止VFD設備產生的諧波電流引起的過熱，以及通過降低發電機的電抗來降低電壓畸變。例如，VFD負載必須小于機組容量的50%，以限制總的諧波電波在15%以內。

其它負載

　　UPS（不間斷電源）：UPS系統使用可控硅整流器或者其它靜態裝置，將交流電轉換丹田直流電并且給電池充電，是另一種非線性負載。大的發電機需要防止由整流器產生的諧波電流引起的過熱，以及通過降低發電機的電抗來降低電壓畸變。過去存在的發電機與靜態UPS設備的兼容性問題會導致發電機帶此類負載時的容量評估存在一些誤解。多數UPS廠商認識到期此問題。事實上要求UPS設備與發電機組兼容比單純加大發電機組的容量更節省成本。這樣使用UPS的標稱功率來決定發電機組的容量,就可以滿足機組對電池充電的需求,以及UPS滿載情況下的需求。

　　電池充電器類負載：電池充電器是一種非線性負載,發電機容量的需要根據整流器（脈沖）的數量來決定。3脈沖需要配置標稱運行功率的2.5倍的發電機容量，12脈沖需要配置標稱運行功率的1.15倍的發電機容量。這些負載在電信系統中最為常見。

　　醫療影像類負載：包括CAT掃描，MRI及X光設備。為了保證影像質量，在此類負載運行時發電機組的電壓降不應超過10%。照明類負載：除了燈泡的功率外，還應該考慮到鎮流器的功率，以及起動及正常運行時的功率因數。

　　再生類負載：如電梯，起重機及升降機，通常在制動時電源要吸收一部分能量，在市電供電時并不會成為問題，因為市電可以認為可以帶很多負載的不受限制的能源。與之相比，發電機組能夠吸收的能量會小的多，特別是不帶其它負載時。通常再生問題可以通過帶其它可以吸收再生能量的負載來解決。大量的再生類負載會導致發電機組超速和停機。

　　負載順序：多數場合下發電機組被設計成可以同時帶動所有負載。一些場合下，先起動會導致大電流的負載，然后按步驟啟動其它負載—即大馬達優先原則。通常負載的起動順序是10秒鐘內起動緊急及救生類負載，其它負載的起動時間可以長一些?？傊?，按一定順序起動在負載固定時可以減小發電機的容量。當存在循環類馬達負載時，應該按照先起動其它負載，最后起動大的馬達負載的原則來評估發電機組的容量.

未來需求 

　　發電機組評估需要考慮到未來的需求。對電源的需求不是固定的，可能趨于增加。因此，對發電機組的評估需要考慮到未來的系統擴容。即使是用成熟的軟件來計算，仍需要對發電機組的容量根據判斷而作出調節。您對影響發電機組容量的參數知道的越多，作出的判斷就會越合理。