柴油發電機組額定功率與輸出功率
發布時間：2024-03-10 點擊：202
柴油發電機組額定功率與輸出功率
對于一臺柴油發電機組而言，柴油機輸出功率是指它的曲軸輸出的機械功率。柴油機允許使用的最大功率受零部件的機械負載和熱負載的限制，因此需規定允許連續運轉的最大功率，稱為柴油機標定功率。柴油機不能超過標定功率使用，否則會縮短使用壽命，甚至可能造成事故。
一．柴油機的標定功率
按國家標準規定，柴油機銘牌上的標定功率分為下列4類：
1、15min 功率：
即柴油機允許連續運轉15min時能輸出的最大有效功率。是短時間內可能超負載運轉和要求具有加速性能的標定功率，如汽車、摩托車等柴油機的標定功率。
2、1h功率：
即柴油機允許連續運轉1h能輸出的最大有效功率。如輪式拖拉機、機車、船舶等柴油機的標定功率。
3、12h功率：
即柴油機允許連續運轉12h能輸出的最大有效功率。如發電機組、工程機械用的柴油機標定功率。
4、持續功率：
即柴油機允許長時間連續運轉的最大有效功率。
電站用柴油機的功率標定為12h功率。即柴油機在大氣壓力為101.325kpa，環境溫度為20℃，相對濕度為50％的標準工況下，柴油機以額定轉速連續12h正常運轉時，達到的有效功率為柴油機的持續功率，用符號ne表示。
一般來說，柴油機允許連續運行的時間越長，其標定功率相對要小。柴油機按規定的時間在標定工況下工作之后，立即可以發出的最大功率為超負載功率，其大小以額定功率的百分數表示。一般情況下，標定功率為12h功率的柴油機或具有持續功率的柴油機具有超負載功率，其數值可以分別規定為這兩種額定功率的110％，并可在12h運行期間連續運行1h。
圖1 康明斯柴油發電機組設備銘牌
二、交流同步發電機的標定功率
交流同步發電機的標定功率是指在額定轉速下長期連續運轉時輸出的額定電功率，用ph表示。發電機的額定功率類別，通常用工作制類別表示。
gb755（idtlec34-1）對旋轉電機規定了10種工作制。
iso8528-3（gb/t2820.3）規定，對ric發動機驅動的發電機組用發電機，應規定持續定額（工作制s1）或離散恒定負載定額（工作制s10）。
1、s1工作制-連續工作制
保持在恒定負載下運行至熱穩定狀態；
2、s10工作制-離散恒定負載工作制
包括不多于4種離散負載值（或等效負載）的工作制。每一種負載的運行時間應足以使電機達到熱穩定。在一個工作周期中的最小負載可為0。
圖2 斯坦福交流發電機銘牌
三、柴油發電機組的功率標定和修正
在考慮了往復式內燃（reciprocating internal combustion，ric）機、交流（ac）發電機、控制裝置和開關裝置制造商規定的維修計劃及維護方法后，發電機組制造商應按如圖1-7和圖1-10所示確定機組的輸出功率。
在使用時，如果與輸出功率有關的條件不能滿足，發電機組的壽命將縮短。
gb/t 2820.1規定的柴油發電機組4種功率標定描述如下：
（1）持續功率（cop）
持續功率（continuous power，cop）定義：在規定的運行條件下并按制造商規定的維修間隔和方法實施維護保養，發電機組每年運行時間不受限制地為恒定負載持續供電的最大功率，如圖3所示。
圖3 柴油發電機組持續功率（cop）圖解
（2）基本功率（prp）
基本功率（prime power，prp）定義：在規定的運行條件下并按制造商規定的維修間隔和方法實施維護保養，發電機組能每年運行時間不受限制地為可變負載持續供電的最大功率，如圖4所示。
在24h周期內允許的平均輸出功率（ppp）應不大于prp的70％，除非往復式內燃（ric）機制造商另有規定。
注：當要求允許的ppp大于規定值時，可使用持續功率（cop）。
當確定某一變化的功率序列的實際平均輸出功率ppa如圖1-8所示時，小于30％prp的功率應視為30％，且停機時間應不計。
實際的平均功率（ppa）按下式計算：
式中 p1、p2、p；是時間t1、t2、t3、···ti時的輸出功率。
圖4 柴油發電機組基本功率（prp）圖解
（3）限時運行功率（ltp）
限時運行功率（limeitet-time running power）定義：在規定的運行條件下并按制造商規定的維修間隔和方法實施維護保養，發電機組每年供電達500h的最大功率，如圖5所示。
注：按100％限時運行功率（ltp）每年運行時間最多不超過500h。
圖5 柴油發電機組限時運行功率（ltp）圖解
（4）應急備用功率（esp）
應急備用功率（emergeucy spare power，esp）定義：在規定的運行條件下并按制造商規定的維修間隔和方法實施維護保養，當公共電網出現故障或在試驗條件下，發電機組每年運行達200h的某一可變功率系列中的最大功率，如圖6所示。
在24h的運行周期內允許的平均輸出功率（ppp）如圖1-10所示，應不大于esp的70％，除非往復式內燃（ric）機制造商另有規定。
實際的平均輸出功率（ppa）應低于或等于定義esp的平均允許輸出功率（ppp）。
當確定某一可變功率序列的實際平均輸出功率（ppa）時，小于30％esp的功率應視為30％，且不計停機時間。
實際的平均功率（ppa）按上式計算。
圖6 柴油發電機組應急備用功率（esp）圖解
對于同一種發電機組，額定功率類別不同，其大小也不同。所有國家標準以及iso8528-5（gb/t 2820.5）均規定制造商在產品標牌上額定功率前必須標明功率類別，即加詞頭：cop、prp或ltp。這樣表示，既能反映發電機組的實際情況，又便于用戶使用。同樣，用戶在選購機組時，也務請注意功率類別。
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對于一臺柴油發電機組而言，柴油機輸出功率是指它的曲軸輸出的機械功率。柴油機允許使用的最大功率受零部件的機械負載和熱負載的限制，因此需規定允許連續運轉的最大功率，稱為柴油機標定功率。柴油機不能超過標定功率使用，否則會縮短使用壽命，甚至可能造成事故。
一．柴油機的標定功率
按國家標準規定，柴油機銘牌上的標定功率分為下列4類：
1、15min 功率：
即柴油機允許連續運轉15min時能輸出的最大有效功率。是短時間內可能超負載運轉和要求具有加速性能的標定功率，如汽車、摩托車等柴油機的標定功率。
2、1h功率：
即柴油機允許連續運轉1h能輸出的最大有效功率。如輪式拖拉機、機車、船舶等柴油機的標定功率。
3、12h功率：
即柴油機允許連續運轉12h能輸出的最大有效功率。如發電機組、工程機械用的柴油機標定功率。
4、持續功率：
即柴油機允許長時間連續運轉的最大有效功率。
電站用柴油機的功率標定為12h功率。即柴油機在大氣壓力為101.325kpa，環境溫度為20℃，相對濕度為50％的標準工況下，柴油機以額定轉速連續12h正常運轉時，達到的有效功率為柴油機的持續功率，用符號ne表示。
一般來說，柴油機允許連續運行的時間越長，其標定功率相對要小。柴油機按規定的時間在標定工況下工作之后，立即可以發出的最大功率為超負載功率，其大小以額定功率的百分數表示。一般情況下，標定功率為12h功率的柴油機或具有持續功率的柴油機具有超負載功率，其數值可以分別規定為這兩種額定功率的110％，并可在12h運行期間連續運行1h。
圖1 康明斯柴油發電機組設備銘牌
二、交流同步發電機的標定功率
交流同步發電機的標定功率是指在額定轉速下長期連續運轉時輸出的額定電功率，用ph表示。發電機的額定功率類別，通常用工作制類別表示。
gb755（idtlec34-1）對旋轉電機規定了10種工作制。
iso8528-3（gb/t2820.3）規定，對ric發動機驅動的發電機組用發電機，應規定持續定額（工作制s1）或離散恒定負載定額（工作制s10）。
1、s1工作制-連續工作制
保持在恒定負載下運行至熱穩定狀態；
2、s10工作制-離散恒定負載工作制
包括不多于4種離散負載值（或等效負載）的工作制。每一種負載的運行時間應足以使電機達到熱穩定。在一個工作周期中的最小負載可為0。
圖2 斯坦福交流發電機銘牌
三、柴油發電機組的功率標定和修正
在考慮了往復式內燃（reciprocating internal combustion，ric）機、交流（ac）發電機、控制裝置和開關裝置制造商規定的維修計劃及維護方法后，發電機組制造商應按如圖1-7和圖1-10所示確定機組的輸出功率。
在使用時，如果與輸出功率有關的條件不能滿足，發電機組的壽命將縮短。
gb/t 2820.1規定的柴油發電機組4種功率標定描述如下：
（1）持續功率（cop）
持續功率（continuous power，cop）定義：在規定的運行條件下并按制造商規定的維修間隔和方法實施維護保養，發電機組每年運行時間不受限制地為恒定負載持續供電的最大功率，如圖3所示。
圖3 柴油發電機組持續功率（cop）圖解
（2）基本功率（prp）
基本功率（prime power，prp）定義：在規定的運行條件下并按制造商規定的維修間隔和方法實施維護保養，發電機組能每年運行時間不受限制地為可變負載持續供電的最大功率，如圖4所示。
在24h周期內允許的平均輸出功率（ppp）應不大于prp的70％，除非往復式內燃（ric）機制造商另有規定。
注：當要求允許的ppp大于規定值時，可使用持續功率（cop）。
當確定某一變化的功率序列的實際平均輸出功率ppa如圖1-8所示時，小于30％prp的功率應視為30％，且停機時間應不計。
實際的平均功率（ppa）按下式計算：
式中 p1、p2、p；是時間t1、t2、t3、···ti時的輸出功率。
圖4 柴油發電機組基本功率（prp）圖解
（3）限時運行功率（ltp）
限時運行功率（limeitet-time running power）定義：在規定的運行條件下并按制造商規定的維修間隔和方法實施維護保養，發電機組每年供電達500h的最大功率，如圖5所示。
注：按100％限時運行功率（ltp）每年運行時間最多不超過500h。
圖5 柴油發電機組限時運行功率（ltp）圖解
（4）應急備用功率（esp）
應急備用功率（emergeucy spare power，esp）定義：在規定的運行條件下并按制造商規定的維修間隔和方法實施維護保養，當公共電網出現故障或在試驗條件下，發電機組每年運行達200h的某一可變功率系列中的最大功率，如圖6所示。
在24h的運行周期內允許的平均輸出功率（ppp）如圖1-10所示，應不大于esp的70％，除非往復式內燃（ric）機制造商另有規定。
實際的平均輸出功率（ppa）應低于或等于定義esp的平均允許輸出功率（ppp）。
當確定某一可變功率序列的實際平均輸出功率（ppa）時，小于30％esp的功率應視為30％，且不計停機時間。
實際的平均功率（ppa）按上式計算。
圖6 柴油發電機組應急備用功率（esp）圖解
對于同一種發電機組，額定功率類別不同，其大小也不同。所有國家標準以及iso8528-5（gb/t 2820.5）均規定制造商在產品標牌上額定功率前必須標明功率類別，即加詞頭：cop、prp或ltp。這樣表示，既能反映發電機組的實際情況，又便于用戶使用。同樣，用戶在選購機組時，也務請注意功率類別。
柴油發電機組配件之一減震墊的作用
大型汽輪發電機出租定子端部防暈材料和結構的研究
柴油發電機組控制器及傳感器知識要點
星級酒店配備柴油發電機組的重要性
柴油機和發電機大修步驟及內容
柴油發電機組預熱裝置
柴油發電機組開箱注意事項
使用過程中發電機組為什么會進水?電機機體漏油怎么辦?