康明斯发电机组功率现场条件的修正

    在非额定现场条件和特殊负载的情况下, 康明斯发电机组的额定功率需要修正。

1 环境温度的功率修正

    当环境温度过高时, 空气密度降低, 柴油机燃烧时氧气量减少, 燃烧效率降低, 因而会降低柴油机的机械输出功率; 同时发电机工作时需要冷空气对绕组进行冷却, 在环境温度过高时, 冷却效果降低, 发电机绕组内部温度升高, 为保证发电机的绕组温度在允许范围内也要降低发电机的输出功率。

    各品牌柴油机和发电机的输出功率受环境温度影响的功率修正, 由于设计的不同, 其修正的参数也不一致; 同一品牌, 不同型号、不同调速系统, 其修正的参数也有区别。一般要以原柴油机生产厂家的修正参数为准, 通常可按照环境温度超过40℃时每升高5℃, 输出功率下降3 %~ 4 % 来进行功率损失的计算。但要注意的是有些厂家的机组标称功率是基于环境温度25℃时的输出功率。

2 海拔高度的功率修正

    当海拔高度升高时空气密度也会降低, 同样影响柴油机和发电机的输出功率。不同品牌的柴油发电机组要参考厂家的功率修正曲线来计算降容后的实际功率, 通常可按照海拔高度超过1000m时每升高500m输出功率下降4 %~5 % 来进行功率损失的计算, 但要注意的是有些厂家的机组标称功率是基于海拔高度300m时的输出功率。电子喷油柴油机采用了电子喷油控制技术, 通过对安装在柴油机上一系列的传感器检测到的柴油机各种数据来精确地控制每个喷油器的喷油正时和喷油量。由于电子控制单元通过对进气岐管的进气压力、燃油温度的精密测量, 并以此来控制喷油正时和喷油量, 使得电子喷油柴油机在高海拔地区和高温度环境下有更低的功率下降。所以在高海拔地区和高温度环境下选用电子喷油的机组能获得更大的输出功率和经济性。

3 非线性负载的功率修正

    非线性负载含有感性、容性等元器件的负载均为非线性负载, 如机房空调、不间断电源 UPS、灯具调光系统和整流滤波器设备等。这种负载通常在通信、网络数据中心、数据交换中心、金融结算中心、机场跑道的照明调光和重要系统调度中心等关键部门的应用极为广泛。

    非线性负载会向柴油发电机组反射大量的高次谐波, 其中以5次和7次谐波危害最严重, 尤其是非线性负载较大而发电机组容量又较小时这种危害就更明显, 其后果将出现机组的谐振、稳定时间延长和负载设备误动作, 严重时会损坏AVR和负载设备。这一问题在机组的选型过程中经常未引起足够的重视( 由于在用市电供电时影响不大) , 最终待到运行时才发现无法正常工作, 造成无法挽回的损失。

    直接启动的机房空调因感应电动机直接起动时起动电流为正常电流的6~ 7 倍, 而且功率因数很低, 电动机起动瞬间发电机的端电压会下降到低于正常值80 %以下, 从而影响其他负载的供电。

4 加负载的功率修正

    对于自然进气的机组, 其最大允许的一次加载量等于使用功率。采用涡轮增压技术后, 发动机的功率有了明显的提高, 但突加负载的能力却有所下降。当增压比越高时, 突加负载能力的下降也越明显。涡轮增压对突加负载的影响, 主要是因为涡轮增压柴油机的功率有相当一部分是通过涡轮增压来实现的, 而涡轮增压值主要取决于发动机发出的功率和转速。当发动机处于空载时, 增压压力很低( 或者说接近非增压状态) , 此时,按增压机额定状态下的功率加载( 或者加较大的负载) , 相当于对非增压机瞬态突加超过额定功率的负载, 结果或是突加载荷失败, 或是转速下降超过限值,或是恢复时间较长, 这都会影响机组的供电性能。