柴油发电机组电能品质稳态指标

摘要：康明斯发电机组作为应急或常载供电装备，应该向用电负荷供应符合要求的电气性能。康明斯发电机组的电气性能指标不仅是衡量发电机组供电品质的标准，也是正确维保和修复发电机组的具体参数依据。因此，对于柴油发电机选定用户和维修人员来说，必须领会发电机组的主要电气性能指标。其定义是

② 额定频率（Rated Frequency）：柴油发电机组以额定速度运行时的电压频率，叫额定频率。在我国，通常用电装备要点的额定频率为50Hz（工频），特殊用电装备要求的额定频率为400Hz或800Hz（中频）。普通发电机组只能发出一种频率的交流电；特殊发电机组可同时发生两种不同频率的交流电。

③ 额定转速（Rated Speed）：目前，中小型柴油发电机组的额定速度通常为1500r/min。随着柴油机组成的改良和制造工艺水平的提高，发电机组的额定速度会逐步提升。

④ 额定电压（Rated Voltage）：康明斯发电机组以额定转速运行时的空载电压称为其额定电压。通常，单相柴油发电机组的额定电压为230V（220V），三相柴油发电机组的额定电压为400V（380V）。

⑤ 额定电流（Rated Current）：发电机组输出额定电压和额定容量（或额定功率）时的输出电流称为额定电流，单位为安培（A）。

⑥ 额定功率/额定功率（Rated Capacity/Rated Output）：柴油发电机组的额定电压和额定电流之积称为发电机组的额定功率，单位为伏安（V·A）或千伏安（kV·A）。发电机组铭牌上一般标出的是额定功率，额定功率等于额定功率与额定功率因数之积，或者等于额定电压、额定电流和额定功率因数三者之积，单位是瓦（W）或千瓦（kW）。

⑦ 较大输出容量/较大输出容量（Max Capacity/Max Output）：允许发电机组短时间超载运转时的输出容量（输出容量），一般为额定输出功率（输出功率）的110％。

⑧ 额定容量因数（Rated Factor）：发电机组的额定输出容量（有功容量）与额定容量（视在功率）之比称为发电机组的额定功率因数。当发电机组容量一定期，其功率因数越高，则其输出的有功容量就越多，发电机组的利用率也越高。通常情形下，发电机组的功率因数不允许低于0.8。

发电机组稳定运转时，其空载电压应能在一定范围内调整，这是由于发电机组与用电设备之间有一定的电缆电压降，发电机组应保证在一定的负荷下，输出电缆末端仍具有正常的作业电压。通常情况下，空载电压整定范围应不小于额定电压的95％～105％康明斯发电机组官网。

当环境温度和发电机组本身的温度升高时，发电机铁芯的磁导率下降，绕组的直流电阻增加，电路元件数据会发生变化，从而导致发电机组输出电压的变化，这种情形叫作电压热偏移。通常，用温度升高所引起的发电机组电压变化量占额定电压的百分数来表示发电机组的电压热偏移，通常不允许超过2％。

发电机组输出电压的理想波形应为正弦波，但其实际波形不是真正的正弦波，它既含有基波，又含有三次及三次以上的高次谐波，三次谐波励磁的发电机组尤为严重。各次谐波有效值的均方根值与基波高效值的百分比叫作电压波形畸变率。通常情况下国产十大品牌发电机**，发电机组空载额定电压波形畸变率应小于10％。电压波形畸变率过度，会使发电机发烫严重，温度升高而事故发电机的绝缘，危害发电机组的正常作业性能。

稳态电压调节率是指发电机组在负载变化前后，发电机组的稳定电压相对发电机组在空载时额定电压的偏差程度，用百分比来表示。即：发电机组输出电压与额定电压之差与额定电压之比的百分数。其数学表达式如下：

式中，U1为发电机组在负荷渐变和突变后的稳定电压，取各读数中（相对于U差值大）的较大值或较小值，V；U为发电机组的（空载）额定电压，V。

稳态电压调节率是衡量发电机组端电压稳定性的重要指标，稳态电压调整率越小，说明负载的变化对发电机组端电压的影响越小，发电机组端电压的稳定性越高。

稳态电压调节率在不一样负载情况下各不相同。在感性负荷时，负载变化后的稳定电压低于空载额定电压；在容性负载时，负载变化后的稳定电压高于空载额定电压。而这种相对于空载额定电压的偏差大小取决于励磁调整器的调节能力，调整能力愈强则其偏差值愈小，稳态电压调节率也越小，发电机组的端电压越稳定。

稳态频率调节率是指负荷变化前后，发电机组的稳定频率相对发电机组在空载时额定频率的偏差程度，用百分比来表示。即：发电机组输出频率与额定频率之差与额定频率之比的百分数。其数学表达式如下：

式中，f1为负载渐变和突变后的稳定频率，取各读数中（相对于f差值大）的较大值或较小值康明斯发电机配件厂家，Hz；f为额定频率，Hz。

稳态频率调节率越小，说明负载变化时频率越稳定。稳态频率调整率与发动机的调速性能有关，调速器的调节能力越强，则负载变化时频率越稳定。

在负载不变时，因为发电机励磁机构不稳定和发动机速度的波动，发电机组的输出电压也要产生波动。因此，相应地提升发电机励磁调整器和发动机调速器的调整性能，可以减轻发电机组电压的波动。电压波动率计算公式：

式中，uBzmax和u Bzmin分别为同一次观测时间内（一次观测时间为1min）电压的较大值和较小值，V。

在负荷不变时，由于发电机组内部起因，发电机组的频率也要产生波动。发电机组频率的波动详细是由发动机调速板的不稳定和发动机曲轴的不均匀旋转造成的。因此，相应提升发动机的性能及其速度控制器的调节性能，可以减轻发电机组频率的波动。频率波动率计算公式：

式中，fBmax和fBmin分别为同一次观测时间内（一次观测时间为1min）频率的较大值和较小值，Hz。

三相不对称负载在发电机组运转中有可能会产生，特别是负载中有较多的单相负荷时，因为接线不合理，也会造成三相负载不对称。不对称负荷将致使发电机三相绕组所供给的电流不平衡，使发电机线电压间产生偏差，同时使发电机过热和震动，对用电设备也是不利的，例如对三相异步电动机，将发生对转子起制动用途的反向旋转磁场。因此规定发电机组在一定的三相对称负载下，在其中任一相上再加25％标定相容量的电阻性负载，但该相的总负载电流不超过额定值时，应能正常工作。线电压不平衡度计算公式：

容量小于62.5kVA的机组，其线电压的电话谐波因数（THF）应不大于8%。 容量不小于62.5kVA的机组，其线电压的电话谐波因数（THF）应不大于5%。

有要求时，两台类型规格相同的三相机组在20%～100%总额定功率范围内应能稳定地并联运转，且可平稳地转移负荷的有动容量和无功容量，其有功容量和无功功率的分配差度应不大于10%。

对于容量不大于250kW的机组噪音声压级平均值应不大于102dB（A），对容量大于250kW的机组和操作增压柴油机的机组，其噪声声压级由有限公司产品规范规定。