1 柴油發(fā)電機(jī)機(jī)組功率的標(biāo)定
柴油發(fā)電機(jī)組是由內(nèi)燃機(jī)和同步發(fā)電機(jī)組合而成的,內(nèi)燃機(jī)允許使用的最大功率受零部件的機(jī)械負(fù)荷和熱負(fù)荷的限制,因此,需規(guī)定允許連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的最大功率,稱為標(biāo)定功率。內(nèi)燃機(jī)不能超過標(biāo)定功率使用,否則會(huì)縮短其使用壽命,甚至可能造成事故。
1.1柴油機(jī)的標(biāo)定功率
國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,在內(nèi)燃機(jī)銘派上的標(biāo)定功率分為下列四類:
、15min功率:即內(nèi)燃機(jī)允許連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)15min的最大有效功率。
、1h功率:即內(nèi)燃機(jī)允許連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)1h的最大有效功率。
、12h功率:即內(nèi)燃機(jī)允許連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)12h的最大有效功率。
、瘸掷m(xù)功率:即內(nèi)燃機(jī)允許連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的最大有效功率。
對(duì)于一臺(tái)機(jī)組,柴油機(jī)輸出的功率是指它的曲軸輸出的機(jī)械功率。民用柴油機(jī)的功率標(biāo)定為12h功率,即柴油機(jī)在大氣壓力為101.325kPa,環(huán)境氣溫為20℃,相對(duì)濕度為50%的標(biāo)準(zhǔn)工況下,柴油機(jī)以額定轉(zhuǎn)速連續(xù)12h正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)達(dá)到的有效功率。
1.2交流同步發(fā)電機(jī)的額定功率
交流同步發(fā)電機(jī)的額定功率是指在額定轉(zhuǎn)速下長期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)輸出的額定功率。
根據(jù)機(jī)組的運(yùn)行環(huán)境和技術(shù)要求,機(jī)組輸出的額定功率由下式進(jìn)行計(jì)算:
PH=K1.η(K2K3NeH-NP)(kW)
式中:
PH-同步交流發(fā)電機(jī)輸出的額定功率(kW);
NeH-柴油機(jī)輸出的額定功率(ps);
K1-單位變換系數(shù)(即kW/ps)K1=0.736;
K2-柴油機(jī)功率修正系數(shù);
K3-環(huán)境條件修正系數(shù);
η-同步交流發(fā)電機(jī)的效率;
NP-柴油機(jī)風(fēng)扇及其他輔助件消耗的機(jī)械功率(ps)。
通常我們把柴油機(jī)輸出額定功率(PS)與同步交流發(fā)電機(jī)輸出的額定功率(kW)之比稱為匹配比,用K表示,即:
K=NeH/PH
K值的大小受當(dāng)?shù)卮髿鈮毫、環(huán)境、溫度和相對(duì)濕度等多種因素的影響,對(duì)于在平原上使用的一般要求的機(jī)組,通常K值取1.6;對(duì)于使用要求較高的機(jī)組K值取2。
2 UPS電源和發(fā)電機(jī)組的輸出功率匹配關(guān)系
UPS電源進(jìn)入由柴油發(fā)電機(jī)組供電時(shí)所帶來的特殊問題之一是:由于柴油發(fā)電機(jī)組所送出的電源本身不但電壓畸變大(波形失真大),并且,它的內(nèi)阻遠(yuǎn)比市電電力電網(wǎng)的內(nèi)阻大。此外,隨著柴油發(fā)電機(jī)機(jī)組的額定輸出的功率容量的減少,其內(nèi)阻增大的矛盾顯得更加突出。當(dāng)我們用柴油發(fā)電機(jī)帶電阻性負(fù)載時(shí),其影響不宜察覺,然而,如果我們用柴油發(fā)電機(jī)來帶
整流濾波型負(fù)載(例如:計(jì)算機(jī)和通訊設(shè)備、日光燈、各種可控柜相移調(diào)速和調(diào)控設(shè)備)時(shí),往往會(huì)遇到很大的麻煩。其原因是上述非線性負(fù)載會(huì)向柴油發(fā)電機(jī)組反射大量的高次諧波電流,其中尤以5次和11次諧波等對(duì)柴油發(fā)電機(jī)的運(yùn)行危害更為嚴(yán)重。
按照UPS的設(shè)計(jì)慣例。目前的UPS電源,由于它們所采用的輸入“整流濾波器”的結(jié)構(gòu)不同,發(fā)射到發(fā)電機(jī)的電流諧波分量的次數(shù)及大小會(huì)有很大的差別?赡軐(duì)發(fā)電機(jī)的正常運(yùn)行產(chǎn)生最大負(fù)面影響的諧波電流分量呈現(xiàn)“負(fù)序電流”工作特性的5次和11次電流諧波分量;谏鲜鲈,當(dāng)用戶所選用的發(fā)電機(jī)為“四沖程”的發(fā)電機(jī)組時(shí),為確保發(fā)電機(jī)可靠地驅(qū)動(dòng)后接的UPS供電系統(tǒng),所需要選擇的發(fā)電機(jī)的額定輸出功率同UPS的標(biāo)程輸出功率的比值(目前比較通用的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù))為:
采用6脈沖整流技術(shù)的UPS:
Pg=2.5-3Pu;
采用12脈沖整流技術(shù)的UPS:
Pg=1.6-2.2Pu;
采用高頻脈寬調(diào)制整流技術(shù)的UPS:
Pg=1.5-2.4Pu;
采用單相整流技術(shù)的單相UPS:Pg=3-4Pu;
采用輸入濾波器+6脈沖整流技術(shù)的UPS:
Pg=1.8-2.3Pu;
采用輸入濾波器+12脈沖整流技術(shù)的UPS:
Pg=1.5-2Pu;
其中的Pg代表發(fā)電機(jī)的標(biāo)稱輸出功率,Pu代表UPS的標(biāo)稱輸出功率。
綜上所述,為了降低投資成本,就應(yīng)設(shè)法降低發(fā)電機(jī)的容量UPS容量的比值,其辦法有兩種:
⑴選擇輸出電壓動(dòng)態(tài)特性好的發(fā)電機(jī)組;
⑵選用諧波電流分量反射小的UPS供電系統(tǒng)。