1 柴油發(fā)電機機組功率的標定
柴油發(fā)電機組是由內(nèi)燃機和同步發(fā)電機組合而成的,內(nèi)燃機允許使用的最大功率受零部件的機械負荷和熱負荷的限制,因此,需規(guī)定允許連續(xù)運轉(zhuǎn)的最大功率,稱為標定功率。內(nèi)燃機不能超過標定功率使用,否則會縮短其使用壽命,甚至可能造成事故。
1.1柴油機的標定功率
國家標準規(guī)定,在內(nèi)燃機銘派上的標定功率分為下列四類:
、15min功率:即內(nèi)燃機允許連續(xù)運轉(zhuǎn)15min的最大有效功率。
、1h功率:即內(nèi)燃機允許連續(xù)運轉(zhuǎn)1h的最大有效功率。
、12h功率:即內(nèi)燃機允許連續(xù)運轉(zhuǎn)12h的最大有效功率。
、瘸掷m(xù)功率:即內(nèi)燃機允許連續(xù)運轉(zhuǎn)的最大有效功率。
對于一臺機組,柴油機輸出的功率是指它的曲軸輸出的機械功率。民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(huán)境氣溫為20℃,相對濕度為50%的標準工況下,柴油機以額定轉(zhuǎn)速連續(xù)12h正常運轉(zhuǎn)時達到的有效功率。
1.2交流同步發(fā)電機的額定功率
交流同步發(fā)電機的額定功率是指在額定轉(zhuǎn)速下長期連續(xù)運轉(zhuǎn)時輸出的額定功率。
根據(jù)機組的運行環(huán)境和技術(shù)要求,機組輸出的額定功率由下式進行計算:
PH=K1.η(K2K3NeH-NP)(kW)
式中:
PH-同步交流發(fā)電機輸出的額定功率(kW);
NeH-柴油機輸出的額定功率(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)電機的效率;
NP-柴油機風(fēng)扇及其他輔助件消耗的機械功率(ps)。
通常我們把柴油機輸出額定功率(PS)與同步交流發(fā)電機輸出的額定功率(kW)之比稱為匹配比,用K表示,即:
K=NeH/PH
K值的大小受當?shù)卮髿鈮毫Αh(huán)境、溫度和相對濕度等多種因素的影響,對于在平原上使用的一般要求的機組,通常K值取1.6;對于使用要求較高的機組K值取2。
2 UPS電源和發(fā)電機組的輸出功率匹配關(guān)系
UPS電源進入由柴油發(fā)電機組供電時所帶來的特殊問題之一是:由于柴油發(fā)電機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)阻遠比市電電力電網(wǎng)的內(nèi)阻大。此外,隨著柴油發(fā)電機機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。當我們用柴油發(fā)電機帶電阻性負載時,其影響不宜察覺,然而,如果我們用柴油發(fā)電機來帶
整流濾波型負載(例如:計算機和通訊設(shè)備、日光燈、各種可控柜相移調(diào)速和調(diào)控設(shè)備)時,往往會遇到很大的麻煩。其原因是上述非線性負載會向柴油發(fā)電機組反射大量的高次諧波電流,其中尤以5次和11次諧波等對柴油發(fā)電機的運行危害更為嚴重。
按照UPS的設(shè)計慣例。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)電機的電流諧波分量的次數(shù)及大小會有很大的差別?赡軐Πl(fā)電機的正常運行產(chǎn)生最大負面影響的諧波電流分量呈現(xiàn)“負序電流”工作特性的5次和11次電流諧波分量;谏鲜鲈,當用戶所選用的發(fā)電機為“四沖程”的發(fā)電機組時,為確保發(fā)電機可靠地驅(qū)動后接的UPS供電系統(tǒng),所需要選擇的發(fā)電機的額定輸出功率同UPS的標程輸出功率的比值(目前比較通用的經(jīng)驗數(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)電機的標稱輸出功率,Pu代表UPS的標稱輸出功率。
綜上所述,為了降低投資成本,就應(yīng)設(shè)法降低發(fā)電機的容量UPS容量的比值,其辦法有兩種:
、胚x擇輸出電壓動態(tài)特性好的發(fā)電機組;
⑵選用諧波電流分量反射小的UPS供電系統(tǒng)。