柴油（yóu）發電機組的技術應用與發展

柴油發電機組的應用曆史要比UPS長得多。它一直是市電缺失時，對交流用電設備提供電能的發電設備。隨著信（xìn）息化社會的建設，柴油發電機組也從其傳統的應用領域邁入這個廣闊的天地;它（tā）與UPS相輔相成構成的不間斷供（gòng）電係統，滿足了信息設備（bèi）對電源高可靠、高質量的要求，並且得到廣泛地應用。柴（chái）油發電機組從而更受到電源（yuán）領域的技術（shù）人員和眾多使用者（zhě）的關（guān）注。為此，機（jī）房360采訪了柴油發電機組技術專家，以了解這個行業領域的概況。

張振毅，航天科技集團710研（yán）究（jiū）所高級工程（chéng）師。長（zhǎng）期從事柴油發電機組的研究與技術工作,具有深厚的理論基礎和豐富的（de）實踐經驗。現為（wéi）中國電源學（xué）會交流電源專業委員會專家組成員。

航（háng）天科技（jì）集團710研究（jiū）所高級工程師張振毅

請（qǐng）談談什麽是柴油發電機組（zǔ），它們都有哪些（xiē）用途?

張振毅：以燃燒油料(汽油（yóu）或柴油)所產生的熱能轉換為機械能的內燃機為動力，帶動可將機械能轉換為電能的發電機發出電力的（de）設備，統稱為油機發電（diàn）機組。燃燒汽油的發電機組稱為（wéi）汽油發（fā）電機組，它們的（de）輸出電壓以220V單相為（wéi）主，功率在0.5～10KW左右。體積小巧而靈便。燃燒柴油的發（fā）電機組就是柴油發電機組，它們的輸出電壓以380V三相為主，功率在（zài）10KW～2500KW左右。就電（diàn）源領（lǐng）域而言，主要使用的是它們。

與大型電廠的（de）發電機相比;柴油發電機組體積小自成一（yī）體，裝上（shàng）車可方（fāng）便地移動、操作容易，可隨（suí）時起動、它（tā）發出的電能與市電性質一樣，可以直接帶（dài）動用電設備。由於這些特點，使（shǐ）柴油（yóu）發電機（jī）組在（zài）國民經濟的許多部門和社會生（shēng）活的很多方麵早就有著（zhe）廣泛的用途;凡是市電電力網還未到（dào）達或供電保障不太可靠的地區，基本上都用柴油發電機組發電來解決用電設備或生活的需求。

網絡、通信、傳媒等這些信息化社會核心（xīn）領域的關鍵硬件都離不開不間斷電源。UPS和柴油發電機組的聯合係統，是現（xiàn）代信息（xī）領域對電源的最佳選擇。由此，柴油發電（diàn）機組也從早已形成的應用（yòng）範疇拓展（zhǎn）了新的用武之地。

那麽柴油發電（diàn）機組（zǔ）在我國的應用曆史和情況如何呢?

張振毅：二十世紀初外國殖民（mín）者把油機發電機組帶入我國。抗戰前期，上海已有了（le）用國外的內燃機和發（fā）電（diàn）機（jī）組裝油機發電機組的工廠。產品主要用於軍事和艦船（chuán）的修（xiū）造。解（jiě）放後，作為國民經濟基礎產業的內燃機製造業和發電機（jī）製造業（yè）蓬勃發展。五、六十年代，我國已形成了製造（zào）汽油（yóu）發電機組和柴油發電機組的產業集群，並且製定了國家（jiā）及企業的相關技術標準。所生產的柴油發電機組在工、農業及國防、交通（tōng）、通信等建設（shè）中起到重要作用。

改（gǎi）革開放三十多年來（lái），就像我國經濟幾乎每年都（dōu）以兩位數的比例增長一樣，柴油發電機組（zǔ）從其研發、製造技術到產（chǎn）品銷量也一路飛揚。它們除了繼續在傳（chuán）統的應（yīng）用部門承擔重任外，還以其特色躋身於信息產（chǎn）業，並發揮（huī）著重（chóng）大作用。據業內資深人士估測;現在國內用戶柴油發電機組的保有量已突破一百萬台。

那麽柴油發電機組技（jì）術的現代發展狀（zhuàng）況如何?

張振毅：我（wǒ）國早已（yǐ）建立的（de）柴油發電機組生產體係其（qí）產品係列完備，質（zhì）量上乘。雖然在整體技術水平上與世界一流產品還有距離，但在那個時代還是滿足了經濟建設對它的需求。改革開放後，通過引進、吸收（shōu）國外先進的（de）設計理（lǐ）念和製造技術，使（shǐ）柴油發電機組技術指（zhǐ）標和質量有了很大的提高（gāo）。也出現了具有自主知（zhī）識產權的（de）新設計、新（xīn）工藝和（hé）智能化的加工中心。柴油發（fā）電機組（zǔ）係列產品還獲得了逐年（nián）增長的出口訂單。

我國也鼓勵國外的柴油發電機組企業（yè）進來（lái）建立獨資、合資公司。它們的到來雖然（rán）加劇了（le）柴油發電機組市場的競爭程度，但也（yě）直接把國外的先進技術、製造（zào）工藝（yì）帶進我國。使國內柴油發電機組製造領域的發展得到促進。

發展低碳（tàn）經濟，勵行節能減排。對柴油發電機組製造領域尤為（wéi）重要，需（xū）做的事還很多。就柴油發動機而言;使單位油（yóu）耗轉換成更大的動（dòng）能、再減少排出（chū）廢氣中有（yǒu）害（hài）物質的含量、繼續降低（dī）發動機的噪聲（shēng），是（shì）其改進的重點。經過不斷地研（yán）發和實踐，進氣增壓、中冷技術、共（gòng）軌式燃油噴射係統、電子調（diào）速、電（diàn）子控製等先進成果（guǒ）被廣泛采用。再加之高精度智能化加工中心已成為製造過程的主（zhǔ）體。現代，柴油發動機的有（yǒu）效效率可達87%左右。滿負荷下油耗低到（dào）每千瓦時191～199克。排出廢氣中有害物質含量大為降低，例如NO氧化氮類，每立方米小於2千毫克，符合歐Ⅲ排放標準。同等功率的（de）中、大型柴油發動機的運（yùn）行噪聲也比從前降低了5～6分貝（bèi）。

發展和創新理念（niàn）也深入柴油發（fā）電機組的技術領域;現（xiàn）在已有燃汽（qì）輪機發電機組和燃燒天然（rán）氣的內燃機（jī）發電機組，可輸（shū）出10KV高電壓（yā）的發電機（jī）組也已形成產品。從部件到整機，新的（de）探索及成果還在不斷湧現。

目前，在國家拉閘限電的情況（kuàng）下，柴油發電機組的市場銷售狀況如何?

張振（zhèn）毅：可以說目前是供（gòng）求兩旺。柴油發電機組市場品種齊全，型號、係列完備（bèi）。形成了國產、合資、純進口品牌的三足鼎立形勢;國產品牌的柴油發電機組物美價廉、質量（liàng）上乘（chéng）、零部件保障有（yǒu）力（lì）。洋品牌製造精（jīng）良、智能化程度高。夾在中間的合資品牌，常以其產品性能（néng）價格比好（hǎo）吸引客戶。市場上，價格戰是（shì）經常出現（xiàn）的（de）遊戲。激烈的競爭給客戶帶來了好處;與（yǔ）十年（nián）前相比，同類型（xíng）的柴油發電機組的價格平均下降了10%～20%。

柴油發（fā）電機組一般都有哪些重（chóng）要的技術指標?

張振毅：用戶看重的是（shì）柴（chái）油發電機組能（néng）在需要時即刻起動，並向負荷供出優良的電能。為（wéi）此所關注的重（chóng）要技術指標;一（yī）是柴油發電機組帶較重負荷（hé）時（shí）或已帶負荷量發生變化時，它的輸出電（diàn）壓會因（yīn）此變化成一個新的值，把這個變化時間定義為電壓穩定時間Su。它越小說明機組（zǔ）對負荷變化的（de）響應能力越強，一般Su是0.5～3秒。再用變化成的新值與空載時輸出電壓整定值(380V或400V)的差除以輸出電壓整定值的百分數作為（wéi）穩態電壓（yā）調整（zhěng）率δu，它表示（shì）機組（zǔ）對負荷變動引起的（de）輸出電壓變化的（de）調節功能。δu通常在±3～±5%之間。在帶負荷或其變（biàn）化時，Su和δu都為零是理想狀態，柴油（yóu）發電機組力求它們的值最小。

二是表示柴油發電機組在以上條件（jiàn）下，它的（de）輸出電壓頻率隨負荷變化的狀況。定義了頻率穩定時（shí）間St和穩態頻率調整率（lǜ）δf兩個參數。它們也是越小越好，說明（míng）機組對因負（fù）荷變化（huà）而引起頻率變化（huà）的響應和調控能力。St的範（fàn）圍是2～7秒，δf在0.5～5%之間（jiān）。

三是柴油發動機的有效燃料消耗率ge和有（yǒu）效效（xiào）率ηe。前者定義為一小（xiǎo）時內輸出每千瓦有效功率，內燃機所消（xiāo）耗（hào）的燃油量。這是（shì）個衡量柴（chái）油發動機（jī）耗油量的重要指標，ge通常（cháng）在（zài）220～285克之間。後（hòu）者定義為轉（zhuǎn）變一千（qiān）瓦時有效功的熱量與完成一千瓦時有效功所（suǒ）消耗熱量的比。ηe的值一般是0.7～0.85。它表明了（le）柴油發動（dòng）機的（de）有效效率（lǜ），越大越好（hǎo）。

那麽，用戶在選購柴油發電機組時需考慮些什麽?

張振（zhèn）毅：首先計劃要讓柴油發電機組帶多少現有（yǒu）的和擬擴充的負荷，這就確（què）定了（le）所需機組的輸出功率。柴油（yóu）發電機組（zǔ）的輸出功率都以額定有功（gōng）功（gōng）率KW示（shì）值，而有（yǒu）的也標注視在功率KVA,發電機（jī）的功率因數（shù）通常都以0.8設計，所以KW是KVA的0.8。上麵提到的技（jì）術指標是評價柴油發電機組的客觀（guān）依據，要認真分析、比較。還要（yào）考慮當（dāng）地的海拔高度、常年氣候變（biàn）化情況、噪聲對環境的（de）影響（xiǎng）等自然狀況。選擇性價比（bǐ）最好（hǎo）的產品滿足需（xū）要。

請談一下UPS係統與柴油發電機組配接的問題。

張振毅：主（zhǔ）要是UPS輸入電流中的高次（cì）諧波分量問題。它的前級整流器（qì）產生的高（gāo）次諧波電流，隨輸入電流進入為其供電機組中同步發電機的電樞繞組，並幹擾電樞磁場。使發電機輸出的電壓波形發生畸變，也出現高次諧波分（fèn）量。這（zhè）樣（yàng）的電壓供給UPS，如果其中的高次諧波分量足以幹擾破壞UPS跟蹤輸（shū）入電壓的鎖（suǒ）相電路的工作（zuò），則UPS就無法轉逆變器輸出。它與柴油發電機組因此配接不上。當然，選用比UPS輸出功率（lǜ）大幾倍的柴油發電機組，使其同步發電機的強大電樞磁場受高次（cì）諧波電流的幹擾相對變小，進而使輸出電壓（yā）中（zhōng）的高次諧波分量降低以（yǐ）解決與UPS的配（pèi）接，是一個辦（bàn）法，但太不經濟。較（jiào）好（hǎo）的做法是（shì）選用前（qián）級是有（yǒu）源功率因數校正電（diàn）路PFC的或（huò）IGBT整流器的（de）UPS產品。它們的輸入（rù）電（diàn）流諧波分量都（dōu）小於5%，非常有利於與柴油發（fā）電機組的配接。對於已安裝（zhuāng）的UPS,可在其帶載工作時用電能質量分析儀檢測輸入電流（liú）各高次諧波（bō）分（fèn）量的大小，對診以無源濾波器盡（jìn）量濾去幹擾大的諧波（bō）分量，以（yǐ）實現與柴油發電機組的配接。

作（zuò）為用戶，怎樣做好柴油發電機組的使用和維護工作?

張振毅：認真閱讀所安裝的（de）柴油（yóu）發電機組的（de）隨機技術（shù）手冊，熟悉其性能和技術指標，領（lǐng）會並掌握使用和維護要領。再根據機組的規範及（jí）應用狀況，建立一套使用與維護製度並嚴格履行，是做好柴（chái）油（yóu）發電（diàn）機（jī）組的使用和維護工作的保障。

就（jiù）電源領域而（ér）言，柴油發電（diàn）機組都是當作後備電（diàn）源（yuán），在市電中斷時才要它發電。可謂（wèi）“養兵千日，用在一時”。因此（cǐ）日常工作尤為重（chóng）要（yào）;柴油和潤滑油油路、進氣與排氣氣路、冷卻（què）水水（shuǐ）路、起動電池狀況、控製櫃的工作等都要按製度和規範仔細保養、維（wéi）護，使（shǐ）柴油發電機組處於（yú）良好的（de）狀態之中（zhōng）。

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