发电机组设计手册(全面)

沃尔奔达设计手册1一、概述1、本设计手册范围本手册适用于沃尔奔达（VeryPower）柴油发电机组的安装指南。在设计和安装柴油发电机组之前，请仔细阅读本手册，详细了解设备情况，只有正确的安装并维护保养设备，才能够保证设备安全有效地运转。机组运行的故障和意外伤害，多数情况是由于没有遵循设备的安装规范而产生的。本手册的内容包括机组的选型、基础设计、排风和冷却系统、燃油系统、启动系统、电气系统、噪声控制系统、机房尺寸建议及相关法律法规。本手册内容编入环保安装，符合国家环境法规要求。2、安装规范业主在购买、安装沃尔奔达柴油发电机组前应该注意：2.1机房建筑应获得批准；2.2机组的功率符合环保要求；2.3对以下方面做出控制，符合相应规范：机房燃油符合消防规范（GB50045-95）机组噪声符合《环境噪声标准》（GB3096-2008）尾气排放符合《大气污染物排放标准》（DB44-27-2001）电气安装符合《国家电气安装规范》（GB50055-93/JGT16-92）二、发电机组选型1、概述柴油发电机组一般分为主用和备用。为了缓解全国用电紧张状况，一些工厂及生产企业将柴油发电机组作为主用电源，以应对电力系统停电或错峰供电等电力供应紧张时的电力需求。在电力资源相对充足的情况下柴油发电机组一般作为备用电源。2、机组功率选择2.1功率的定义和匹配沃尔奔达发电机组功率定义遵循ISO8528标准，柴油发电机组的输出功率受周围环境的限制，沃尔奔达发电机组标定的功率是在“标准状态”下的输出功率。标准状态：环境温度0~40℃，大气压力海拔1000m以下。常用功率（额定功率）：发电机组在此标定功率下可连续运行12小时，并允许有1小时的10%过载能力。备用功率：发电机组年运行时间不大于500小时；备用功率连续运行时间不超过1小时；年平功率不超过标定功率的70%；无过载能力。发电机组功率匹配：发电机组在额定功率80%~90%负载下运行，发电机组磨损及燃油的经济性将达到最优状态，获得最佳的经济特性。沃尔奔达设计手册22.2选择机组时考虑因素a.负载总容量b.用电设备瞬间电压/频率波动允许值c.用电设备稳态电压/频率波动允许值d.可允许的谐波含量e.机房的通风、排烟状况f.负载特性（如非线性负载，用电设备单机最大容量）2.3功率折损当周围的环境比上述的“标准状态”更恶劣时，发电机组的功率会有一定的折损，要进行功率修正。3、负载对机组的影响突加较大负载及大功率异步电动机的起动对发电机组影响较大，发电机组在突加负载后必须有足够的恢复频率能力。沃尔奔达发电机组所有机型对首次突加60%额定功率已经过多次实践证实；对于首次突加负载超过60%额定功率时，请咨询沃尔奔达新能源股份有限公司技术开发中心。大功率异步电动机的起动会有超过电动机额定电流5~7倍以上的起动电流，对发电机组的冲击很大，如果在发电机组选型时没有正确的计算，可能会造成电动机无法起动。机组选型时需根据电动机起动情况预留足够的余量。（1）计算设备总负荷，根据实际情况选择需要系数Kx（一般取0.85-0.95），计算容量Pj=KxP∑，柴油发电机组的功率按下式计算：P=kPj／η式中：P---柴油发电机组的功率kW；Pj---负荷设备的计算功率kW；P∑---总负荷功率kW；η---发电机并联运行不均匀系数一般取0.9，单台取1；k---可靠系数，一般取1.1。（2）按最大的单台电动机或成组电动机起动的需要，计算发电机组功率：P=（P∑-Pm）／η∑+PmKCcosψm（kW）式中：Pm---功率最大的电动机或成组电动机的功率（kW）；η∑---总负荷的计算效率，一般取0.85；cosΨm---电动机的起动功率因数，一般取0.4；K---电动机的起动倍数；C---全压起动C=l.0，Y—△起动C=0.67，自耦变压器起动50％抽头C=0.25，65％抽头C==0.42，80％抽头C=0.64。（3）按起动电动机时母线容许电压降计算发电机功率：沃尔奔达设计手册3P=PnKCXd″（1／△E-1）（kW）式中:Pn---造成母线压降最大的电动机或成组起动电动机组的容量（kW）K---电动机的起动电流倍数；C---全压起动C=l.0，Y—△起动C=0.67，自耦变压器起动50％抽头C=0.25，65％抽头C==0.42，80％抽头C=0.64。Xd″---发电机的暂态电抗，一般取0.25；△E---母线允许的瞬时电压降，有电梯时取0.20，无电梯时取0.25。工程实例：以某工程为例，该工程建筑面积10000m2，12层，为二类高层，保安性负荷主要为消防负荷，其容量为191kW，最大一台电动机为喷淋泵37kW，采用自耦降压80％抽头降压起动。(1)按计算设备总负荷计算P=kPj／η=1.1×191／1=210.1kW(2）按最大的单台电动机起动的需要计算P=（P∑-Pm）／η∑+PmKCcosΨm=（191-37）／0.85+37×6×0.64×0.4=238kW。（3）按起动电动机时发电母线允许电压降计算：P=PnKCXd″（1／△E-1）=37×6×0.64×0.25（1／0.20-1）=142.08kW根据以上计算，以计算值中最大的功率进行选型，应选择一台≥238kW的发电机组，因此可选一台功率相近的250kW机组。4、控制系统的选择（1）CP620-MRS10自动控制箱组成：控制器件：MRS10控制器（LCD液晶显示屏），急停按钮。屏内元器件：蓄电池浮充电器，熔断器，继电器等。操作功能：本地机组运行起动/停止，急停。远程机组运行起动/停机，可编程输入/输出接口。远程计算机读取参数，机组运行起动/停机（加装专用软件，线路）。显示功能：三相交流电压、电流、频率、机油压力、水温、运行时间、蓄电池电压、发动机转速。报警功能：高压/低压、低油位、高水温、蓄电池电压低、低/超速度、紧急停机、停机失败，公共报警开关输出。（2）CP680-IGNT自动控制箱组成：控制器件：IGNT控制器（LCD液晶显示屏），急停按钮。屏内元器件：蓄电池浮充电器，熔断器，继电器等。操作功能：本地机组运行起动/停止，沃尔奔达设计手册4急停。远程机组运行起动/停机。并网运行，可编程输入/输出接口。RS232/485接口，开放的Modbus协议，实现遥控，遥信，遥测三遥功能，实现远程读取参数，机组运行起动/停机等功能（加装专用软件，线路）。显示功能：三相电压、三相电流、转速、频率、水温、油压、有功功率、无功功率、功率因素、视在功率、运行时间、起动次数、下次检修时间、蓄电池电压、有功、无功电度表、及发电机电压、频率、相位差等同步参数。报警功能：低油压、高水温、超速、超频、起动失败、过流、电压过高或过低、电压不平衡、电流不平衡、逆功率保护停机，公共报警开关输出。a.全自动并机，自动按设定的比例实现有功和无功负载的无差分配，自动根据负载大小投入和解列机组。b.实现多台机组备用时供电不间断负载转移。c.机组并机起动优先顺序可在面板上修改或在计算机上修改。d.机组之间通过CAN总线进行通讯。e.控制器具有可编程输入/输出接口，实现更多功能。根据用户需要可方便扩展并机机组，最多可达32台。(3)CP630\CP660功能概述略，各型控制器对比见下表。沃尔奔达设计手册5控制箱型号功能项目CP620CP630CP660CP680说明显示功能液晶显示····CP620三相电压····自启动三相电流····可电脑监控中线电流····液晶显示、中文或英文频率····界面（按订购时注明）转速····保护功能水温····报警功能油压····通信接口电池电压····采用科迈MRS10控制模块油位····有功功率····无功功率····视在功率····CP630功率因素····自启动运行时间····可电脑监控，可实现三遥保护功能输入输出状态····液晶显示、中文或英文历史记录···界面（按订购时注明）有功电度表···保护功能无功电度表···报警功能启动次数····RS232通信接口显示日期/时间···采用开放的MODBLJS协议中英文切换····采用科迈MRS10控制模块传感器曲线····下次维修时间····运行时间····密码保护····CP660油压····自启动水温····可电脑监控，可实现三遥高电压····液晶显示、中文或英文低电压····界面（按订购时注明）超速····保护功能低速····报警功能电池高电压····提供ATS干接点（控制ATS）电池低电压····RS232通信接口过载保护····采用开放的MODBLJS协议短路保护····采用科迈AMF25控制模块中线电流报警····电流不平衡····怠速········CP680充电失败····自启动设置手动设定····可电脑监控，可实现三遥电脑设定····液晶显示、中文或英文传感器曲线设定····界面（按订购时注明）预留可编程接点····保护功能控制方式面板控制启停····报警功能远程控制启停····可实现手动/自动并机并网控制电脑控制启停····RS232通信接口电脑读取状态····采用开放的MODBLJS协议提供MODBUS开放式协议···采用科迈ICNT/IGNT控制模块调制解调器拨号控制机组···沃尔奔达设计手册65、自动转换系统当市电断电时，发电机组自动起动，提供电源，经过自动转换系统（ATS），将负载切换到发电机组上，由发电机组供电。当市电恢复后，自动将负载转换至市电供给，切断发电机组供电，同时发电机组卸载冷却运行3～5分钟后自动停机。ATS控制柜的主要功能：ATS的基本功能是：当主电源（市电）故障时，ATS经过0~10秒延时自动把负载切换至备用电源（发电机组）端；当市电恢复后，ATS经过0~10秒延时自动把负载切换至市电端。ATS柜的切换延时，保证切换前市电或发电机组各项电参数的稳定性。ATS控制柜具有手动和自动切换电源的功能。ATS具有市电优先的功能，即在发电机组供电状态，只要市电恢复正常，立刻切换至市电供电。ATS检测到市电故障信号时，能及时发出自起动控制信号到，机组自启动，准备供电。ATS具有机械联锁和电气联锁，确保切换的准确和安全；同时ATS具有缺相保护的功能。ATS+MCCB可使ATS柜增加短路、过载保护功能。ATS控制柜由以下器件组成：a.核心部件：自动电源转换开关（SKT或SOCOMEC等）。b.控制器。c.自启动电路、联锁电路和速熔保护电路。d.手动操作部件和面板信号指示灯及其外围电路。按其核心切换开关的品牌来分，ATS柜主要有：a.法国SOCOMEC四极自动电源转换柜；b.国有爱斯凯SKT四极自动电源转换柜；c.ATS规格的选用主要考虑用电负荷的匹配。ATS转换沃尔奔达设计手册76、全自动并机、并网系统为了提高供电的经济性和可靠性，或者需要增容时，需要采用多台机组并联运行方式。并机系统主要功能：a.同步并机准确,无冲击,并机时间短（少于5秒）。b.根据负载需要待并机组自动并机或解列,使运行更为经济。c.多台机组并机工作时,负载分配差值小于5%,保证了机组运行的可靠性。d.配合机组自启动控制箱,在自动模式下实现市电故障时自动起动和投入,自动并机;市电恢复后自动解列和停机。智能并机并网系统：e.智能并机系统采用带并机并网功能的控制器CP680-IGNT。IGNT发电机组控制系统为欧洲科迈公司生产，适用于单台、多台后备并网发电机组。这个组合式模块让使用者能升级到最适合的方案，适应不同客户要求。可内置同步器、负载分配器、市电及发电机保护功能，实现发电机组自动或手动起动、并机、与市电并网等功能。7、静音机组低噪音箱式发电机组为我公司自主设计的电源产品，总体结构紧凑，美观大方，采用组合箱体；回流式风道；高性能耐老化阻燃型隔音、吸音材料；内置式阻抗复合式消声器；有效抑制噪音，噪音可降至75dBA以下。结构特点：a.采用进口发动机、发电机，优良的减震器，具有卓越的防音性能：b.标准集装箱式防音箱，优质的板材及喷涂工艺，耐腐蚀，防锈能力强。c.数字化技术，微处理制控制器，加油、加水口人性化