發電機組的基本知識

 發電機組

一般我們常見的發電機組通常由汽輪機、水輪機或內燃機（汽油機、柴油機等發動機）驅動，而近年來所說的可再生新能源包括核能、風能、太陽能、生物質能、海洋能等。由于柴油發電機組的容量較大，可并機運行且持續供電時間長，還可獨立運行，不與地區電網并列運行，不受電網故障的影響，可靠性較高。尤其對某些地區常用市電不是很可靠的情況下，把柴油發電機組作為備用電源，既能起到應急電源的作用，又能通過低壓系統的合理優化，將一些平時比較重要的負荷在停電時使用，因此在工程中得到廣泛的使用。以下對常見的發電機組的基本原理及結構形式分別予以介紹。

一、柴油發電機組

　柴油機驅動發電機運轉，將柴油的能量轉化為電能，根據其用途的不同，可分為陸用柴油發電機組及船用柴油發電機組；如果按品牌的不同，可分為國產柴油發電機組和進口柴油發電機組；按轉速不同，可分為低速發電機組和高速發電機組。

基本原理

柴油機驅動發電機運轉，將柴油的能量轉化為電能。在柴油機汽缸內，經過空氣濾清器過濾后的潔凈空氣與噴油嘴噴射出的高壓霧化柴油充分混合，在活塞上行的擠壓下，體積縮小，溫度迅速升高，達到柴油的燃點。柴油被點燃，混合氣體劇烈燃燒，體積迅速膨脹，推動活塞下行，稱為‘作功’。各汽缸按一定順序依次作功，作用在活塞上的推力經過連桿變成了推動曲軸轉動的力量，從而帶動曲軸旋轉。將無刷同步交流發電機與柴油機曲軸同軸安裝，就可以利用柴油機的旋轉帶動發電機的轉子，利用‘電磁感應’原理，發電機就會輸出感應電動勢，經閉合的負載回路就能產生電流。這里只描述發電機組最基本的工作原理。要想得到可使用的、穩定的電力輸出，還需要一系列的柴油機和發電機控制、保護器件和回路。

結構分析

一臺普通型柴油發電機組主要由柴油機、發電機以及控制系統三部分組成，柴油機和發電機有兩種連接方式，一為柔性連接，即用連軸器把兩部分對接起來，二為剛性連接，用高強度螺栓將發電機鋼性連接片和柴油機飛輪盤連接而成，目前市場上的柴油發電機組使用剛性連接的比較多一些，柴油機和發電機連接好之后安裝在公共底架上，然后配上各種起保護作用的傳感器，如水溫傳感器，通過這些傳感器，直觀地把柴油機的運行狀態顯示給操作員，而且有了這些傳感器，就可以設定一個上限，當達到或超過這個限定值的時候控制系統會預先報警，這個時候如果操作員沒有采取措施，控制系統會自動將機組停掉，柴油發電機組就是采取這種方式起自我保護作用的。傳感器起接收和反饋各種信息的作用，真正顯示這些數據和執行保護功能的是柴油發電機組的控制系統，控制屏一般安裝在發電機上，稱為背包式控制屏，也有部分是獨立一個屏放置在操作室內，稱為分體式控制屏，控制屏通過電纜和發電機以及傳感器連接，分別顯示電參數和柴油機運行參數。此外,發電機組還有底盤、聯軸器、散熱器、燃油箱,有的還裝設有消聲器和外罩。

常見的發電機品牌介紹：

斯坦福發電機 stamford

無錫新時代交流發電機有限公司是康明斯發電機技術系統在中國的唯一的獨資企業，首期投資1760萬美元。成立于1996年2月，于1997年11月正式開業。目前年生產能力為50,000臺發電機。

康明斯發電機技術系統有50多年成功地滿足顧客需要的經驗，是世界交流發電機技術的先導，康明斯發電機技術系統擁有全球銷售和服務網絡，并在英國、美國、中國、印度有生產工廠。無錫工廠完全按照康明斯發電機技術系統的設計及工藝標準來制造斯坦福交流發電機。產品設計、材料、生產、試驗均由英方人員直接管理控制。體積小，重量輕，技術先進，性能可靠是斯坦福發電機的重要特性。

無錫新時代交流發電機有限公司制造的斯坦福發電機可與世界上所有柴油機配套，如康明斯、帕金斯、VOLVO、MTU、道依茨、卡特被勒和國產95、130、135、150、190系列等柴油機。各系列產品成功供應發電機組成套廠家，廣泛應用于鐵路、船舶、郵電通信、軍工、油田、交通、高層建筑及冷藏集裝箱等領域。 無錫新時代電機生產的發電機系列為:BC16、BC18、UC224、UC274、HC4、HC5、LV6、HC7。功率范圍為:6.5KW－－1600KW。

利萊森瑪發電機  

利萊森瑪法國公司1919年成立以來一直是電機行業的先行者。公司5大主要業務包括：發電機、分馬力驅動、工業電機拖動、變速箱和電子元件等。發電機功率范圍從1KVA～25000KVA，配匹的原動機包括柴油機、燃氣機、水輪機以及風力驅動。利萊森瑪在全球有470多個銷售服務機構為客戶提供快捷優質服務?！　?/span>

利萊森瑪電機科技（福州）有限公司完全按照法國和利萊森瑪北美公司的設計及工藝標準來制造交流發電機，技術參數同步刷新。利萊森瑪福州公司生產的發電機從設計技術、工藝、材料選用、質量控制等方面全部經國外專家指導和認可，于1999年初獲得挪威船級社頒發的ISO9001證書

利萊森瑪福州生產的發電機已經廣泛地應用于高層民用建筑企業、鐵路、船舶、電信、軍工、油田和冷藏集裝箱。發電機可與國產或國外各種品牌柴油機配套。

利萊森瑪福州公司生產的標準產品系列為LSA40/42.2/43.2/44.2/46.2/47.2/49.1/50.1/51.2,功率范圍涵蓋8～2000KW。此外本公司還可按OEM合作方式長期提供工頻（50&60 HZ）和中頻（400HZ）發電機。

上海馬拉松發電機

產品概述

  MP系列500機座無刷三相交流同步發電機是在美國馬拉松電氣公司（Marathon Electric U.S.A）提供的MAGNAPLUS圖紙基礎上，新開發改進設計的新型無刷發電機。

   MP系列500機座發電機與柴油機配套組成固定或移動電源，適用于各種場合，也可用作應急發電電源。MP系列發電機設計獨特，結構先進，性能優良，運行可靠，使用方便，適合各種應用需要和氣候條件，代表目前國際先進水平。

卓越的電器性能

1、穩態調壓率≤1%

2、順態調壓率＋20%－15%Un（60%In.cosφ≤0.4滯后）

3、電壓調節范圍＞±10%Un

4、線壓波形正弦性畸變率＜5%

5、熱偏差為零（極微）

獨特的結構設計

1、發電機為全防護結構，內部通風散熱結構獨特，鋁合金風扇，通風率高，溫升低。

2、無刷勵磁方式，配有固態電壓調壓器，調壓器具有低速保護，電磁干擾抑制，過勵關斷等功能，且帶有穩定性調節和電壓幅度調節。

3、整體凸極轉子結構，阻尼繞組與轉子鐵心連成為一體，磁場繞組采用熱固性環氧填充，有較高的機械和電氣強度。

4、旋轉整流器位于勵磁機轉子外側，便于維修。

5、出線箱寬敞，內部可加裝各種器件。出線箱位于機座后面上方，美觀緊湊。

6、絕緣等級為H級。

7、按客戶要求可提供用于并聯運行的模塊及附加裝置。

8、發電機分單軸承和雙軸承兩中結構。

單軸承帶有國際標準的SAE接口和聯軸器片，能與各類進口油機配套。

雙軸承適應國內各種柴油機的配套，按客戶要求配置各種尺寸的凸緣止口。

9、根據客戶需要可以加裝PMG及使用DVR2000E數字式調壓器。

10、根據客戶需要可以加裝防冷凝加熱管和熱保護元件。

使用條件

空氣溫度不超過：40℃

海拔高度不超過：1000米

如使用條件不符合上述環境，必須按規定修正功率輸出定額。

電壓、頻率、轉速、功率因數及工作方式

額定電壓：400伏（480伏60赫茲時）

額定頻率：50赫茲或60赫茲

額定轉速：1500轉/分或1800轉/分

功率因數：0.8滯后

工作方式：連續（S1）

根據客戶需要，可制成不同輸出電壓，或其它特殊要求的產品。

并聯運行

MP發電機都可連續并聯運行，為保證發電機運行穩定，轉子上都裝有全阻尼繞組。

發電機并聯運行時，有功負載的分配由柴油機調速器調節實現，無功負載的分配由發電機調壓器實現。

配有SE350的發電機并聯運行時，需配用APM2000并聯模塊和5VA的電流互感器，采用電壓下垂或橫流補償來保證并聯發電機之間無功負載分配的均衡。

配有PMG和DVR2000E調壓器的發電機，由于DVR調壓器中包含了并聯運行功能，只需提供5VA電流互感器的信號給調壓器即可。

抗電磁干擾

   裝有SE350調壓器的發電機符合普通級，配DVR2000E數字式調壓器的發電機符合MiL-461c

軸承

   MP發電機使用的軸承是雙面防塵滾動球軸承，一次性潤滑，特殊的高性能潤滑脂，正常使用情況下，B10≥20000小時。

西門子發電機

 1FC2系列無刷交流同步發電機是西門子公司1997年設計研發，1998年推出的最新一代低壓、無刷自勵、自行調節的恒壓發電機。適用于船用和陸用及特殊用途。
　　1FC2系列發電機秉承了1FC5、1FC6系列發電機的優秀品質，融入了現代發展的最新技術，同時更考慮了當今客戶的需求。它象所有的西門子發電機一樣，能在世界任何地方，在最惡劣的條件及最需要技術支持的環境下，都具有優良的性能和極高的可靠性。它的主要特點：

● 體積小、重量輕、性能優良 ------- 現代CAD的優化設計

● 凸極轉子、無刷結構、八角造型 ------- 更簡潔的結構

● 采用了電子式、數字式電壓調節器------- 更高可靠性和更強功能選擇

● 采用了H級絕緣系統 ------- 更高的絕緣系統

● 效率平均提高了2% ------- 更高的效率

● 提供了單支點盤片式 ------- 更方便的安裝

● 外置了旋轉整流單元 ------- 更方便的維護

● 擴大了功率范圍 ------- 更廣的功率選擇

● 擴充了全球服務網絡 ------- 更強的世界服務網絡

　1FC2系列發電機主發電機（旋轉磁場式）的勵磁功率取自于磁場為靜止的勵磁機，勵磁機的轉子安裝在主機的同一軸上。勵磁系統的部件及電子的電壓調節器（AVR）安放在發電機內，也可安裝在發電機之外的電站或機組的控制集成系統內。1FC2發電機可由世界上任何品牌的柴油機驅動，也可由蒸汽輪機、水輪機及電動機驅動，它可以單機運行也可以與另一臺或多臺相似的發電機并聯運行。

英格發電機

1) EG系列單軸和雙軸無刷交流發電機是由英格公司設計，由英格發電機有限公司生產。功率:30kW～2000kW 頻率:50Hz和60Hz,適合船用和陸用。

2) 性能達到國際先進水平，符合IEC34、中國GB755及國際上其它相關標準，按ISO9001（2000）國際標準生產。

3) 英格EG系列發電機融入兩項注冊專利，使英格發電機與國際上傳統的發電機產生質的飛躍，將發電機的壽命、可靠性和整體質量得到大幅提高。

4) 英格EG系列發電機已廣泛與沃爾沃、三菱、康明斯、伯瓊斯、道依茨、強鹿、MAN、MTU、大宇等進口發動機及勝動、上柴、濟柴、濰柴、錫柴、無動、華柴道依茨、斯太爾等國產發動機配套。

5) 隨著EG發電機出口和內銷的不斷增加，為了更好地滿足OEM用戶，公司開發了160系列(功率從16Kw～32kW)，500系列(功率從1200kW～2000kW)，并對原有系列進行優化提高，全面推出后綴加N的新系列發電機。

3.3.1英格電機的優點：

采用注冊專利技術，英格EG系列發電機情況的定子機械強度和端部絕緣大幅加強，總體壽命得到了提高。

定子端部結構：

定子線圈端部對伸出槽口的不同相線圈端部沿導線根部采用H級絕緣薄膜和絕緣帶進行均勻半疊包，提高端部的絕緣強度和機械強度。

對定子的端部及引出的每扎線圈進行了工藝處理，對每扎線圈的引出線端部進行了整形。并在每臺英格發電機的定子端部增加了絕緣端箍，而每一扎通特殊工藝整形的線圈均被有效地固定在絕緣端箍上，使端部線圈形成一個具有極佳強度的整體。有效地防止和抵御因突加負載和斷短路引起的沖擊造成的定子端部散架。

2）專利的轉子線圈導線，三重絕緣處理結構：

底層：H級的絕緣薄膜疊包；

中間：絕緣玻璃絲包裹；

外面：優質絕緣漆浸泡、烘干；

有效提高轉子的匝間和層間絕緣，使防潮、防腐能力也得到有效提高，發電機的壽命、可靠性、環境適應性也相應大幅提高。 特別適應高濕熱、亞熱帶、海島、化工、染織等惡劣環境的使用。

3）采用專利的轉子導線的優勢：

    使用普通漆包導線在繞制轉子時，容易因絕緣漆出現裂縫和掉漆而引起的匝間和層間短路。此類故障是導致發電機損壞的一個主要原因。通過上述的實驗比較，采用聚酰氨薄膜半疊包、玻璃絲繞包的扁銅線由于其特殊的結構，在繞制時絕對不會因為出現絕緣層損壞而導致故障的產生和隱患。提高EG發電機的絕緣可靠性，特別適用于惡劣的使用環境。

4）采用注冊專利技術的英格EG發電機轉子生產技術使其可靠性、壽命產生質的飛躍:

A、自動電壓調整系統：

EG系列發電機在設計時已經考慮了發電機定子扁銅線在運行時，因為高溫而產生的膨脹延伸現象，采用分段式的支撐塊設計，留有充分的空間，防止因為扁銅線的熱脹冷縮變形而損壞絕緣，燒毀發電機。

由于沒有考慮轉子繞組在工作時的發熱膨脹，因此在長時間大負荷工作的其他品牌的發電機容易因為上述的原因造成絕緣結構破壞而導致電機損毀。

B、發電機使用無刷自勵的自動電壓調整系統：

同時利用基波加三次諧波作為勵磁電源提供勵磁，建立穩定、動態性能出色的輸出電壓考慮惡劣環境下工作的全塑封電子AVR模塊內置突加負載緩沖功能（LAM）

除了上述的四個優點之外，經過精心設計的EG系列還有一些優點：

采用后傾式結構的高效冷卻散熱風扇，大大的降低了發電機運行時的噪音，平均運行噪音降低3-5dB。

使用密封防塵式滾珠軸承的軸承結構，大大延長了發電機的使用壽命。S.A.E標準的連接法蘭止口和國產發動機連接標準設計，更容易與進口或者國產發動機連接。

麥格特發電機

上海麥格特電機有限公司是一家專業的發電機生產企業，座落于風景優美的上海市嘉定黃渡工業園區，廠房面積20000平方米；專業設計隊伍匯集了目前國際上最先進的發電機制造技術，進行優化設計，采用國內、外質量最優良的材料制造而成的新一代發電機MW系列；MW發麥格特發電機有限公司成立于2002年,注冊資金為6000人民幣.公司占地面積2萬平米,其中生產廠房為7000平米,辦公樓面積為1500平米,生活面積為1500平米.公司現擁有職員180多人。

發電機自從1830誕生已有近200年的歷史了,通過這近200年的發展與不斷的改進,已成為工業化中不可缺少的一種動力設備.任何事物的發展都會出現瓶頸,就發電機而言:如何用最少的材料制造出最大的能量呢?已成為世人苦苦思索的問題.也是我們麥格特人在設制造中的目標和理想。

我們麥格特的司標,很漂亮、也很有旋轉的動感.中間代表發電機的轉子線圈,外面的圓圈代表發電機的錠子.并且還有兩根無限延長的線,這代表麥格特發電機能量無限,可提供最大化的電力能源.同時中間的MW也是我們麥格特無刷發電機型號的頭兩個字母.MW相扣也代表我制造商與客戶親密無間的合作關系.

工藝結構這一塊:我們麥格特發電機在設計、制造工藝上從大局著眼，從細微之處著手。不放過每一個細節，確保出廠產品的合格率為100%。并且在世界同行業中是唯一一家推出保修期為兩年或2000小時的廠家。

在近7年的銷售工作中得到了廣大用戶的好評與首肯，也使我們麥格特人信心倍增。為創造我們民族發電機的品牌吹響了激昂的前奏和扎實的基礎。

在工藝方面，博眾家之所長。除了嚴謹的工藝流程控制外，在外型的結構上也有獨到之處，功率大，外型流暢、布局合理，體積小是麥格特的特點，同等功率的發電機較其他品牌的體積小1/10.在發電機的后面我們加裝了后罩殼,可以防撞擊,防止在運輸安裝和使用過程中出現的意外.并且拆卸十分方便,便于加裝PMG永磁機.對那些到現場后發現諧波干擾太大，必須加裝PMG永磁機的用戶提供了改裝方便。在后罩殼內還預留了PMG的無痕聯線槽，吸取了斯坦福的優點；在與發電機聯接的前端機殼我們進行了加長加寬，方便聯軸器的安裝與檢修，這一點是吸取了利萊森瑪的優點

法拉第發電機

無錫法拉第電機有限公司將世界領先的技術和國外先進的管理理念應用于公司生產運作，與美國巴斯勒（BASLER）電氣公司合作，專業從事法拉第（FARADAY）品牌交流無刷發電機的制造與銷售，功率從6.5Kw～2000Kw之間，工廠位于無錫洛社雅西工業園洛社路85號。

電氣特性

勵磁系統

　　法拉第發電機與全球最大的獨立勵磁控制系統制造商-巴斯勒電氣公司合作，采用美國BASLER AVR,性能穩定可靠，調壓精度高?？偛课晃挥诿绹晾Z斯州海蘭市的巴斯勒電氣公司是著名的電力自動化專業廠商。其品質一流的勵磁控制系統被ABB、GE、SIEMENS、ALSTOM 認可并使用，是發電系統的首選對象。

巴斯勒AVC63系列AVR

發電機主機定了通過AVC63 AVR向勵磁機定子提供電力，AVR中的高效半導體確保輸出電壓從最初較低的剩磁逐漸增大到額定電壓。

勵磁機的輸出功率通過三相全波橋式整流器輸給主機轉子，該整流器由一浪涌抑制器保護，以免由短路或并聯時相位失步而引起的沖擊，AVC63系列AVR也支持其它一系列電子器件，可以方便地與其它交流發電機并聯運行。

電壓調整率

電壓調整率是指允許發動機轉速在4%以內的波動下，功率因數在0.8滯后與1之間，從空載到滿載的電壓變化（包括冷態至熱態的變化）?？捎肁VR上的一個微調來調整電壓。所有AVR的電壓調整率均小于±1%.

絕緣和浸漆

絕緣等級是“H”級。

控制器的介紹：

科邁

科邁COMAP控制器采用微處理技術通過適用于發電機組的算法編寫軟件，完善了對機組輸出電壓、電壓相位、有功功率和無功功率的控制；COMAP控制器操作界面簡潔，功能齊全，有所有發電機組的運行狀態、通信狀態、故障狀態和運行參數的設定都可以通過面板上的按鍵監測和調整。

·AMF25C中/英通用版，為單臺發電機組控制器，帶三相市電檢測；

·市電故障自起動機組；

·并控制ATS轉換；

·帶交流電顯示，保護；

·三路及速度傳感器模擬量顯示，保護；

·可以用電腦直接監控；

·支援Modbus監控；

·支援數據機遠程監控

深海 deepsea

英國深海電子有限公司（DSE）是全球領先的電子控制、監控和保護模塊設計制造商，其產品廣泛應用于柴油和天然氣發動機及發電機組行業。

通過開發適用于全方位需求層次的發電機組控制模塊，DSE公司在行業里確立了獨特的優勢。在這里，DSE的客戶可以為其每一個個性化的應用找到一個合適的控制模塊。DSE發電機組控制解決方案包括從簡單的手動到自啟動模塊，電噴到非電噴發動機，到多臺機組共享負載系統。公司成立于1975年，總部設在英國，擁有超過30年的行業經驗，始終創造著市場領先的控制解決方案。公司的產品專注于自啟動控制模塊、自動切換模塊、并車自動控制模塊、遠程控制模塊等，擁有先進的技術經驗及解決方案。所有DSE產品都在英國原廠生產，通過對生產過程的完全控制，以確保提供高性能的產品和解決方案。DSE的產品擁有人性化設計、優質穩定的性能，使其深受用戶信耐，擁有良好的聲譽和知名度。DSE的分銷網絡遍及120個國家和地區，使得它能夠有效的管理不斷增長的客戶群，并提供優質的售后服務。

眾智

HGM6300系列電站自動化控制器集成了數字化、智能化、網絡化技術，用于單臺柴油發電機組自動化及監控系統，實現發電機組的自動開機／停機、數據測量、報警保護及“三遙”功能?？刂破鞑捎么笃聊灰壕В↙CD）顯示，中英文可選界面操作，操作簡單，運行可靠。

HGM6300系列電站自動化控制器在開發過程中廣泛征集了用戶意見和要求，充分考慮用戶的操作與使用，并且積累了以往生產和開發經驗，以可靠性與易用性為第一目標而設計的。該系列控制器采用微處理器技術，實現了多種參數的精密測量、定值調節以及定時、閾值整定等功能，既可從控制器前面板調整，又可使用PC機通過RS485接口調整及監測。其結構緊湊、接線簡單，可靠性高，可廣泛應用于各類型發電機組自動化系統。

性能和特點：

· 以微處理器為核心，大屏幕LCD帶背光、可選中英文顯示，輕觸按鈕操作；

· 精確測量和顯示功能：對柴油發電機組及市電的電參量及水溫、油壓、油位等實時監測；

· 控制保護功能：實現柴油發電機組自動開機／停機、負荷切換及報警保護功能；

· 參數設置功能：允許用戶對其參數進行更改設定，同時記憶在內部FLASH存儲器內，在系統掉電時也不會丟失；

· 多種溫度、壓力、油位傳感器可直接使用，并可自定義參數；

· 具有實時日歷、時鐘及運行時間累積功能；

· 發電機組累積輸出電能顯示；

· 多種起動成功條件可供選擇；

· 內置速度／頻率檢測環節，可精確地判斷起動成功、額定運行、超速狀態；

· 可循環保存99組歷史記錄，并可在現場對記錄進行查詢；

· 供電電源范圍寬(8－35)VDC，能適應不同的起動電池電壓環境；

所有參數均采用數字化調整，摒棄了常規電位器的模擬調整方法，提高了整機的可靠性和穩定性； 內建永不死機的看門狗，確保程序執行順暢。

中國發電設備行業的發展

發電設備行業是國家重點支持的固定資產投資行業，肩負著為國民經濟以及人民生活用電提供發電成套設備的重任，近年來得到了迅猛的發展。

2008年，全國發電設備生產繼續保持增長。1-10月，發電設備累計產量達10,745.83萬千瓦，同比增長1.9%。

中國電力行業的產業政策將向優化電源結構趨勢發展，即優先發展水電、核電、風電、太陽能發電、生物質發電等可再生能源及新能源，而對煤電則“立足優化結構、節約資源、重視環保、提高技術經濟水平”。未來一個時期，可再生和新能源發電設備將迎來良好的發展機遇，在中國發電裝機總容量中的比重將逐步增加。