柴油發(fā)電機(jī)組目前廣泛使用在高層建筑、醫(yī)院、通信、艦船、油田等重要場(chǎng)所。目前對(duì)于其容量的選擇多采取估算的方法，結(jié)果往往并不準(zhǔn)確。容量選擇過(guò)小，在啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)時(shí)導(dǎo)致柴油機(jī)熄火停機(jī)或發(fā)電電壓過(guò)低導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)根本無(wú)法啟動(dòng)；容量選擇過(guò)大，投資和維護(hù)成本高，并且柴油機(jī)由于長(zhǎng)期大馬拉小車，造成活塞環(huán)處、噴油嘴處積炭嚴(yán)重，氣缸磨損加劇等嚴(yán)重后果。本文討論如何根據(jù)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)方式、負(fù)載特性、發(fā)電機(jī)電壓降曲線計(jì)算選擇發(fā)電機(jī)組啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)最大容量。
　　
　　1 電網(wǎng)條件、電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)特點(diǎn)、負(fù)載特點(diǎn)
　　
　　1.1 電網(wǎng)應(yīng)具備的條件
　　
　　電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)除了要求其拖動(dòng)力矩大于機(jī)械設(shè)備靜力矩外，還必須保證啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的電壓降不致于影響電網(wǎng)其他設(shè)備的正常運(yùn)行。電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，對(duì)電動(dòng)機(jī)而言，應(yīng)滿足下列條件：
　　
　　ａ．需頻繁啟動(dòng)的電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，線路末端的電壓降應(yīng)≤10％；
　�。猓�偶爾啟動(dòng)的電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，線路末端的電壓降不宜＞15％；
　�。悖�配電線路上未接其他對(duì)電壓波動(dòng)敏感的負(fù)荷，且能保證所拖動(dòng)的機(jī)械要求的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩時(shí)，線路末端的電壓降允許達(dá)20％。
　　
　　1.2 電動(dòng)機(jī)不同啟動(dòng)方式的特點(diǎn)
　　
　　根據(jù)電壓的平方與轉(zhuǎn)矩成正比得出電動(dòng)機(jī)不同啟動(dòng)方式的特點(diǎn)。
　　
　　1.3負(fù)載特性
　　
　　2 發(fā)電機(jī)組啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)最大容量計(jì)算
　　
　　以下只討論啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩校驗(yàn)、全壓及降壓?jiǎn)��?dòng)方式（頻率不變）電動(dòng)機(jī)容量計(jì)算（變頻器屬非線性負(fù)載，啟動(dòng)方式為調(diào)頻調(diào)壓，選擇發(fā)電機(jī)容量不小于1.4×電動(dòng)機(jī)功率／電動(dòng)機(jī)效率即可）。
　　
　　2.1啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩校驗(yàn)
　　
　　因?yàn)椋汀兀眨玻瑒t：
　�。停瘢ィ剑郏谩粒ǎ保�Δｕ％）]^２×Ｋｍ
　　式中：Ｍｑ％—啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩百分比；
　�。谩獑�動(dòng)方式電壓降系數(shù)，全壓?jiǎn)��?dòng)取１，星三角啟動(dòng)取0.58，自耦變壓器啟動(dòng)0.65~0.8，軟啟動(dòng)器啟動(dòng)0.3~0.7；　　
　　Δｕ％—線路末端電壓降百分比；
　　Ｋｍ—全壓?jiǎn)��?dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)，通常取２。
　　
　　以線路末端電壓降為20％，風(fēng)機(jī)、水泵類負(fù)載，電動(dòng)機(jī)星三角降壓?jiǎn)��?dòng)，線路損耗不計(jì)為例計(jì)算：
　�。停瘢ィ剑�0.58×（1-0.2）]²×2＝42％＞40％，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩滿足要求。
　　
　　2.2 電動(dòng)機(jī)容量計(jì)算
    
    電動(dòng)機(jī)容量計(jì)算：Ｓｅ＝Ｑｑ÷Ｋｉ×［Ｃ×（１－ΔＵ％）］^２
　�。校澹剑樱濉粒悖铮螃铡力�
　　式中：Ｓｅ—電動(dòng)機(jī)輸入視在功率，ｋＶ•Ａ；
　　Ｐｅ—電動(dòng)機(jī)額定功率，ｋＷ；
　�。眩瘛�電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)容量，ｋＶ•Ａ；
　　Ｋｉ—全壓?jiǎn)��?dòng)電流倍數(shù)，取6.5；
　　ｃｏｓ　φ—電動(dòng)機(jī)額定功率因數(shù)，取0.8；
　　η—電動(dòng)機(jī)額定效率，取92％。
　　
　　以斯坦福HCI1434C 250kV•A發(fā)電機(jī)組為例進(jìn)行計(jì)算：
　　
　　根據(jù)發(fā)電機(jī)額定輸出電壓400V，電動(dòng)機(jī)額定電壓380V（電壓降為發(fā)電機(jī)額定電壓的5％），當(dāng)線路末端（電動(dòng)機(jī)輸入）電壓降為380V的20％，則相應(yīng)發(fā)電機(jī)輸出電壓降為20％＋5％＝25％。查斯坦福HCI1434C發(fā)電機(jī)電壓降曲線，得知電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)容量為380kV•A。則：Ｓｅ＝[380÷6.5×〔0.58×（1-20％)]²�。�277kV•A＞　250kV•A。
　　
　　取Se為250kV•A(啟動(dòng)容量滿足，只考慮穩(wěn)定運(yùn)行功率即可)：　　
    Ｐｅ＝Ｓｅ×ｃｏｓφ×η＝250×0.8×0.92＝184kW
　　得出：發(fā)電機(jī)功率／電動(dòng)機(jī)功率＝200／184＝1.09倍。
　　
　　2.3將上述工況改成全壓?jiǎn)��?dòng)計(jì)算：
　　
　　轉(zhuǎn)矩?zé)o需校驗(yàn)，因降壓?jiǎn)��?dòng)轉(zhuǎn)矩滿足則全壓?jiǎn)��?dòng)轉(zhuǎn)矩必定滿足。計(jì)算電動(dòng)機(jī)容量：
　　Ｐｅ＝[380÷6.5×（1-20％）]²×0.8×0.92＝67kW
　　得出：發(fā)電機(jī)功率／電動(dòng)機(jī)功率＝Ｓｅ×ｃｏｓφ÷Ｐｅ
　　250×0.8÷67≈2.99倍
　　
　　3 結(jié)語(yǔ)
　　
　　上述計(jì)算僅為理想狀態(tài)下柴油發(fā)電機(jī)組啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)的最大容量計(jì)算，實(shí)際工程運(yùn)用中應(yīng)考慮不同種類、型號(hào)發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)參數(shù)的差異，以及設(shè)備老化對(duì)性能的影響來(lái)最終確定發(fā)電機(jī)組容量。