新聞主題	發電機基本參數標準知識

 

發電機的通用國際和國家陸用標準有IEC34-1國際電工技術協會標準、GB755中國旋轉電機通用技術條件、BS5000英國標準、NEMA MG 1-22北美標準、CSA C22-2加拿大標準和VDE 0530德國標準等。英國勞氏船級社LRS、挪威船級社DNV、法國船級社BV、德國勞氏船級社GL、美國船級社ABS和R.I.N.A.意大利船級社等船用船級社標準。其他如軍用和通信計算機等相關要求。

 

三相交流發電機正視圖

三相交流發電機左軸側圖

 

 

1、標稱功率

 

發電機的容量一般以視在功率（kVA）的形式給出，發電機出廠一般都按額定功率因數為0.8（滯后）計算：因此額定有功功率kW＝0.8x視在功率（kVA），電機廠對每一種型號的發電機，都會提供按照IEC34和GB755標準有關標稱功率定義下的不同功率值。

 

2、效率

 

發電機的損耗包括軸承摩擦損耗和冷卻風扇風阻等機械損耗，鐵心磁滯損耗和渦流損耗等鐵損以及定子繞組輸出電流經過導線電阻的發熱損耗等銅耗，前兩部分損耗屬于空載損耗，與輸出電流大小無關，而銅耗與輸出電流二次方成正比，因此發電機效率（柴油機輸入的功率減去以上損耗，剩下的作為有功功率輸出，其與柴油機輸入的功率的百分比，稱為發電機的效率，發電機制造廠會提供發電機的效率曲線）在輕載時較低，隨著輸出電流增大，發電機的效率也會相應增大，在75％～80％額定容量時，效率達到最高值，當輸出電流繼續增大到額定電流時，銅耗快速增大，發電機效率會從最高點略微下降。同一款發電機，效率在不同電壓和負載百分比下不同，具體可參見廠家的效率曲線。另外，發電機的效率和發電機組的效率是兩個概念，發電機組的效率還包括燃料化學能轉換成機械能的效率以及柴油機附屬設備如冷卻風扇和柴油機機帶充電發電機所消耗的功率。

 

3、溫升

 

溫度：發電機的輸出電流經過繞組線圈內阻產生銅耗發熱，鐵心中鐵心磁滯和渦流現象產生鐵耗發熱以及其他機械摩擦發熱，引起發電機繞組的溫度升高，從而引起發電機繞組的絕緣老化或損壞。

發電機的繞組溫度的升高值（相對值）為發電機的溫升。基于環境溫度為40℃時，絕緣等級為B級的允許溫升為80K，絕緣等級為F級的允許溫升為105K，絕緣等級為H級的允許溫升為125K。一般低壓柴油發電機組配套的發電機都采用H級的絕緣材料，高壓柴油發電機

組配套的發電機采用F級或H級的絕緣材料。同樣級別的繞組絕緣等級，繞組的實際運行溫升（絕對溫度）越低，繞組壽命就越長，允許的標稱功率會降低；反之，如果繞組的實際運行溫升（絕對溫度）越高，繞組壽命就越短，允許的標稱功率會增大，而且溫升和壽命之間不是線性關系，可能繞組溫度在達到一定臨界值之后，雖然溫度升高不多，但繞組使用壽命將大大縮短，假設H級絕緣用H級溫升，繞組壽命為20000h，輸出功率為100kVA，H級絕緣用F級溫升，繞組壽命將延長1倍，輸出功率降低到90kVA，而H級絕緣用B級溫升，繞組壽命更是提高到原來6倍之多，輸出功率進一步降低到80kVA。反之，如果H級溫升基礎上提高15K使用，繞組壽命會縮短到原來的1/3，而輸出功率上升到110kVA。廠家技術數據表中會給出發電機在不同溫升等級下的功率標稱值，如果是備用或應急電源應用，設備生命周期使用的總運行小時數（使用壽命）要求不高，可以適當提高允許溫升，換取比較高的功率標稱值，從而降低設備體積和成本；反之，在連續運行的柴油電廠應用中，發電機是7x24h連續運行的，負載也是比較恒定的話，就需要按照比較低的溫升，例如B級溫升，以比較小的功率標稱值換取比較長的使用壽命。

 

發電機勵磁系統繞組位置圖

4、使用環境

 

（1）相對濕度

濕度主要指空氣中水分的含量，通常以相對濕度來表示，標準中一般以60％作為標準環境工況濕度。對于高濕度的地區，必須仔細選擇發電機的絕緣和浸漆系統，以使發電機適應高濕度的環境。

（2）海拔（ASL）

海拔超過1000m后，空氣會變得稀薄，而發電機是靠風扇進行空氣冷卻的，故發電機的冷卻效果將會變差，所以對超過1000m的海拔要求發電機降功率使用，以避免發電機過熱。但這并不表示海拔低于1000m時，發電機功率可以增加。

對海拔超過1000m時，發電機的實際輸出功率修正系數：1000～4500m，每升高500m降低3％，例如海拔為4500m時，實際輸出功率降低21％；海拔超過4500m時，需要咨詢廠家。

（3）環境溫度

按照國際通用的設計及功率標稱技術要求，一般定義發電機的使用環境溫度為40℃，由于發電機是與柴油機一起工作，柴油機的發熱可能會使機房溫度升高，因此發電機的實際冷卻進風溫度會高于環境溫度，那么此時應該以實際冷卻進風溫度為準，如果超過40℃，那么發電機應該降功率運行，若低于40℃，則發電機的允許輸出功率可以比額定功率大。當實際冷卻進風溫度超過40℃但不超過60℃時，發電機的功率修正系數：溫度超過40℃部分每升高5℃，輸出功率下降3％。當實際冷卻進風溫度超過60℃時，需要咨詢廠家。

（4）特殊氣候及環境

前面我們討論了濕度。海拔及溫度等對發電機的影響，但這都是獨立討論的，在實際運用時情況要復雜得多，并且如下所列的另外一些因素也會影響發電機的正常工作：空氣中含有其他氣體為化學性質的腐蝕氣體，（在海邊）有鹽水（霧），灰塵或風沙或雨水，對于前述比較復雜的特殊氣候及環境，可以通過選用浸漆及發電機表面涂裝標準提高的船用標準的發電機或者提高發電機的防護等級來應對。故必須全面考慮各種復雜的氣候對發電機的影響，保證發電機的正常工作。防冷凝加熱器用于空氣中濕度較大且溫差變化較大的易發生冷凝的環境中，當發電機待機時，接通加熱器，使發電機的機身溫度大于環境溫度約5K，發電機運行時切斷加熱器電源。

（5）防護等級

IP22為防垂直下滴的雨水進入發電機內部，斯坦福發電機是IP23在IP22基礎上還能防止傾角為60°的雨水進入發電機內部。

 

同步發電機機座外殼防護等級

 

 

空氣過濾器適用風沙比較大或空氣中灰塵較多的使用環境，由于空氣過濾器會對發電機的冷卻空氣流量造成影響，一般輸出功率下降5％左右。

 

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