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发电机组类型及发展趋势 一．柴油发电机组的技术发展水平 柴油发动机的技术发展水平密切相关，衡量和评价柴油发电机组的性能往往将柴油发动机作为重要内容，因为日常使用维护及经常性的工作，主要是柴油发动机，所以性能优良的柴油发动机是现代发电机组的坚实基础。 1）不断完善机构，采用涡轮增压中冷等技术 目前，国外的柴油发电机组中，采用柴油发动机功率大于50KW的产品，都普遍用涡轮增压技术改善比功率，同时有用不同的中冷技术，结合多气门技术，使柴油发动机的比功率进一步强化.其比质量最高值可达1.98kg/kw,而普通柴油发动机比质量在8.0~20kg/kw,可见其差别悬殊.由于比功率的强化,对进气系统/燃料供给系统/活塞组/曲轴连杆机构的材料性能都要进行不断完善及改进,对生产工艺水平也提出了更高要求. 2)?广泛使用高速柴油发动机 中、小功率（2000kw以下）机组普遍采用高速柴油发动机，从近十年来世界各地订购机组的情况看，80%为转速1500r/min的柴油发动机组，使机组整体性能得到提高。 3）采用电喷技术、电子调速器、电子液压调速器 提高了机组的供电质量，降低了排气对环境的污染。 4）采用双燃料技术 将柴油发动机燃料系统设计成既能燃用柴油，又能燃用天然气，以提高其适应性。 5）制造精度高，接近零公差生产，机械性能好 现代发电机组首次大修运转时间为25000~30000小时，而一般机组在20000小时以内。 6）采用高压共轨式燃油供给系统 ?通过精密的电子控制燃油喷射装置，可以自由控制喷油时刻、喷油量和喷油压力，达到最大限度降低柴油机燃烧噪声、有效控制柴油机对?有害气体排放的目的。先进的燃油供给系统降低了燃油消耗，可获得明显的经济效益。如奔驰MTU机组燃油消耗率为198g/kwh，机组表面噪声只达到106dB，降低了排气污染，增加了突加载能力，2~4s内即可加载70%。而一般机组在15s左右才能带载。 7）冷启动性能 无辅助装置时，在-20℃下能成功启动。有辅助装置时，可在-50℃时成功启动 二．交流同步发电机及励磁调压新技术 现代交流同步发电机在电机结构及励磁方式上改进较大，且为了适应现代电气设备负载的变化仍在不断完善。 1）采用单轴承交流同步发电机 采用单轴承结构，缩小了机组的总尺寸，使发电机与柴油发动机的连接更加可靠，降低了机组噪声和振动。 2）采用无刷励磁方式 无刷励磁方式一般以通过交流励磁机进行励磁的无刷自励方式为标准方式；采用电流互感器和线性电抗器的功率矢量合激式励磁及复激自励方式。为了适应现代负载，随着高性能永磁铁的研制，无刷PMG（永磁发电机）励磁方式已被大量采用，该励磁方式下励磁状况不受负载的影响，且具有可供持续短路电流的优点，短路电流大，在三倍额定电流下可运行10s。如法国（Leroy Somer）利莱森玛发电机。几种励磁系统的性能特点及比较，见表1-4. 表1-4不同励磁方式的性能对比 励磁方式 稳态电压调整率△U% 响应性（时间）（s） 电压波形 无线电干扰 效率 温度补偿能力 体积和重量 供电持续短路电流 无刷并激自励（可控硅） 61~63 0.5 一般 较大 90 好 小 否 无刷复激自励（相复励） 61~62 ≤0.3 一般 小 90 较差 打 可 无刷复激自励（谐波自励） 61 ≤0.3 较差 小 90 较好 较大 可 无刷PMG（永磁发电机） ≤60.5 0.5 好 小 90以上 好 小 可 3）采用高等绝缘材料 发电机采用高等绝缘材料（H级），以确保发电机在苛刻环境下长期可靠运行，同时具有自动除湿防潮功能。 4）采用先进工艺 交流同步发电机普遍采用2/3节距绕组，最大限度降低了三次谐波和中线电流，适合于非线性负载用户，可用脉冲抑制器保护二极管免受电压峰值的影响。 现代交流同步发电机除上述新技术带来的优点外，还具有保护等级高等特点，高性能机组为IP23，一般机组为IP21。 三．?配电及控制系统 现代柴油发电机组的控制系统广泛使用光机电一体化新成果，使之从简单手控演变到由编程控制器或微处理器等一系列新技术实施控制。为提高可靠性，采用从单机向多机联动沈余备份，以确保供电系统的可靠。其中，提高发电机励磁控制技术，是改善发电机组性能最经济有效的途径。 1）采用微处理器或可编程等专用控制器 利用计算机技术的专用控制器机组使用过程更加灵活，运行更加可靠，归纳起来主要有 （1）?单机自动控制功能。包括根据情况设置自启动机组，低油压、高水（油）温、超速报警及停机保护等。 （2）?单机自启动，与ATS配合实现自动切换功能。检测市电指标，当市电异常（超标）时，机组自动启动，与ATS配合向负载供电，且优先市电给供电。一旦市电恢复正常；对于多台机组，可根据负荷情况，自行启动机组并机运行或解列，合理分配负荷。 2）具有