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【摘 要】在非洲除了埃及和南非地区的电力供应覆盖较为广泛，其他地区，尤其是在农村地区，只有24%的人口能用上电，而其他低收入国家的用电覆盖率达到40%，并且电网的故障率较高。而给水项目很多都是建在市区外，很难接入城市电网，因此，很多工程的用电都需要自行解决。给水工程的用电除了从当地供电网络上取电，还有太阳能电站和柴油发电机电站这两种方式。由于太阳能一次性的投入成本过高，并且日后的维护成本高，而在非洲石油比较丰富，做为柴油发电机的燃料，很容易获得，并且该设备已经很成熟。因此，柴油发电机作为给水工程中的备用电源成为首选。
【关键词】发电机转速；尖峰负荷；常用功率；备用功率
1、柴油发电机组的组成
柴油发电机组是由柴油机、三相交流同步发电机和控制屏三部分组成。
柴油机是一种将燃料燃烧释放出来的熱能转变为机械能的能量转换装置。柴油机是发电机组的动力部分，一般由曲轴连杆机构与机体组件、配气机构与进排气系统、柴油供给系统、润滑系统、冷却系统和电气系统等组成。
发电机主要由定子、转子、端盖等组成。通常三相交流同步发电机的电枢绕组与三相供电回路连接，励磁绕组则与直流电源连接。大中型同步发电机为了便于引入或引出电枢电流，一般采用旋转磁极式结构。同步发电机主要凸极和隐极两种磁路结构。励磁方式采用快速反应的无刷励磁系统。励磁调节装置有自动和手动两种调节方式。
发电机组的控制（屏、箱）系统是机组的配套设备，包括自动检测、控制及保护装置等部分。主要负责机组的控制、调压、配电。机组通过控制屏向用电设备进行供电，同时操作人员可从控制屏上直接观察机组的运行状态。
2、柴油发电机的特点
（1）单机容量等级多，可选择的容量范围大，有适用于多种容量用电负荷的优势。
（2）配套设备结构紧凑、安装地点灵活。
（3）热效率高，燃油消耗低。柴油机的有效热效率为30-40%，燃油消耗一般在0.23-0.26kg/kWh。
（4）启动迅速，能很快达到全功率。柴油发电机的启动一般只需几秒钟，在应急状态下可在1min内带到全负荷，在正常工作状态下约在5-30min内带到全负荷。
（5）维护操作简单，所需操作人员少，在备用期间的保养容易。
（6）柴油发电机组的建设与发电机的综合成本较低。
3、柴油发电机的选择
根据发电机使用情况选择不同种类的发电机。
如果发电机仅作为备用电源使用，每天的连续运行时间小于12小时，应该选择高转速1500r/min，并且发电机容量的计算按照如下方法计算：
4、电站型柴油发电机
作为备用电源的发电机机组的容量较小，一般的输出电压为0.4kV。作为电站型的发电机组容量较大，一般都采用多台发电机组并列使用。此类发电机的控制和使用如下：
柴油发电机组的控制起动、保护、测量、信号系统采用直流电压， 断路器控制， 操作及其信号采用直流屏提供的直流电。
1）控制
柴油发电机组设有就地控制屏控制和控制室启动/停机控制方式。控制屏上手动启动功能，可安全进行设备维护和检修。
2）保护
保护装置为微机保护。
3）信号
信号系统安装地点可分为就地控制盘上信号（采用声光报警）和控制室发电机组集控台。
4）测量
电气回路应装设下列测量表计：交流电流表，交流电压表，有功功率表，功率因数表，频率表，计时表，励磁电流表，选择开关。转速表、机油压力表、机油温度表、冷却水温度表等。
5）并车装置
并机系统安装在发电机组微机保护操作后台内，并机系统可以实现自动并车功能，并机时可实现无冲击，无逆功，保证运行可靠性。
并机条件：待并机组与母线比较，应满足：Ⅰ、相序相同，Ⅱ、电压相同，Ⅲ、频率相同，Ⅳ、相位相同。
6）通风冷却方式
由于当地的气温较高（最高50摄氏度），对于发电机及柴油及的冷却尤为重要。柴油机冷却方式采用开式循环水冷却，需外供水源。冷却水的水质以生活水为主，柴油机冷却水采用冷却塔冷却。发电机的冷却方式，为自然风冷。
7）柴油机使用介质：
燃油：0#轻柴油。（如采用重油，应有预处理装置）
润滑油牌号：CD级 10W30或10W40。
淡水：硬度不大于 0.17mg/cm3。
增压器及调速器用油：32号透平油。
8）机组基础
基础采用钢筋混凝土，应充分考虑发电机运行时候的动荷载。
9）配套设备
柴油机配置日用燃油箱，安装于室内，容量不小于柴油发电机组连续满载运行8小时用油量。电气屏包括高压柜和集控台，高压柜采用中置式手车柜，屏体应满足IP4X的防护等级要求。电气屏柜要有良好的接地措施。
总之，在非洲欠发达地区，工程电力供应很难得到可靠的保证，为了能够保证工程的用电，柴油发电机是最佳的选择。但应根据具体情况选择合适的发电机及燃料。为了保障发电机的安全供电及延长发电机组的使用寿命必须做好柴油发电机启动前检查、柴油发电机启动、运行检查、柴油发电机停机及柴油发电机维护保养。
【关键词】发电机转速；尖峰负荷；常用功率；备用功率
1、柴油发电机组的组成
柴油发电机组是由柴油机、三相交流同步发电机和控制屏三部分组成。
柴油机是一种将燃料燃烧释放出来的熱能转变为机械能的能量转换装置。柴油机是发电机组的动力部分，一般由曲轴连杆机构与机体组件、配气机构与进排气系统、柴油供给系统、润滑系统、冷却系统和电气系统等组成。
发电机主要由定子、转子、端盖等组成。通常三相交流同步发电机的电枢绕组与三相供电回路连接，励磁绕组则与直流电源连接。大中型同步发电机为了便于引入或引出电枢电流，一般采用旋转磁极式结构。同步发电机主要凸极和隐极两种磁路结构。励磁方式采用快速反应的无刷励磁系统。励磁调节装置有自动和手动两种调节方式。
发电机组的控制（屏、箱）系统是机组的配套设备，包括自动检测、控制及保护装置等部分。主要负责机组的控制、调压、配电。机组通过控制屏向用电设备进行供电，同时操作人员可从控制屏上直接观察机组的运行状态。
2、柴油发电机的特点
（1）单机容量等级多，可选择的容量范围大，有适用于多种容量用电负荷的优势。
（2）配套设备结构紧凑、安装地点灵活。
（3）热效率高，燃油消耗低。柴油机的有效热效率为30-40%，燃油消耗一般在0.23-0.26kg/kWh。
（4）启动迅速，能很快达到全功率。柴油发电机的启动一般只需几秒钟，在应急状态下可在1min内带到全负荷，在正常工作状态下约在5-30min内带到全负荷。
（5）维护操作简单，所需操作人员少，在备用期间的保养容易。
（6）柴油发电机组的建设与发电机的综合成本较低。
3、柴油发电机的选择
根据发电机使用情况选择不同种类的发电机。
如果发电机仅作为备用电源使用，每天的连续运行时间小于12小时，应该选择高转速1500r/min，并且发电机容量的计算按照如下方法计算：
4、电站型柴油发电机
作为备用电源的发电机机组的容量较小，一般的输出电压为0.4kV。作为电站型的发电机组容量较大，一般都采用多台发电机组并列使用。此类发电机的控制和使用如下：
柴油发电机组的控制起动、保护、测量、信号系统采用直流电压， 断路器控制， 操作及其信号采用直流屏提供的直流电。
1）控制
柴油发电机组设有就地控制屏控制和控制室启动/停机控制方式。控制屏上手动启动功能，可安全进行设备维护和检修。
2）保护
保护装置为微机保护。
3）信号
信号系统安装地点可分为就地控制盘上信号（采用声光报警）和控制室发电机组集控台。
4）测量
电气回路应装设下列测量表计：交流电流表，交流电压表，有功功率表，功率因数表，频率表，计时表，励磁电流表，选择开关。转速表、机油压力表、机油温度表、冷却水温度表等。
5）并车装置
并机系统安装在发电机组微机保护操作后台内，并机系统可以实现自动并车功能，并机时可实现无冲击，无逆功，保证运行可靠性。
并机条件：待并机组与母线比较，应满足：Ⅰ、相序相同，Ⅱ、电压相同，Ⅲ、频率相同，Ⅳ、相位相同。
6）通风冷却方式
由于当地的气温较高（最高50摄氏度），对于发电机及柴油及的冷却尤为重要。柴油机冷却方式采用开式循环水冷却，需外供水源。冷却水的水质以生活水为主，柴油机冷却水采用冷却塔冷却。发电机的冷却方式，为自然风冷。
7）柴油机使用介质：
燃油：0#轻柴油。（如采用重油，应有预处理装置）
润滑油牌号：CD级 10W30或10W40。
淡水：硬度不大于 0.17mg/cm3。
增压器及调速器用油：32号透平油。
8）机组基础
基础采用钢筋混凝土，应充分考虑发电机运行时候的动荷载。
9）配套设备
柴油机配置日用燃油箱，安装于室内，容量不小于柴油发电机组连续满载运行8小时用油量。电气屏包括高压柜和集控台，高压柜采用中置式手车柜，屏体应满足IP4X的防护等级要求。电气屏柜要有良好的接地措施。
总之，在非洲欠发达地区，工程电力供应很难得到可靠的保证，为了能够保证工程的用电，柴油发电机是最佳的选择。但应根据具体情况选择合适的发电机及燃料。为了保障发电机的安全供电及延长发电机组的使用寿命必须做好柴油发电机启动前检查、柴油发电机启动、运行检查、柴油发电机停机及柴油发电机维护保养。