经济、合理以及高效的康明斯发电机组的设计要点是什么

前言：随着社会电力工业的发展，城市建设也日新月异，电能是现代社会不可缺少的能源之一。康明斯柴油发电机组是主、备用电源的重要组成部分，在各大中型企业中有着广泛的应用。因此，了解并掌握其工作原理等尤为重要。本文针对康明斯柴油发电机做了较为系统的总结。

发电机是将其他形式的能转换成电能的机械设备，它由水轮机、汽轮机、柴油发电机或其他动力机械驱动，将水流、气流、燃料燃烧或原子核裂变产生的能量转化为机械能传给发电机，再由发电机转换为电能。发电机的形式很多，但其工作原理都是基于电磁感应定律和电磁力定律。因此，其构造的一般原则是：用适当的导磁和导电材料构成互相进行电磁感应的磁路和电路，以产生电磁功率，达到能量转换的目的。

要想了解康明斯柴油发电机组的工作原理，首先要了解它的结构特点，柴油发电机是由柴油发电机和发电机组成，柴油发电机作动力带动发电机发电。一台康明斯柴油发电机组主要由柴油发电机、发电机以及控制系统三部分组成，柴油发电机和发电机有两种连接方式，一为柔性连接，即用连轴器把两部分对接起来，二为刚性连接，用高强度螺栓将发电机钢性连接片和柴油发电机飞轮盘连接而成，目前市场上的柴油发电机组使用刚性连接的比较多一些，柴油发电机和发电机连接好之后安装在公共底架上，然后配上各种起保护作用的传感器，直观地把柴油发电机的运行状态显示给操作员，而且有了这些传感器，就可以设定一个上限，当达到或超过这个限定值的时候控制系统会预先报警，这个时候如果操作员没有采取措施，控制系统会自动将机组停掉，柴油发电机组就是采取这种方式起自我保护作用的。

1.目前市场上的柴油发电机组的冷却方式分为风冷式和水冷式两种，风冷式又称封闭自循环水冷却方式。具体采用哪种冷却方式，一般是由暖通专业根据现场条件及机组配合确定。冷却方式的选择也有可能影响到柴油发电机房的位置、大小及布局等。除了冷却系统，还有通风也很重要。一台柴油发电机组的柴油发电机机房燃料燃烧产生的热量中大约有20％是被冷却液系统散发的，有30％是排出的废气热量，有3％～8％是交流发电机产生的热量，有5％是机组本身热辐射到机房的，最多有36％是作为电能输出的。根据以上不同形式的热量采用相应的方法将其从柴油发电机机房内消除，这样才能保障发电机的正常运行温度。

2.传感器起接收和反馈各种信息的作用，真正显示这些数据和执行保护功能的是柴油发电机组的控制系统，控制屏一般安装在发电机上，称为背包式控制屏，也有部分是独立一个屏放置在操作室内，称为分体式控制屏，控制屏通过电缆和发电机以及传感器连接，分别显示电参数和柴油发电机运行参数。柴油发电机一般是单缸或多缸四行程的柴油发电机，下面康明斯厂商简单介绍下单缸四行程柴油发电机的工作基本原理：柴油发电机起动是通过人力或其它动力转动柴油发电机曲轴使活塞在顶部密闭的气缸中作上下往复运动。活塞在运动中完成四个冲程：进气冲程、压缩冲程、工作冲程及排气冲程。

3.柴油发电机组与供配电系统的设计根据柴油发电机组的台数，所带负载的性质、功能及供电要求，采用柴油发电机组作为备用电源的供电系统有许多种。目前实际应用中常用的典型的供电系统有：发电机组直接为普通负载供电；多台发电机组并联为普通负载供电；单机组作为备用电源与市电分别给负载供电；多台机组、多个转换开关分别对负载供电；作为常用电源中的中、高压简单发电机使用的配电系统；多台发电机与市电电源采用母联或并联向负载供电的中高压系统；低压发电机采用升压变压器后向低压或中压配电系统供电等。具体采用什么样的供电方式应当根据当地电网的供电情况，结合负载使用的实际情况而定。其中单机组作为备用电源与市电分别给负载供电，多台机组、多个转换开关分别对负载供电更是许多工程中常用的低压供电配电系统。当确定的柴油发电机组容量较大，一般不小于800kW时，宜设置两台同容量的柴油发电机组，这两台机组可分别带起部分负载，也可并机使用向所有负载供电。同时，设置两台柴油发电机组也可互为备用，当一台出现故障或需定期维修时，可先用另一台作为备用电源，向部分需要最优先或强制必须保障的负荷供电。一般柴油发电机组是不允许与市网并列运行的。主要是考虑如果柴油发电机机组发生故障，将有可能波及到市网，从而扩大了故障影响面。所以，通常采用连锁来使用柴油发电机与市电，以防止二者并列运行。柴油发电机组的启动方式及要求也要根据所带负载的性质及供电方案确定。机组的控制柜等一般由厂家成套提供。

4.由于康明斯柴油发电机组的启动一般采用电启动，需要充电机、蓄电池等启动设备所必须的市电电源，所以，柴油发电机房也是需要设置市电电源的。在使用柴油发电机组作为应急备用时，当正常电源即市电发生故障停电时，市电一柴油发电机机组转换控制系统发出信号启动柴油发电机机组；当市电恢复时，控制系统发出信号，柴油发电机组停机，恢复正常市电供电。无论转换市电一柴油发电机组转换控制系统核心采用PLC控制还是采用集成控制单元控制，一般都要求具有过负荷和短路保护等保护功能。当柴油发电机组容量不足时，能够卸掉次要负荷，当市电恢复正常时能够恢复被卸掉的负荷。