柴油发电机容量选型：负载、功率等级与现场条件

先整理一份负载清单：哪些设备同时运行，接下来启动什么设备，它们能承受多大的电压和频率变化。把这些情况交代清楚，供应商才有依据说明为什么推荐某个型号，项目团队也能按同一套条件比较报价。

1. 根据供电任务确定功率等级

先说明机组要承担什么任务：在市电停电时供电，作为经常使用的电源，还是长期带恒定负载运行？同时给出预计运行小时数和每天的负载变化。用于备用供电时，还要列明停电后必须维持的设备，以及这些设备如何恢复运行。

报价中的输出功率必须对应这项供电任务。较大的备用功率数字在对比表上很显眼，但要判断机组是否适合经常运行，还得看它所采用的功率等级和额定条件。

要求供应商列明功率等级代号、适用的标准版本和运行限制。平均负载限制、是否允许过载及其条件，都应以制造商的声明为准。例如，平均负载限制并不等于机组的最低运行目标。Cummins的机组功率等级说明对这些区别作了介绍。

比较方案时，把供电任务和功率等级写在每个输出数值旁边，避免不同额定条件下的容量被放在一起直接比较。

2. 结合kW、kVA和功率因数判断负载

kW表示有功功率，kVA表示视在功率，功率因数反映两者的关系。已知负载的电气输入功率和功率因数时，可按下式计算：

kVA = 电气输入kW ÷ 功率因数

例如，一项80 kW的电气负载，真功率因数为0.8，对应的视在功率为100 kVA。这一步确定了负载的视在功率需求，机组容量还要结合启动过程、运行工况和现场条件来选。在约定工况和现场条件下，应分别核对机组的kW额定输出，以及kVA和电流限值。

计算时要使用负载自身的功率因数。机组标注的额定功率因数，并不代表每台接入设备都按这个数值运行。电机的轴端输出kW与电气输入kW也有区别，从轴端输出换算为输入功率时，需要电机效率数据。STAMFORD | AvK的功率因数技术说明解释了有功功率与视在功率之间的关系。

在需求数据旁同时注明电压、频率和相数。三相系统中有单相设备时，还应给出分相安排和各相电流。有时总负载尚在允许范围内，某一相却已经达到限值。

3. 按实际运行工况编制负载清单

列出主要设备、电气需求，以及每个数值对应的运行状态。铭牌额定值、实测需求和估算值要在表中标清楚；采用估算值时，注明估算依据，以及后续需要补充什么资料才能确认。

装机容量与同时运行需求要分开。如果两台机器不能同时运行，就把这项运行限制写清楚。反过来，如果停电后多项负载必须一起重启，即使正常生产时很少出现这种组合，也应把它列入选型工况。

通常可以先整理几种明确的情形：正常备用运行、必须完成且要求最高的一次重启，以及计划中的扩建。请运行和控制团队一起确认。这样，供应商评估的是同一组事件，方案之间的差异也更容易解释。

4. 电机启动要连同已运行负载一起评估

电机启动时的需求，可能与稳定运行时相差很大。应收集启动方式、启动电流或kVA、被驱动的机械负载，以及加速过程资料。不同电机和启动方式，不能统一套用一个电流倍数。采用降低启动电流的方式时，还要确认它提供的转矩足以带动机械负载。AGN032电机启动方式技术说明介绍了这些条件之间的关系。

启动顺序与电机参数同样重要。机组基本空载时启动一台水泵，与通风、控制和工艺设备已经运行时再启动这台泵，对机组提出的要求不同。

让供应商按拟定顺序评估启动过程，并对照用电设备允许的电压和频率变化。评估应包括初始电压跌落、恢复过程和发动机转速响应。整套机组的响应需要结合发动机和交流发电机来判断，AGN003瞬态性能技术说明解释了其中的不同阶段。

如果选型依赖分步启动，应与控制团队确认启动间隔和联锁安排。机组订购前，就要确认现场的运行方式能够实现这套启动顺序。

5. 从输入侧评估UPS和变频驱动负载

对于UPS和变频驱动设备，要收集发电机供电侧所见的输入特性，包括稳态与峰值输入需求、功率因数、谐波特性，以及设备制造商规定的运行限制。UPS除了正常运行需求，还应确认电池回充时的输入需求；变频驱动设备则应提供预定运行和启动条件下的输入数据。

统计负载时，要保持计量范围一致。如果UPS输入数据已包含下游设备，就将这个输入值计入一次，避免再加一遍下游负载而造成重复计算。

非线性负载需要结合实际设备和交流发电机进行评估，统一增加某个容量系数很难适用于所有场合。AGN025非线性负载技术说明介绍了需要考虑的特性。资料不全时，把具体缺项列出来，请设备供应商补充，收到后再更新选型。

6. 确认现场条件下能够提供的输出

向机组供应商提供现场海拔，以及与实际安装有关的温度条件。仅有室外环境温度可能还不够，进入交流发电机的空气温度可能更高。发动机、交流发电机和冷却系统，都需要按拟定的安装方式评估。AGN012环境额定修正因素技术说明介绍了环境条件对交流发电机输出能力的影响。

这项评估应使用具体型号的数据。按每升高一度或每增加一米海拔统一扣减功率，可能无法反映实际设备的限制。静音箱或集装箱、过滤器和通风布置，也要在选型阶段一并考虑。

方案中应写明：这套完整配置在约定工况和现场条件下，可以提供多少电气输出。把这些条件与技术规格一同保存。后续箱体或通风设计发生变化时，供应商便能据此复核。

7. 算例：运行负载与电机启动

下面用一组假设负载说明计算方法。电源为线电压400 V的平衡三相电源，各项负载同时运行。假设这些都是线性负载，电压和电流波形均为正弦波。表中kW均为电气输入功率；除电阻性负载外，其余两项均采用滞后功率因数。

合计运行有功功率为65 kW，无功功率为33.75 kvar，因此合计视在功率为：

√(65² + 33.75²) = 约73.24 kVA

把表中各项kVA直接相加，会得到76.25 kVA。由于这些负载的功率因数不同，直接相加不能得到准确的合计视在功率。在本例假设下，应先将各项有功功率求和、各项无功功率另行求和，再用这两个合计值计算视在功率。

再假设电机供应商给出的启动电流为150 A，对应额定线电压400 V，计算采用平衡三相系统的电压、电流有效值。相应的启动视在功率为：

√3 × 400 × 150 ÷ 1,000 = 约103.9 kVA

实际由发电机供电启动时，电流可能随端电压和电机转速变化。因此，额定电压下的启动数据用于启动评估，不能将其视为整个加速阶段始终不变的电流。

电机启动前，其他负载已经需要50 kW和22.5 kvar。将103.9 kVA直接加到50 kW上，会混用不同的物理量。要评估合计需求和机组响应，还需要启动功率因数、加速时间，以及启动过程中不断变化的负载数据。

本例算出了稳定运行时的负载需求。确定机组规格时，供应商还要结合拟选机组的响应、用电设备的容限和现场可用输出，检查它能否完成这次启动。

8. 分别说明扩建计划与冗余要求

将未来增长写成具体设备和运行情形，例如新增一台泵、增加第二个生产班次，或分阶段扩建。说明预计实施时间，以及这些需求是否已计入负载表。项目计划调整时，这些预留便于一并更新。

额外增加一定百分比的容量，不能直接证明启动性能满足要求，也不能代替谐波和环境条件的评估。冗余则涉及另一个问题：某台机组不可用时，哪些负载仍必须获得供电？应单独明确这项需求及相应的运行安排。

负载曲线中也要列出低负载时段。决定明显增大机组容量前，应对照所选发动机和机组的运行要求检查这些时段。供应商需要了解日常负载，也需要了解最高需求。

9. 核对选型依据与实际供货配置

报价应列明发动机、交流发电机和控制配置，以及声明的功率等级、电气系统和现场条件。索取与负载清单对应的启动或负载阶跃评估，并约定用于验证项目要求的测试条件和记录。尚待项目确认的假设，也应一并列出。

查看GOODWIND的采用Cummins发动机的机组系列时，应将推荐型号及完整配置与负载清单对应起来，核对报价中的输出和性能评估是否针对实际供货设备。

我们的制造与质量资料介绍了一套可记录输出、带载能力及电气参数（包括动态参数）的测试系统。对于具体订单，应在技术沟通时约定负载阶跃、运行条件、验收标准和测试记录。

10. 准备选型与询价资料

向GOODWIND提供应用、目的地、供电任务、电压、频率、相数和负载清单，同时补充电机启动信息、UPS或变频驱动设备的输入数据、海拔、温度及安装形式。扩建计划，以及某台机组不可用时仍需维持供电的要求，也应一并说明。

提供现有图纸和设备制造商资料，注明决策期限。尚缺的信息做好标记，以便在技术沟通中逐项补齐。负载清单、运行顺序和现场条件，应对应同一版项目资料。

需要机组选型与报价时，可联系GOODWIND，提供您的负载和现场要求。

采购者常见问题

能否根据每月电费单选择发电机？

每月kWh反映一段时间内消耗的电能。评估容量需要同时运行需求和启动事件。有条件时，可提供需量记录，用来补充负载清单、了解设施的实际运行规律。

电机应该使用哪个kW数值？

先确认制造商给出的数值是轴端输出，还是电气输入。如果是轴端输出，还需取得效率数据才能换算。把数据依据写在数值旁，确保各家供应商采用相同的输入条件。

两份报价中的容量应该怎样比较？

先比较供电任务、额定条件、电压、频率和现场条件，再对照同一份负载清单，检查配置和启动评估。这样更容易判断方案是否合适，也能解释单看kVA数字看不出的差异。