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交流发电机和发电机组额定值的定义 交流发电机上的kVA额定值主要受绕组绝缘系统的热能力控制 交流发电机的额定值定义了其向连接负载提供电力的能力。额定值以kVA为单位，并且是在发电机组应用中交流发电机选型的起点。虽然在选型和选择过程中还必须考虑其他因素，但本文讨论的主题包括额定值和占空比的定义、行业中使用的术语以及这如何为协助GOEM为其发电机组选择合适的交流发电机提供信息。 交流发电机额定值 交流发电机的kVA额定值主要取决于绕组绝缘系统的热容量和所需的预期使用寿命。对于给定的使用寿命，绝缘等级越高，交流发电机运行时的热量越高。 下表列出了用于对绝缘系统的性能进行分类的字母和相应的标称工作温度。 现代绕组绝缘的行业标准是低压系统为H级（<1kV），中压和高压系统为F级（>1kV）。 然而，应该注意的是，分配给绝缘系统等级的字母不一定与交流发电机额定的温升等级相同。如果交流发电机上的kVA额定值导致运行温度低于绝缘系统的标称容量，则运行寿命会延长。相反，如果kVA额定值导致高于绝缘系统标称能力的工作温度，则工作寿命会缩短。 这两种情况都是可接受的运行条件，但是在为特定应用选择交流发电机时，必须考虑交流发电机绕组的预期寿命。 示例：备用电源与主电源应用 在典型的备用电源应用（例如医院）中，每年的运行时间很可能少于200小时。在安装的整个生命周期内，例如15年，这相当于总共多3000小时运行时间。鉴于运行时间相对较低，交流发电机可以在更高的温度下运行，因此额定值相对较高。 出于这个原因，客户将在备用应用的交流发电机上达到kVA额定值峰值。 然而，在连续运行的应用中，例如嵌入式发电方案，运行时间可能高达每年8000小时。这相当于在同样的15年期间运行超过120000小时。在这种情况下，绕组的温度必须使用相对较低的kVA额定值来降低。 因此，客户的交流发电机将达到F级甚至B级kVA额定值。 热损伤曲线说明绝缘寿命随工作温度的变化，并与其他工具结合使用，以便在为特定发电应用的交流发电机指定额定值时做出选型和选择决定。 发电机组额定值 发电机组额定值原理引入了备用和主电源应用的概念。在ISO8528-1的指导下，发电机组额定值的定义按应用分为四个类别。 ■ 应急备用电源，（ESP额定值） ■ 限时主电源，（LTP额定值） ■ 主要额定功率，（PRP额定值） ■ 连续运行功率，（COP额定值） 每个定义都规定了以下标准： ■ 负载类型 其中包括可变负载，即负载循环的幅度和持续时间不同，另外还有恒定负载，即负载保持恒定水平，但负载循环的持续时间可能会有所不同。 ■ 每年运行小时数 将平均负载水平与发电机组的指定额定值进行比较，并表示为额定kVA的百分比。发电机组必须能够在规定的小时数中在平均负载水平运行。 ■ 过载要求 过载能力表示可在指定的持续时间内高于指定kVA额定值的百分比。 交流发电机额定值的术语和定义因行业而异，与发电机组使用的术语和定义不一致。交流发电机的定义以国际标准ISO 8528-3、IEC 60034-1和一些全国标准（如NEMA MG 1-32（北美））为指导，这些标准本身引入了进一步的变化。 下表总结了根据ISO 8528-1对发电机组的定义以及ISO 8528-3和IEC 60034-1对交流发电机的定义。尽管存在差异，但该表显示了如何匹配交流发电机与发电机组的额定值和运行负荷。 需要注意的是，与标准相比，GOEM可能决定提供更高水平的性能，例如更高的平均负载或更长的运行时间。 在将交流发电机与发电机组额定值和应用相匹配时，需要考虑到这一点。

气缸套高频振动是柴油发电机产生穴蚀的根本原因 导读：发生穴蚀破坏的除了柴油发电机气缸套零件外，还有轴瓦、喷油泵注塞、螺旋桨桨叶及离心泵叶轮等。机件穴蚀破坏问题日益引起人们的关注，尤其是缸套穴蚀已是柴油发电机的重要问题，引起国内外的重视与研究。气缸套穴蚀是柴油发电机普遍存在的严重问题。随着柴油发电机的功率增加、强载度提高和高速、轻型化，气缸套穴蚀破坏就成为妨碍柴油发电机正常运转的首要问题，严重地影响柴油发电机的工作可靠性和气缸套的使用寿命。 一般说来，高速、轻型大功率柴油发电机，不论是开式冷却还是闭式冷却，气缸套都有不同程度的穴蚀。有的柴油发电机投入运转不久(仅几十小时)就会在气缸套外圆表面上出现穴蚀小孔，甚至柴油发电机运转不足千小时缸套就因穴蚀穿孔而报废，此时缸套内表面尚未磨损。二冲程十字头式低速柴油发电机气缸套基本不发生穴蚀破坏。 1．穴蚀部位：缸套穴蚀发生在湿式气缸套外圆表面上，一般集中在柴油发电机的左右侧方向，特别是承受侧推力 一侧的偏上方；冷却水进口、水流转向处和水腔狭窄处对应的缸壁上；缸套下部密封圈附近缸壁。缸套冷却水腔除缸套穴蚀外，不应忽视气缸套和气缸体材料的差异和材料内部的各种电化学不均匀性导致的宏观和微观电化学腐蚀。这两种腐蚀同时存在或交替进行均会加重缸套的腐蚀。此外，冷却水(海水或淡水)的水质、含气量、流速等均对穴蚀有影响。 2.气缸套穴蚀机理 1）一般穴蚀机理：迄今为止，关于穴蚀机理的论述很多，其中较为普遍接受的一种理论认为：机件发生穴蚀的先决条件是机件浸于液体中，并与液体有相对运动，或机件在液体中受到某种能量的传递作用，形成液体中的局部瞬时高压或瞬时高真空。在瞬时高真空区，液体汽化形成气泡，或溶于水中的空气以空泡形式从液体中分离出来；在另一瞬间形成高压时，空泡、气泡被压缩，泡内气体迅速液化而使气泡溃灭，这时周围液体急速冲向溃灭处，产生极强的冲击波作用在金属表面。频繁地冲击，使机件表面金属逐渐剥落。与此同时，金属表面还产生微观电化学腐蚀，两种腐蚀交替进行共同作用致使机件穴蚀破坏。 2) 柴油发电机气缸套外圆表面与气缸体(或机体)构成冷却水空间，在狭小的环形通道中流动着淡水或海水。柴油发电机运转时，由于缸套和活塞之间的间隙，活塞在侧推力作用下不断地冲撞着缸壁的左、右侧，使气缸套产生高频振动。缸套高频振动和缸壁的弹性变形使冷却水空间的容积交替地增大和减小，冷却水相应交替地膨胀与被压缩。膨胀时受拉伸作用形成瞬时低压，被压缩时形成瞬时高压。此外，冷却水进口和流动时产生涡漩使冷却水通道内压力变化，也会形成瞬时高压或低压。在瞬时低压时产生气泡，瞬时高压时气泡溃灭，缸套外圆表面频繁受到冲击和微观电化学腐蚀作用而破坏。 3．影响缸套穴蚀的因素：生产中并非所有的筒状活塞式柴油发电机气缸套都发生穴蚀破坏，即使是发生穴蚀破坏其程度也各不相同。缸套穴蚀与柴油发电机的机型、结构、爆发压力、冷却水腔和冷却介质、柴油发电机的工艺参数等有关。 1）缸套振动。柴油发电机运转中气缸套高频振动是产生穴蚀的根本原因，缸套振动强度与以下各点有关：（1）活塞与气缸套之间的配合间隙：活塞在气缸中运动时，活塞对气缸壁的冲击能量的大小取决于活塞质量和活塞在气缸中横摆时的速度。活塞质量固定不变，但速度随着活塞与缸套之间的配合间隙的增加而增大。所以，活塞对缸壁的冲击能量取决于活塞与缸套配合间隙的大小。配合间隙大，活塞横摆加速度大，冲击前壁能量大，则缸套振动增强。（2）缸套刚度：缸套刚度直接影响缸套的振动。刚度大，受活塞冲击时缸套变形小，振动小，可有效地防止穴蚀。缸套刚度除与其材料有关外，还与缸套壁厚和纵向支承跨距的大小有关，缸壁厚度增加，支承跨距缩短，缸套刚度增大。气缸套与气缸体(机体)之间的配合间隙对缸套的刚度亦有影响。如果柴油发电机缸套与缸体铸成一体，缸套刚度增大，可有效地防止穴蚀。（3）冷却水腔结构 冷却水腔通道太窄，水流速度增高，容易产生空泡。柴油发电机设计时要求冷却水腔内水流速度应小于2m/s，水腔宽度t为14%D (D为气缸套内径)或不小于10mm，各处均匀一致，水流畅通不形成死水区和涡流区，有利于降低缸套穴蚀。柴油发电机把冷却水腔窄处由1.5mm增至7mm，大大降低缸套穴蚀。 2）冷却水温度与压力：冷却水温度过高将加速腐蚀的进程，但也不宜长期水温过低。实验表明，钢铁和铝等金属材料在淡水温度为50～60oC时穴蚀严重，随着水温的升高，穴蚀破坏减轻。从发挥柴油发电机的效能和降低腐蚀、穴蚀出发，冷却水腔淡水温度在80～90oC为好。冷却水压力高可以抑制空泡的形成，减少穴蚀的发生。但冷却水压力提高将使其温度升高而加速穴蚀。 4．防止缸套穴蚀的措施 除从材料和结构上的改进来防止和降低缸套穴蚀外，对柴油发电机气缸套穴蚀，还可采用以下措施： （1）缸套外圆表面覆盖保护层或强化层。采用镀铬、渗氮、喷陶瓷、涂环氧树脂或涂尼龙等工艺使金属表面与冷却水隔开，或使缸套外圆表面强化，可有效地防止电化学腐蚀与穴蚀。 （2）在冷却水腔内安装锌块实施阴极保护防止电化学腐蚀；例如柴油发电机气缸套外表面安装锌带并坚持定期更换取得防止穴蚀的良好效果。 （3）在冷却水中加入缓蚀剂；例如乳化油缓蚀剂或被膜缓蚀剂，使在缸套外表面上形成一层较薄的连续保护膜，不仅可以防止电化学腐蚀，而且可以减弱空泡破裂时的冲击波对缸套外表面的冲击作用，从而减轻穴蚀。 结论：在实践中防止或减轻穴蚀的方法很多，选用时依具体机型、结构和产生穴蚀的原因而定，以取得良好效果。