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摘要：深入研究了配網供電中備用發電機的作用以及備用發電機并聯入網結構，綜合分析了備用發電機選擇的技術、經濟、環境指標，并從發電機容量、發電機類型、發電機臺數和發電機控制等方面研究了備用發電機的應用，以期為供電企業電網規劃提供有益的參考。

關鍵詞：供電企業；配網供電；備用發電機；自動化控制

引言

根據《供配電系統設計規范》（GB50052—2009），配電網除雙重電源供電外，還應當增設應急電源，并嚴禁將其他負荷接入應急供電系統。其中，應急電源是指維持電氣設備、電氣裝置運行的供電系統，其設置目的是降低非正常停電對環境、設備造成的損失和傷害。

1備用發電機在配網供電中的并網方式

在配網供電系統中，備用發電機可通過并聯方式并網，如圖1所示，且每個發電機都具備能夠調節子電壓和頻率的控制器。當配網供電中斷時，控制器會自動啟動備用發電機，經總線并聯兩臺及以上的備用發電機，實現備用發電機荷載負載均衡，保障各發電機均衡提供負載需要的總電量。通過多臺子備用發電機均衡負載，可滿足特殊情況的供配電需求。

2備用發電機組選擇依據

在選擇備用發電機時，應根據供電配網內供電保障類型合理選擇備用發電機組。當備用發電機組作為通信保障供電時，必須符合《通信用柴油發電機組的進網質量認證檢測實施細則》24項性能指標要求和GB2820—1997中G3、G4級發電機規定要求，并通過行業主管部門設立的通信電源設備質量檢驗監督。當備用發電機組作為軍事通信供電用柴油發電機組時，應滿足《通信電源設備的質量檢測標準》相關規定和GB2820—1997中相關要求，并經相關組織部門檢驗。在選擇備用發電機組時，應重點考慮發電機組機械性能、電氣性能、負荷容量、變化范圍和自動化功能等。結合發電機組用途，確定備用發電機容量、變化范圍，并根據供電保障需求合理選擇發電機組自動化功能。

3備用發電機組選擇要求

根據供電配網相關政策要求，選擇備用發電機時應重點關注以下性能指標：

3.1外觀要求

在選擇備用發電機時，應根據供配電要求合理選擇發電機界限尺寸、安裝尺寸、連接尺寸等，并檢查機組焊接質量、焊縫質量，確保焊縫均勻，無虛焊、空焊、漏焊、夾渣、氣孔等問題，確保發電機外觀無明顯裂縫、脫落、銹蝕等現象，鍍層應光滑，機組緊固件應緊固到位，無松動、脫落等問題。備用發電機電氣安裝應符合電氣電路圖要求，機組各導線連接處不應出現易脫落的明顯標志，柴油發電機端子接觸應良好、可靠。此外，在備用發電機進場時，應重點檢查發電機標牌內容，確保發電機型號、參數與標牌相符。

3.2絕緣電阻與絕緣強度

備用發電機選擇應符合配電網絕緣電阻和絕緣強度要求，備用發電機獨立電氣回路接地及回路間絕緣電阻應不小于2MΩ，回路接地及回路間承載的交流試驗電壓應確保1min內無擊穿或閃絡問題。回路電壓和試驗電壓應控制在100～1440V。

3.3相序要求

發電機控制屏幕接線端子相序排布應遵循自左至右或由上而下的順序。

3.4運行溫度要求

備用發電機運行應具備加熱裝置，滿足特殊情況下應急啟動及快速加載時機油溫度要求。備用發電機冷卻介質溫度應大于15℃。

3.5備用發電機可靠性檢查

在供電配網中，為滿足應急情況下備用發電機快速啟動、切換要求，供電企業應定期對備用發電機進行可靠性檢查，重點檢查備用發電機接到自控或遙控啟動指令后是否自動啟動；機組自動啟動3次失敗后是否自動發出啟動失敗信號，控制程序是否將啟動指令發送給另一臺備用機組；啟動命令發出至供電荷載時間應控制在3min以內；備用發電機加載后不應低于標定負載的50%；當發出停機指令或供配電供電恢復后，備用發電機控制是否能夠實現自動切換或自動停機，且其停機延遲應符合發電機參數要求。

3.6電力參數

在備用發電機容量滿足應急供電要求的前提下，備用發電機空載電壓整定范圍應控制在標定電壓的95%～105%。同時，備用發電機應具備相應的自動保護功能，當發電機組、線路出現250kW以內短路、過電流、溫度過高、油壓過低時，備用發電機應自動報警。同時，在空載額定標壓下，備用發電機線電壓波形正弦畸變率應控制在5以內，電壓穩態調整率應控制在32%以內，電壓穩定時間應小于1.5～2s，電壓波動率應小于0.5%。

3.7噪聲控制

根據相關技術要求和城市噪聲控制要求，備用發電機1m處噪聲聲壓平均值應低于102dB，其運行時外部噪聲中，白天噪聲應低于50dB，夜間噪聲應低于45dB。經研究表明，當噪聲低于40dB時，工作人員能夠保持注意力集中；當噪聲高于50dB時，工作人員易出現情緒暴躁、聽力下降、神經衰弱等問題。因此，供電企業在選擇發電機組時應加強對噪聲控制的衡量，保障供電企業工作人員身心健康。

3.8運行工況

除備用發電機電力參數要求外，還需綜合考慮發電機負荷和能耗，在標定工況下連續運行12h（包括過載10h，運行1h）情況下，測算發電機組能耗情況，并與技術說明書進行核對，確保發電機能耗滿足經濟指標控制要求。在運行工況監測工程中，供電企業應對發電機組運行狀態進行檢查，重點檢查有無漏水、漏氣等情況。

3.9備用發電機組自動化控制要求

根據關鍵供電保障區域用電負荷、容量、切換保障時間等要求，供電企業應合理選擇智能型機組和非智能型機組。一般而言，發電容量200kW以上時應選擇智能型發電機組，其自動化控制水平應能實現遙控開關、緊急停車、主備切換、工作狀態切換、自動和手動工作方式切換、異常保護、輸出功率遙測等功能，并具備通用型通信接口，包括R5-232和RS-485/422接口，并支持完整的通信協議。

4備用發電機組選擇

在配網供電系統中，備用發電機組主要用于應急供電迅速恢復、切換、應急保障等。一般而言，備用發電機通常長期處于停機備用狀態，只有當供配電網絡全部出現故障斷電時才會啟動備用發電機組，當主用電源恢復正常后，通過自動切換或手動切換方式切斷備用發電機組的供電。在選擇備用發電機組時，應重點考慮發電機組容量、機組臺數、發電機類型和控制技術。（1）發電機容量選擇。作為備用發電機，其時間間隔一般小于12h，可按用戶功率計算12h內用電容量，并以此選擇相應容量的備用發電機。備用發電機組容量應滿足一級負荷中單臺最大負荷要求，并對發電機輸出功率進行校驗，防止因輸出功率不足而影響用戶供電可靠性。（2）備用發電機臺數確定。為滿足備用發電機的可靠性要求，避免因單臺發電機故障影響應急情況下供電需求，至少選擇兩臺備用發電機組成發電機組，必要時可選擇兩臺以上發電機組成并聯供電系統。應選擇相同型號、功率、容量、調壓、調速特性的發電機，并按比例分配功率荷載，避免出現一臺備用發電機故障情況下，單臺發電機長時間過載導致設備故障、供電中斷等問題。（3）發電機類型選擇。綜合發電機技術指標和經濟指標，供電企業應選擇低油耗、高速、增壓發電機。相較于其他類型的發電機，高速發電機單機容量大，占據空間小，調速性能良好，可滿足應急情況下快速切換、恢復供電的技術要求。發電機類型應選配無刷勵磁或復勵裝置的同步電機，該類型電機故障率低，維護維修簡單方便，能夠降低供電企業設備維護成本，提高供電企業經濟效益。（4）備用機組控制。為保障供電系統故障時備用發電機能夠快速投入、啟用，供電企業應加強備用發電機組控制邏輯、控制方式，并進行合理設計和選擇。當主電源故障時，備用機組應能快速啟動并恢復供電，一級負荷切換時間要求一般為幾秒至十幾秒，應根據用戶供電需求合理確定。當重要用戶供電中斷后，備用發電機應經3～5s延時確定，以此避開瞬時電壓降低及供電電網合閘或其他備用發電機投入時間，經確定后，發電機組控制系統發出控制指令，發電機組啟動。

5結語

新時期背景下，供電企業作為國民經濟生產、生活的主要動力來源，其重要性不言而喻。受自然、設備、突發情況等影響，供電企業主電源故障、中斷供電等風險客觀存在，將對生產、活動、軍事、醫療等方面產生重要影響。在此背景下，供電企業應結合用戶用電需求和供電保障要求，深入研究備用發電機技術方案，從技術性、經濟性等方面合理選擇備用發電機，保障供電企業供電連續性、可靠性，降低非正常斷電對用戶生產、生活的影響，提高用戶滿意度。

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作者：趙松雷 趙炳旭 單位：國網吉林白山市江源區供電公司