1.1 内燃发电机组的组成与分类

1.1.1 内燃发电机组的组成

内燃发电机组主要由内燃机（柴油机或汽油机）、交流同步发电机、控制箱（屏）、联轴器和公共底座等部分组成，图1-1和图1-2所示分别为柴油发电机组和汽油发电机组组成示意图。生产的成套机组，在一般情况下都是由一公共底座将内燃机、交流同步发电机和控制箱（屏）等主要部件安装在一起，成为一个整体，即一体化内燃发电机组。而大功率机组除内燃机和发电机装置在型钢焊接而成的公共底座上外，控制屏、燃油箱和水箱等设备均需单独设计，以便移动和安装。

内燃机的飞轮壳与发电机前端盖轴向采用凸肩定位直接连接构成一体，并采用圆柱形的弹性联轴器由飞轮直接驱动发电机旋转。这种连接方式由螺钉固定在一起，使两者连接成一体，保证了内燃机的曲轴与发电机转子的同心度在规定范围内。

为了减小噪声，机组一般需安装专用消声器，特殊情况下需要对机组进行全屏蔽。为了减小机组的振动，在内燃机、发电机、控制箱和水箱等主要组件与公共底座的连接处，通常装有减振器或橡胶减振垫。有的控制箱还采用二级减振措施。

1.1.2 内燃发电机组的分类

内燃发电机组的分类方法很多，根据发动机额定转速的高低可将其分为高、中、低速机组；根据机组输出额定功率的大小可将其分为大、中、小型机组；根据发电机组的输出电压频率可将其分为交流发电机组（中频400Hz、工频50Hz）和直流发电机组，当电压频率为50Hz时，中小型发电机的标定电压一般为400V（三相）或230V（单相），大型发电机的标定电压一般为6.3～10.5kV。但更常用的分类方法是根据内燃发电机组使用的燃油种类、控制方式、用途及其外观构造进行分类。

（1）按照燃油种类分类

①汽油发电机组　汽油发电机组的额定输出功率一般都比较小，通常在0.5～12kW之间；其发动机大多采用单缸、风冷汽油机；输出电压大多为单相220V，频率50Hz；少数特殊场所，也有采用多缸、水冷发动机，中频（400Hz）和三相（380V）输出的；汽油发电机组具有体积小、重量轻、噪声相对较小、价格便宜、移动方便等一系列优点，主要应用于负载功率较小、要求临时应急供电的一般性场合（如临街独立门面、小型建筑工地临时停电的应急照明以及缺乏市电用户的夜间照明等），当用户的负载功率大于6kW时，建议优先选择相应型号的柴油发电机组，以增加供电系统的可靠性。

②柴油发电机组　柴油发电机组的生产成本要高于同功率等级的汽油发电机组，但其工作稳定性要优于汽油发电机组，所以柴油发电机组的应用领域比汽油发电机组要广泛得多。柴油发电机组的输出功率从1kW到上千千瓦不等，输出电压大多为单相220V/50Hz或三相380V/50Hz，也有少数大功率、高电压、能够并网输出的柴油发电机组。柴油发电机组广泛应用于工业、农业和国防等各个领域，并得到用户广泛认可。

（2）按控制方式分类

①手动机组　这类机组最为常见，机组具有电压和转速自动调节功能，操作人员在机房现场对机组进行启动、合闸、分闸和停机等操作。此类机组通常作为主电源或备用电源。

②自启动机组　自启动机组是在手动机组的基础上，增加了自动控制系统。当市电突然停电时，机组具有自动启动、自动调压、自动调频、自动进行开关切换和自动停机等功能；当机组机油压力过低、机油温度和冷却水温过高时，能自动发出声光报警信号；当机组超速时，能自动紧急停机保护机组。自启动机组的优点是大大减少了对操作人员的依赖性，缩短了市电中断至由机组供电之间的间隔时间。此类机组通常作为备用电源。

③微机控制自动化机组　机组由性能完善的内燃机、同步发电机、燃油（机油、冷却水）自动补偿装置和自动控制屏等组成。自动控制屏采用可编程自动控制器（PLC）或单片机控制，除了具备自启动机组的各项功能外，还可按负荷大小自动增减机组、故障自动处理、自动记录打印机组运行报表和故障情况，对机组实行全面自动控制。由串行通信接口（RS232、RS422或RS485）实现中心站对分散于各处的机组进行实时的遥控、遥信和遥测（俗称“三遥”），从而达到无人值守。机组的自动化程度可按实际需要配置。此类机组特别适合用作应急电源。

（3）按用途分类

①常用机组　这类发电机组常年运行，一般设在远离电力网（或称市电）的地区或工矿企业附近，以满足这些地方的施工、生产和生活用电。目前在经济发展比较快的地区，由于电力网的建设跟不上用户的需求而设立建设周期短的常用内燃发电机组来满足用户的需要。这类发电机组一般容量较大，对非恒定负载提供连续的电力供应，对连续运行的时间没有限制，并允许每12h内有1h过负载供电时间，过负荷能力为额定输出功率的10%。这类机组因其运行时间较长、负载较重，相对于本机极限功率的许用功率被调至较低点。

②备用机组　在通常情况下用户所需电力由市电供给，备用机组是当市电限电拉闸或其他原因中断供电时，为保证用户的基本生产和生活而设置的发电机组。这类发电机组常设在电信部门、医院、市电供应紧张的工矿企业、机场和电视台等重要用电单位。这类机组随时保持备用状态，能对非恒定负载提供连续的电力供应，对连续运行的时间没有限制。

③应急机组　对市电突然中断将造成较大损失或人身事故的用电设备，常设置应急发电机组对这些设备紧急供电，如高层建筑的消防系统、疏散照明、电梯、自动化生产线的控制系统、重要的通信系统以及正在给病人做重要手术的医疗设备等。这类机组应能在市电突然中断时，能迅速启动运行，并在最短时间内（尽量缩短UPS——交流不停电电源的供电时间）向负载提供稳定的交流电源，以保证及时地向负载供电，这种机组自动化程度要求较高。

（4）按外观构造分类

①基本型机组　基本型机组的外观如图1-3所示。基本型机组是平时见得最多的内燃发电机组，它可能是手动机组、也可能是自启动机组或微机控制自动化机组。

②静音型机组　静音型机组的外观如图1-4所示。静音型机组与基本型机组的本质区别是机组外部安装了隔声罩，消声器内置，降低了机组的噪声。这种机组适用于要求噪声低的特殊场合，如学校、医院和高级电梯公寓等。

③车载机组　车载机组的外观如图1-5所示。车载机组是将整台内燃发电机组安装在汽车车厢内，通常其厢体要作静音降噪处理，是专门为应急供电而设计制造的机组。

④拖车机组（电站） 拖车机组（电站）的外观如图1-6所示。通常拖车机组是在静音型机组的基础上加装了拖卡，实现了机组的便捷式移动，适用于城市范围内的短距离应急供电。

⑤方舱（集装箱）式机组　方舱式机组的外观如图1-7所示。方舱式机组是将整台发电机组安装在方舱内，是专门为野外工程建设供电而设计制造的机组，机组功率一般在500kW以上。

1.1.3 内燃发电机组的性能等级

国家标准GB/T2820.1—2009《往复式内燃机驱动的交流发电机组》第1部分：用途、定额和性能中的第7条对内燃发电机组规定了四级性能。

①G1级性能：要求适用于只需规定其基本的电压和频率参数的连接负载。主要作为一般用途，如照明和其他简单的电气负载。

②G2级性能：要求适用于对电压特性与公用电力系统有相同要求的负载。当其负载变化时，可有暂时的然而是允许的电压和频率偏差，如照明系统、风机和水泵等。

③G3级性能：要求适用于对频率、电压和波形特性有严格要求的连接设备，如电信负载和晶闸管控制的负载。

④G4级性能：要求适用于对频率、电压和波形特性有特别严格要求的负载，如数据处理设备或计算机系统。

1.1.4 内燃发电机组的型号含义

目前，国内汽油发电机组没有统一的命名方式，大部分国产柴油发电机组的型号排列如图1-8所示。其中数字代表的型号含义如下。

1——机组输出的额定功率（kW），用数字表示。

2——机组输出电流的种类：G—交流工频；P—交流中频；S—交流双频；Z—直流。

3——机组的类型：F—陆用；FC—船用；Q—汽车电站；T—挂（拖）车。

4——机组的控制特征：缺位为手动（普通型）；Z—自动化；S—低噪声；SZ—低噪声自动化。

5——设计序号，用数字表示。

6——变型代号，用数字表示。

7——环境特征：缺位为普通型；TH—湿热带型。

举例：

①150GF8-2——额定功率为150kW、交流工频、陆用、设计序号为8、第2次变型的普通型柴油发电机组；

②500GFZ——额定功率为500kW、交流工频、陆用、自动化柴油发电机组；

③120GFS5——额定功率为120kW、交流工频、陆用、低噪声、设计序号为5的柴油发电机组；

④200GFSZ1——额定功率为200kW、交流工频、陆用、低噪声、设计序号为1的自动化柴油发电机组；

⑤300GFC1——表示额定功率为300kW、交流工频、船用、设计序号为1的柴油发电机组；

⑥75PT1——表示额定功率为75kW、中频400Hz、挂（拖）车式、设计序号为1的柴油发电机组（电站）；

⑦200GT1——额定功率为200kW、交流工频、挂（拖）车式、设计序号为1的柴油发电机组（电站）；

⑧150GQ1——额定功率为150kW、交流工频、汽车式（车载）、设计序号为1的柴油发电机组（电站）；

⑨24ZQ1——额定功率为24kW、直流输出、汽车式（车载）、设计序号为1的柴油发电机组（电站）。

注意：有的柴油发电机组型号含义与上述型号含义有所不同，尤其是进口或合资企业生产的机组是由机组生产企业自行确定的。例如威尔信柴油发电机组：机组型号前面都带有字母“P”，是Perkins（伯琼斯）的缩写；机组型号后面有带“E”和不带“E”之分，带“E”的机组为备用功率，不带“E”的机组为常用功率；机组型号中的数字代表机组的容量（kV·A）。如P900E型威尔信柴油发电机组的基本含义为：发动机采用伯琼斯柴油机，机组备用功率为900kV·A（720kW）。若机组装配手动控制屏，则机组只能在手动状态下工作。若机组装配任意一种自动控制屏，则机组可选择在手动或自动状态下工作。