大型建筑物的自备应急电源对保证工程在外部电源故障或意外灾害情况下，建筑物内人员和设备的安全具有重要意义。自备应急电源主要保证建筑物中的消防报警系统、灭火系统、应急照明、应急运输、智能系统等应急设备能够正常工作。作为工程的应急电源，应具有完善的自动控制和保护功能。

柴油发电机组是以柴油为动力，拖动工频交流发电机组的发电设备。因其具有结构紧凑、热效率高、启动迅速、燃料储存方便等特点，广泛运用各类建筑物中。柴油发电机组的单机容量在1kW～1MW之间。

我国的柴油发电机组的供电参数为：输电电压230/400V，频率50Hz，功率因数cosφ＝0.8；机组转速为1500r/min。

柴油发电机组主要由柴油机、发电机和控制盘三部分组成。这些设备可以组装在一个公共底盘上，而控制盘和其它附属设施单独设置，形成固定柴油发电机组。

9.5.2柴油发电机组的特性

1.负载特性

国标规定柴油机的铭牌标定功率是在标准大气压情况下连续运行12h的{zd0}功率。持续长期运行的功率是铭牌功率的90％。超过铭牌功率10％时可过载运行1h(包括在12h以内)。国标GB1105规定的柴油发电机组的工作环境为：大气压100kPa，环境温度25℃，相对湿度30％。柴油机是吸收外部空气运行的机组，大气中含氧量不同时，机组输出功率会有所不同。例如：在海拔2000m，环境温度30℃，相对湿度60％的情况下，柴油发电机组的输出功率为铭牌功率的71％。

2.调压特性

发电机的调速特性是指发电机{zd0}电压调节装置在各种情况下调节发电机输出电压的性能发电机的输出电压应该保持稳定，发电机各种励磁方式的调压特性有所不同。

对于静态调压，是指发电机负载由空载逐渐增加负荷至满载时，发电机输出电压的变化，一般不超过额定电压的＋－3％，以及发电机在满载情况下由冷却状态至发热状态其输出电压的变化，一般不电压额定电压的2％。

发电机的动态调压特性是指发电机负荷由空载突然增加负荷到满载或相反时发电机输出电压的{zd0}波动值和稳定时间，以及发电机直接起动一定容量电动机时电压{zd0}波动值和稳定时间。{zd0}电压波动不得引起过电压动作保护，低值不得引起电磁操作设备跳闸和欠压保护动作。稳定时间为1～3s。

3.调速特性

柴油发电机机组都装有调速机构以保证在各种情况下转速能够稳定，从而保证机组输出电源的频率恒定。柴油机调速特性的好坏直接影响到机组输出电源的质量。柴油发电机的调速特性取决于调速器的性能。机械式调速器的性能较差，但机构简单；液压式性能较好，但机构复杂；电子式的性能也不错，但可靠性不足。

柴油发电机调速特性有静态和动态两种。静态特性是指柴油机所带负载由空载逐渐满载时转速的变化，一般控制在额定转速的5％以下，且调节过程不得振荡。动态特性是指负载在空载和满载直接突然变化，这对柴油机是一个严峻的考验。其主要技术指标有：瞬时调速率－机组转速的{zd0}变化值与机组额定转速之比；稳定时间－机组转速从自过渡过程开始至机组重新稳定在允许偏差范围以内的时间。机组瞬时{zg}转速不得引起机组的超速保护装置动作，稳定时间不大于7s。

4.耗油量

柴油机的发出额定功率时的耗油量是衡量机组发电效率的主要经济指标，一般以每小时的耗油量为准。

9.5.3自动控制的要求

社会需要促进技术的进步。重要建筑物、通信、工业控制等实际工程的需要促使了柴油发电机的自动化技术的发展。柴油发电机的自动化技术包括控制、保护和通信三部分。

1.控制功能

自控就是以设备装置本身完成一些控制要求。如自起动，柴油发电机组接到正常电源事故的信号，机组要在很短的时间内自动供电。国家规范规定这个时间要不低于15s。当柴油发电机组工作时，正常电源恢复，机组应切换回正常电源，柴油机卸载冷却停机。

有多台机组并列运行要求的，由自动并车系统自动合闸并网运行。在多台机组并列运行时，需要自动检测机组的输出频率与额定频率的偏差和各机组所带负荷与额定负荷的偏差，并进行一定的调节，以保持偏差不超过允许的数值。当自控系统发生事故时，要求能够切换到手动控制状态，使机组能够继续运行。

2.故障保护

柴油发电机组经常是应急状态下{wy}的动力来源，属于特别重要设备，需要对机组本身作出完善的保护，以免故障时损坏机组。柴油发电机组分柴油机和发电机两部分，对柴油机的危险主要有超速、润滑油压力低、冷却水出口温度高等，对发电机的危险主要有短路、过电压、欠电压、温度过高等。针对这些危险的保护措施一般是自动跳闸停机并发出声光报警。

3.通信及遥控

柴油发电机组的运行参数、设备工作状态、故障情况等信息，经过采样处理后，可通过通信接口进行异地控制。

4.功能选择

以上这些控制措施都需要相应的逻辑控制设备和软件完成。经过多年开发研制，自动化控制系统已经比较完善。自动化系统对于不同容量来说没有本质区别，造价取决于控制功能的多少。

影响柴油发电机组选型因素主要有负荷性质、负荷大小、负荷变化情况及机组工作环境、控制要求和经济条件比较等。机组选型应包括单机容量、自控方式、备用容量、励磁方式选择等。

1.机组容量的确定

柴油发电机组属于应急电源，所带的负荷为应急负荷，其负荷性质、容量大小应严格遵照国家有关规定计算。应能满足应急负荷中{zd0}鼠笼电动机直接起动。机组的输出功率按环境条件修正后的数值选定。应急电站一般只设置一台自起动机组，应急情况下可分次加载。若容量不够需要一次加载多台机组要求必须具备相关的自控功能。

2.转速

柴油发电机组的转速取决于柴油机的转速。目前柴油机的转速有600、750、1000、1500r/min四种。对于相同输出功率的柴油发电机组而言，高速机要比低速机体积小、重量轻，节约土建造价。但是，高速机在同等的制造工艺条件下寿命要短，所需要的燃油质量高。

3.机组的增压

有的柴油机带有增压设备。燃烧所需要的空气是通过增压设备后进入柴油机气缸的，空气密度要高得多。因同样的气缸可以燃烧更多的燃油，输出功率可大大提高。同样型号的增压机组可提高输出功率50％以上。

4.发电机的结构

柴油发电机一般为卧式，按励磁方式分带直流励磁、自激恒压和无刷励磁三种。

带直流励磁的发电机有换相器和炭刷，故障多，目前也不用。自激恒压是使用大功率半导体二极管进行整流，取消了故障率高的直流换相器，是流行机型。无炭刷励磁发电机是更先进的产品，其制造工艺水平要求高，体积最小，可靠性{zg}。

5.励磁方式

发电机的励磁调压方式有：碳阻式、磁放大器式、可控硅式、相复励式、三次谐波式等。碳阻调压器历史悠久，磁放大式配套于带直流励磁机，目前都已经不用。可控硅调压设备体积小、重量轻、精度高，可靠性和强励磁特性取决于可控硅质量。可控硅自恒压发电系统对弱电系统干扰较大。相复励调压装置可靠性高、过载能力强，静态指标较好，其缺点是笨重，目前运用较多。三次谐波励磁速度快、动态性能好、精巧简单，但静态指标较差，不宜并列运行，用于小容量机组。

6.并列运行

对于负荷较大或负荷波动较大的情况下，常见的选择是多台机组并列运行。并列运行的机组有趋同性的要求，{zh0}是选择同型号、同容量的机组，调压特性、调速特性等技术指标相同或接近，以保证合理的功率分配。还需要设置同步指示仪、自动并车装置和逆功率保护装置。

由于发电机组的容量不大，输出电压有畸变，并列运行后中性线上会有较大的谐波环流，对此应有可靠的限制措施。

7.设备要求

柴油发电机组的控制屏宜选用独立式的，以减少机组的振动影响。控制屏可与低压配电屏并排放置，能节约空间、方便接线。而柴油发电机组的附属设备，如油箱、冷却散热器、消声器、电起动蓄电池或气起动空气压缩机和储气瓶等，可根据具体情况取舍。