高壓發電機組的應用

1

發電機組選型

1功率類型選擇

柴油發電機組功率類型按照GB2820和ISO8528，主要有持續功率（COP），主用功率（PRP），限時運行功率（LTP）和緊急備用功率（ESP）四種。選擇哪種功率類型需根據應用要求來進行確定。

根據數據中心的不同等級(uptime有T1、T2、T3、T4四個等級；中國國標有A、B、C三個等級)，其對備用電源發電機組的功率類型有不同要求：

A、T1、T2 和B、C級數據中心可采用備用功率發電機組；備用功率發電機組總功率應大于或等于數據中心備用電源的總需求量。

B、T3、T4和A級數據中心需采用持續功率(COP)或主用功率(PRP),并明確規定采用主用功率(PRP)時，其總功率必須放大為持續功率(COP)÷0.7。舉例說明：如果一個T3或T4電站總需求量為14000KW，如果我們選擇持續功率(COP)發電機組，其總容量需大于或等于14000KW。如果我們選擇主用功率(PRP)發電機組，其總容量需大于或等于20000KW。

確定了數據中心的應用等級就可以確定柴油發電機組的功率類型。

2發電機組總功率確定

滿足了系統負載的總容量后，在確定柴油發電機組總功率時，我們必須根據不同負載和負載的配置進行進一步計算，以滿足整個數據中心負載的需求。

數據中心一般配有IT設備、UPS、空調、冷水機組等。柴油發電機組總功率確定與所配UPS，和啟動馬達，電壓降和頻率降息息相關?？ㄌ乇死蔗槍PS和三相電機有專門的選型軟件：根據IT設備容量、UPS配置方式、UPS技術參數(充電率、效率、一步加載負載率、逆變類型等)、馬達啟動方式、馬達所允許電壓降和頻率降來確定滿足電站需求的發電機組總功率。

確定了發電機組功率類型和發電機組總功率，我們根據機房尺寸確定機組數量。通常情況下，多臺發電機組并機運行時我們選用高壓發電機組。至此項目發電機組選型結束：發電機組功率類型，發電機組功率大小，發電機組電壓，發電機組數量。

2 

高壓發電機組配套電柜

數據中心備用電站高壓發電機組通常采用并聯模式，并聯高壓發電機組系統一般應配套以下系統：

1并機系統

高壓機組并機系統根據高低壓分離原則分為并機控制系統和并機開關系統(并機控制系統為低壓系統，并機開關系統為高壓系統)。

A、并機控制系統：1臺主控柜+N臺并機分控柜（每臺發電機組配置1臺并機分控柜）

主控柜控制所有發電機組并機并配置顯示屏顯示各臺發電機組并機控制狀況。分控柜監測母排和發電機組電壓并進行比對，通過調節發電機組電壓和轉速以達到發電機組與母排同步之目的，同步后給并機斷路器發出合閘命令，斷路器合閘，完成并機功能。通常裝配有各種儀表，監視發電機組和母排的電氣參數。

B、并機開關柜：

每臺發電機組配置一臺并機開關柜。當并機控制系統確定發電機組與母排同步后發出合閘命令，并機斷路器合閘，完成并機功能。通常10KV或以上并機開關柜需配置差動保護功能，以保護電力源—柴油發電機組。

C、PT柜：

每個并機母排配置一臺PT柜。PT柜是用來感應并機母排的電壓，提供給并機分控柜。并機分控柜必須有母排電壓樣本才能完成并機功能。

2直流電源系統

高壓斷路器電操機構為了保證操作可靠性通常采用直流電源，直流電源柜就是為高壓斷路器提供電操電源。其電壓和容量根據高壓斷路器的要求設計。其電壓通常有110VDC，220VDC和24VDC三種。 

3接

為了避免發電機組和配電系統接地故障所產生的不良影響，高壓發電機組通常設計接地保護系統。其接地系統通常采用中線性小電阻接地方式。在現有應用中有兩種接地系統：集中式接地系統和分散式接地系統。

A、集中式接地系統：每臺發電機組配置一個高壓接觸器，一個接地系統配置一個接地電阻的接地方式?？刂葡到y通過控制每臺發電機組的高壓接觸器，實現一個母排只允許一臺機組接地目的。同時在接地電阻器配置電流互感器測量接地電流，并采用接地故障繼電器，設定接地電流超過設定值時發出接地故障信號；

B、分散式接地系統：每臺發電機組配置一個接地電阻柜，每個接地電阻柜中配置高壓接觸器，電流互感器和接地故障繼電器。并采用控制系統控制接地系統中的高壓接觸器，實現只允許一個接地電阻接地之目的。從而實現正確的接地保護的功能。

綜上所述，并聯高壓發電機組系統需配置以下設備：

A、并機控制系統： 一個主控柜和每臺機組配置一臺并機分控柜；

B、并機開關柜：每臺機組配置一臺并機開關柜；

C、PT柜：一個并機系統配置一臺PT柜；

D、直流電源柜：其容量，電壓和數量根據系統中高壓斷路器進行設計；

E、接地電阻柜：集中式接地電阻柜和獨立式接地電阻柜；

F、饋電柜：將發電機組輸出電力與負載相連，實現配電功能。

3

高壓機組機房的設計

同功率高壓機組發動機和低壓機組發動機完全相同，其機房通風和消音設計和低壓機組機房通風和消音工程完全相同，這里不再詳細贅述。

由于空間位置受限，越來越多項目發電機組采用集裝箱設計。

無論是機房設計還是集裝箱設計，有一點需要提請注意的是：卡特彼勒高壓發電機組在配置控制面板時，根據高低壓分離的原則，使用遠置(掛墻)式控制面板，要求將控制面板(低壓系統)與高壓發電機系統(高壓系統)分開安裝，且要求控制面板必須距離高壓發電機0.7米以上。請各位安裝設計師在設計時確定每臺發電機組控制面板安裝位置。 

隨著高壓發電機組廣泛應用，我們在應用和實踐中會碰到各種各樣的實際問題，請各位在實際應用中如碰到任何問題，隨時與我司工程師聯系，我們將和大家一起共同探討問題的解決方案。也歡迎各位能將實際應用中的成功案例與我們分享。希望我們共同努力，逐步完善和優化高壓柴油發電機組的應用方案。