新聞主題	低壓柴油發(fā)電機(jī)組變升高壓改造方案

 

摘要：低壓發(fā)電機(jī)組目前是大多數(shù)康明斯用戶的應(yīng)急電源選擇，該機(jī)型通常是指市場(chǎng)上常用的230V/400V柴油發(fā)電機(jī)組。但部分場(chǎng)所由于柴發(fā)機(jī)房距離用電設(shè)施較遠(yuǎn)，會(huì)產(chǎn)生電壓降導(dǎo)致電力無(wú)法正常使用，嚴(yán)重時(shí)甚至燒壞用電設(shè)備。因此，對(duì)于已經(jīng)購(gòu)買(mǎi)低壓柴油發(fā)電機(jī)組的用戶，采取從低壓升成高壓措施變成最佳選項(xiàng)，不至于將原有低壓發(fā)電機(jī)組報(bào)廢處理致使巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

 

KTA50-GS8康明斯柴油發(fā)電機(jī)組總裝側(cè)面圖

KTA50-GS8康明斯柴油發(fā)電機(jī)組平面尺寸圖

 

 

一、高低壓優(yōu)劣對(duì)比

 

1、高壓發(fā)電機(jī)組的優(yōu)勢(shì)：

（1）可以將發(fā)電機(jī)功率做大，高壓發(fā)電機(jī)組最大可以達(dá)到幾千，甚至是幾萬(wàn)千瓦。這是因?yàn)椋谳敵鐾瑯拥墓β蕰r(shí)，高壓發(fā)電機(jī)的電流可比低壓發(fā)電機(jī)的電流小很多。所以高壓發(fā)電機(jī)繞組可以用較小的線徑。由此，高壓發(fā)電機(jī)的定子銅損也會(huì)比低壓點(diǎn)擊小。對(duì)于較大功率的發(fā)電機(jī)，使用低壓電時(shí)，則因需要較粗的導(dǎo)線而需要更大面積的定子槽，使定子鐵芯直徑做的很大，整個(gè)發(fā)電機(jī)的體積也會(huì)變得很大；

（2）對(duì)于較大容量的發(fā)電機(jī)，高壓發(fā)電機(jī)所使用的電源和配電設(shè)備比低壓發(fā)電機(jī)總體投資要少，并且線路損耗小，可以節(jié)省一定量的耗電。特別是10KV的高壓發(fā)電機(jī)，可以直接使用電網(wǎng)電源，這樣的話，在電源設(shè)備上的投資會(huì)變得更少，使用也變得簡(jiǎn)便，故障率也會(huì)變小。

2、高壓發(fā)電機(jī)組的缺點(diǎn)

（1）發(fā)電機(jī)繞組的成本相對(duì)較高，相關(guān)的絕緣材料成本也會(huì)隨之變高；

（2）對(duì)發(fā)電機(jī)使用環(huán)境的要求遠(yuǎn)遠(yuǎn)比低壓發(fā)電機(jī)對(duì)環(huán)境的要求要高；

（3）發(fā)電機(jī)絕緣處理工藝較難，工時(shí)費(fèi)用較多，發(fā)電機(jī)制造周期較長(zhǎng)。

 

二、發(fā)電機(jī)組升壓方法

 

對(duì)于要求高壓供給的場(chǎng)所，除可配給高壓發(fā)電機(jī)組外，還可采用標(biāo)準(zhǔn)電壓發(fā)電機(jī)組配升壓變壓器方案。

1、低壓變高壓方案優(yōu)點(diǎn)

（1） （Voltage Alternation升壓或降壓）于工地有二種或多種不同的電壓需要，或需要改變發(fā)電機(jī)組輸出的電壓；

（2） （Isolation transformation隔離功能）高壓端為角型變壓器，三相三線系統(tǒng)沒(méi)有零線，沒(méi)有零線便沒(méi)有零線轉(zhuǎn)移；將高壓側(cè)非線姓負(fù)荷產(chǎn)生的諧波與低壓側(cè)“隔離”，低壓側(cè)變得清潔，不影響發(fā)電機(jī)組內(nèi)（Automatic Voltage Regulator AVR）自動(dòng)穩(wěn)壓器的操作，及因解決零線轉(zhuǎn)移所主產(chǎn)生的種種問(wèn)題；

（3） （Great Inertia緩沖功能）特別對(duì)起動(dòng)大型馬達(dá)有明顯幫助，大容量的變壓器含銅料材較大，磁芯大起了緩沖作用，減低對(duì)發(fā)電機(jī)的沖擊及改善瞬間電壓降。

2、低壓發(fā)電機(jī)組并聯(lián)方案的缺點(diǎn)

在380-415Vac的發(fā)電機(jī)組，若多臺(tái)發(fā)電機(jī)組在低壓側(cè)并聯(lián)后再使用升壓變壓器升壓；建議上限為7500千伏安，6000千瓦，超出上限時(shí)需考慮下列各項(xiàng)：-

• 低壓側(cè)母排的容量近10kA需考慮母排可承受故障電流及低壓開(kāi)關(guān)內(nèi)的熱量處理（低壓開(kāi)關(guān)屏的溫升）；

• 低壓開(kāi)關(guān)的脫扣能力（最高可承受故障電流），例如可達(dá)65kA及100kA；

• 需計(jì)算低壓側(cè)安裝近一萬(wàn)安培的電纜，低壓開(kāi)關(guān)及成本是否合理；

• 需考慮是否發(fā)電機(jī)組先通過(guò)升壓變壓器升壓后，再在高壓側(cè)進(jìn)行并聯(lián)。

 

多臺(tái)發(fā)電機(jī)組并聯(lián)后升壓方案

 

 

三、改造案例

 

1、設(shè)備組成與參數(shù)

● 用戶：澳門(mén)某項(xiàng)目

● 后備電源：UPS+6000kVA發(fā)電機(jī)

● 總應(yīng)急容量：4500kVA，3600kW

● 電壓系統(tǒng)：高壓11kV，50Hz及低壓415 Vac50Hz

● 功率：4臺(tái)KTA50-GS8機(jī)型/1200kW發(fā)電機(jī)組

● 發(fā)電機(jī)組操作：3主1備，預(yù)留1臺(tái)作維護(hù)，各發(fā)電機(jī)組能與市電并網(wǎng)使用

● 發(fā)電機(jī)組電壓：415Vac/三相/50周

● 發(fā)電機(jī)組低壓開(kāi)關(guān)屏：

○ 5000A母排/80kA1秒/三相四線/50周

○ 5000A母排分A段及B段

○ 母排A段接1及2號(hào)2臺(tái)發(fā)電機(jī)組

○ 母排B段接3及4號(hào)2臺(tái)發(fā)電機(jī)組

○ 母排A段及B段安裝5000A4極聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)

○ 4×2500A空氣開(kāi)關(guān)→接4臺(tái)發(fā)電機(jī)組

○ 3×3200A空氣開(kāi)關(guān)→接3臺(tái)升壓變壓器（低壓側(cè)）

● 升壓變壓器：3臺(tái)2000kVA11kV/0.415kV

● 變壓器的高壓開(kāi)關(guān)屏：真空開(kāi)關(guān)，15kV600A→接3臺(tái)升壓變壓器（高壓側(cè)）

2、方案分析

（1） 4臺(tái)P1500發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)使用，采用3+1發(fā)電機(jī)組并聯(lián)，不管哪一臺(tái)機(jī)組需要維護(hù)也不影響應(yīng)急電源；

（2）遇上停電，4臺(tái)發(fā)電機(jī)組同時(shí)起動(dòng)并在低壓側(cè)并聯(lián)合上4個(gè)2500A低壓開(kāi)關(guān)及3個(gè)200A低壓開(kāi)關(guān)，向升壓變壓器進(jìn)行磁化，合上3個(gè)600A高壓開(kāi)關(guān)向各地區(qū)供電；

（3） 各分區(qū)負(fù)苛不用ATS自動(dòng)切換屏及獨(dú)立發(fā)電機(jī)房，省卻大量費(fèi)用及寶貴土地資源；間接解決發(fā)電機(jī)房所引生的存放易燃品、排煙及噪聲等問(wèn)題；

（4） 在日常測(cè)試發(fā)電機(jī)組，通過(guò)模擬市電故障向指定一臺(tái)或多臺(tái)發(fā)電機(jī)組發(fā)出起動(dòng)指令，但4個(gè)2500A低壓開(kāi)關(guān)及3個(gè)3200A低壓開(kāi)關(guān)都不會(huì)合閘；而3個(gè)6000A高壓開(kāi)關(guān)收到測(cè)試程式及有條件取消連鎖下合閘，5000A母排通電，各發(fā)電機(jī)組向母排同步，并在同步檢查后合上2500A低壓開(kāi)關(guān)；合閘后發(fā)電機(jī)組痊程式帶負(fù)荷測(cè)試，測(cè)試完畢，發(fā)電機(jī)組先卸下負(fù)苛，并跳閘完成測(cè)試（先跳2500A低壓開(kāi)關(guān)—3200A低壓開(kāi)關(guān)—高壓開(kāi)關(guān)600A）；

（5） 在供電局通告需要進(jìn)行停電時(shí)，可按照(4)使發(fā)電機(jī)組帶上負(fù)載后，手動(dòng)斷開(kāi)市電供電，令發(fā)電機(jī)組供電；直至市電恢復(fù)，發(fā)電機(jī)組在載載下進(jìn)行與市電同步，并網(wǎng)后發(fā)電機(jī)組卸下及退出，全程用戶方不感受停電或切換的短暫影響；

（6）考慮到用戶使用大量的UPS及VVVF升降機(jī)等大功率非線性負(fù)苛，對(duì)發(fā)電機(jī)及勵(lì)磁及AVR的操作產(chǎn)生一定的影響，升壓變壓器的選型以高厄側(cè)為角形，省卻非線性負(fù)苛產(chǎn)生的諧波影響AVR的問(wèn)題。

 

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