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低壓柴油發電機組變升高壓改造方案 |
摘要:低壓發電機組目前是大多數康明斯用戶的應急電源選擇,該機型通常是指市場上常用的230V/400V柴油發電機組。但部分場所由于柴發機房距離用電設施較遠,會產生電壓降導致電力無法正常使用,嚴重時甚至燒壞用電設備。因此,對于已經購買低壓柴油發電機組的用戶,采取從低壓升成高壓措施變成最佳選項,不至于將原有低壓發電機組報廢處理致使巨大的經濟損失。
KTA50-GS8康明斯柴油發電機組總裝側面圖 |
KTA50-GS8康明斯柴油發電機組平面尺寸圖 |
一、高低壓優劣對比
1、高壓發電機組的優勢:
(1)可以將發電機功率做大,高壓發電機組最大可以達到幾千,甚至是幾萬千瓦。這是因為,在輸出同樣的功率時,高壓發電機的電流可比低壓發電機的電流小很多。所以高壓發電機繞組可以用較小的線徑。由此,高壓發電機的定子銅損也會比低壓點擊小。對于較大功率的發電機,使用低壓電時,則因需要較粗的導線而需要更大面積的定子槽,使定子鐵芯直徑做的很大,整個發電機的體積也會變得很大;
(2)對于較大容量的發電機,高壓發電機所使用的電源和配電設備比低壓發電機總體投資要少,并且線路損耗小,可以節省一定量的耗電。特別是10KV的高壓發電機,可以直接使用電網電源,這樣的話,在電源設備上的投資會變得更少,使用也變得簡便,故障率也會變小。
2、高壓發電機組的缺點
(1)發電機繞組的成本相對較高,相關的絕緣材料成本也會隨之變高;
(2)對發電機使用環境的要求遠遠比低壓發電機對環境的要求要高;
(3)發電機絕緣處理工藝較難,工時費用較多,發電機制造周期較長。
二、發電機組升壓方法
對于要求高壓供給的場所,除可配給高壓發電機組外,還可采用標準電壓發電機組配升壓變壓器方案。
1、低壓變高壓方案優點
(1) (Voltage Alternation升壓或降壓)于工地有二種或多種不同的電壓需要,或需要改變發電機組輸出的電壓;
(2) (Isolation transformation隔離功能)高壓端為角型變壓器,三相三線系統沒有零線,沒有零線便沒有零線轉移;將高壓側非線姓負荷產生的諧波與低壓側“隔離”,低壓側變得清潔,不影響發電機組內(Automatic Voltage Regulator AVR)自動穩壓器的操作,及因解決零線轉移所主產生的種種問題;
(3) (Great Inertia緩沖功能)特別對起動大型馬達有明顯幫助,大容量的變壓器含銅料材較大,磁芯大起了緩沖作用,減低對發電機的沖擊及改善瞬間電壓降。
2、低壓發電機組并聯方案的缺點
在380-415Vac的發電機組,若多臺發電機組在低壓側并聯后再使用升壓變壓器升壓;建議上限為7500千伏安,6000千瓦,超出上限時需考慮下列各項:-
• 低壓側母排的容量近10kA需考慮母排可承受故障電流及低壓開關內的熱量處理(低壓開關屏的溫升);
• 低壓開關的脫扣能力(最高可承受故障電流),例如可達65kA及100kA;
• 需計算低壓側安裝近一萬安培的電纜,低壓開關及成本是否合理;
• 需考慮是否發電機組先通過升壓變壓器升壓后,再在高壓側進行并聯。
多臺發電機組并聯后升壓方案 |
三、改造案例
1、設備組成與參數
● 用戶:澳門某項目
● 后備電源:UPS+6000kVA發電機
● 總應急容量:4500kVA,3600kW
● 電壓系統:高壓11kV,50Hz及低壓415 Vac50Hz
● 功率:4臺KTA50-GS8機型/1200kW發電機組
● 發電機組操作:3主1備,預留1臺作維護,各發電機組能與市電并網使用
● 發電機組電壓:415Vac/三相/50周
● 發電機組低壓開關屏:
○ 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2臺發電機組
○ 母排B段接3及4號2臺發電機組
○ 母排A段及B段安裝5000A4極聯絡開關
○ 4×2500A空氣開關→接4臺發電機組
○ 3×3200A空氣開關→接3臺升壓變壓器(低壓側)
● 升壓變壓器:3臺2000kVA11kV/0.415kV
● 變壓器的高壓開關屏:真空開關,15kV600A→接3臺升壓變壓器(高壓側)
2、方案分析
(1) 4臺P1500發電機組并網使用,采用3+1發電機組并聯,不管哪一臺機組需要維護也不影響應急電源;
(2)遇上停電,4臺發電機組同時起動并在低壓側并聯合上4個2500A低壓開關及3個200A低壓開關,向升壓變壓器進行磁化,合上3個600A高壓開關向各地區供電;
(3) 各分區負苛不用ATS自動切換屏及獨立發電機房,省卻大量費用及寶貴土地資源;間接解決發電機房所引生的存放易燃品、排煙及噪聲等問題;
(4) 在日常測試發電機組,通過模擬市電故障向指定一臺或多臺發電機組發出起動指令,但4個2500A低壓開關及3個3200A低壓開關都不會合閘;而3個6000A高壓開關收到測試程式及有條件取消連鎖下合閘,5000A母排通電,各發電機組向母排同步,并在同步檢查后合上2500A低壓開關;合閘后發電機組痊程式帶負荷測試,測試完畢,發電機組先卸下負苛,并跳閘完成測試(先跳2500A低壓開關—3200A低壓開關—高壓開關600A);
(5) 在供電局通告需要進行停電時,可按照(4)使發電機組帶上負載后,手動斷開市電供電,令發電機組供電;直至市電恢復,發電機組在載載下進行與市電同步,并網后發電機組卸下及退出,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升降機等大功率非線性負苛,對發電機及勵磁及AVR的操作產生一定的影響,升壓變壓器的選型以高厄側為角形,省卻非線性負苛產生的諧波影響AVR的問題。
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