新聞主題	10kv高電壓柴油發電機組技術特征

 

高電壓柴油發電機組的構成與低壓柴油發電機組基本相同，其區別為高壓發電機和高壓配電系統。在柴油發電機組工程應用中，安裝要求及操作技術區別明顯。高電壓柴油發電機組的發展歷程匯集了柴油機、發電機、發電機控制系統技術發展的歷程，是應急電源或局域常用電源的一個分支。但因過去動力系統及控制系統技術發展的不成熟，幾十年來一直沒有得到推廣應用。

 

康明斯高壓發電機組機房實圖

 

 

一、高電壓柴油發電機組概述

 

近幾年，隨著社會的發展和人們物質水平生活的不斷提高，在很多場所，包括大的數據中心（數據中心基地功能一般包含許多功能，一般定位為IDC業務承載中心、綜合通信機房、呼叫中心、移動互聯網、智慧城市、三網融合、物聯網、游戲、大型救災備用數據中心等），現代化的高層樓宇，多晶硅的生產工廠、礦山等，電力的需求量越來越大，常用的低壓400V交流備用柴油發電機組輸電線線徑大、線損大、難于敷設和造價高等缺陷。在很多情況下難以滿足實際需求。此時，高壓交流備用發電機組就充分體現了它的價值。

伴隨著機房的擴容，作為備用電源的柴油發電機組容量要求越來越大，需多臺大功率柴油發電機組單機或并網才能滿足負載的功率要求，由于發電機組數量的增加需要建設獨立的機房且與實際使用負載間距離也越來越遠，多臺低壓柴油發電機組并聯運行存在著傳輸上的缺陷，為了能夠更加安全、可靠地運行，采用高壓發電機組無疑是一種最佳的選擇。

大功率柴油機、大容量高壓發電機以及發電機控制系統技術的發展和完善，使高電壓柴油發電機組的優勢逐步顯現，市場需求旺盛，成為解決大容量、較遠距離傳輸、高智能、高可靠性應急電源的主要技術方案。高壓發電機組應用于通信、冶金、機場、礦山、碼頭、海島、大型數據中心、大型城市綜合體、中大型電廠的黑啟動等高端服務業和高端制造業的應急備用電源系統。

 

高壓柴油發電機組配電系統圖

 

 

二、高電壓發電機組主要技術特征

 

1）電壓等級高

國內主要電壓等級有6.6kV、10.5kV等。

2）單機容量大

一般在1000kW以上，可實現多臺發電機組并聯運行，最多可實現組與組之間并聯至256臺。

3）輸出電流小

可長距離輸電，在輸配電中線路損耗較小。

4）負載分配模式靈活

可直接對高壓負載供電或通過變壓器降壓后對低壓負載的供電。

5）自動化程度等級高

集電氣系統的保護、測量、遙控、遙信、遙測及信號為一體，實現了電氣系統的綜合自動化，具有保護及報警信號功能，并遠傳至主控室。

 

三、高電壓柴油發電機組的組成

 

高電壓柴油發電機組與低電壓柴油發電機組的組成基本相同，主要區別就在于相同容量的柴油發電機組，400V發電機組發電機出口電流比10kV發電機組出口電流大25倍以上。從多方面的角度分析對比高低壓發電機組見表1。

表1 高、低電壓發電機組技術特性的比較

1．節能性能強

從表1中可知，高電壓柴油發電機組在技術性能上與低電壓柴油發電機組差別并不大，但是由于前者發電機組出線電壓等級提高，在電纜配置方面節省成本優勢較為明顯。同時從節能減排角度，高電壓發電機組傳輸電流小，發熱量小，能量損耗小，輸配電效率高，所以高壓發電機組比低壓發電機組更節能。

2．帶載性能好

非線性負載對油機帶載能力有較大影響。低壓柴油發電機組通過ATS與市電切換直接帶載，受非線性負載影響大，同時也受到功率因數影響；而高壓發電機組可在10kV母線處通過綜?？刂崎_關集中切換，一般通過變壓器帶載，變壓器可部分消除非線性負載對發電機組影響，同時方便功率因數調整，避免功率因數過低影響發電機組的功率輸出，可見高壓發電機組比低壓發電機組帶載性能更好。

3．控制技術完善

高壓發電機組輸出為交流高壓10kV，配電系統的區別見表2。

表2 高壓發電機組組成部分

 

1）高壓發電機組

發電機為高壓發電機，輸出電壓可以根據負載或變配電一次市電端電壓進行選型。

2）控制系統

高低壓控制系統選型基本一致，主要區別在于控制器無法直接檢測中高壓，只能接受低壓檢測，分為單機控制系統、并機控制系統。

3）輸出開關柜

即發電機組配套的輸出斷路器，中高壓發電機組配套的開關柜根據電壓等級進行選型，主要分為12kV、17.5kV、24kV等，由于國家電網工頻電源進線端基本為10kV，故12kV的額定電壓選型較多，需要配置綜合保護（分自帶差動保護和不帶差動保護選型）及其余保護等，殼架電流最小為630A，選型需要注意，根據發電機組的功率范圍基本集中在630A。

4）饋線開關柜及假負載測試柜

即發電機組并機輸出配套的輸出斷路器，根據發電機組的功率區段基本集中在630A、1250A、1600A、2000A，主要根據并機發電機組的臺數、分支負載的容量進行選型區分。

5）PT柜

PT柜為母線PT，主要是并機時用到，因上述控制系統無法直接檢測高壓信號，需要通過PT柜變送后，二次側的信號作為檢測信號，在每個發電機組進線柜進線端均有一個小母線PT，作為發電機輸出端的電壓檢測。

6）DC直流屏

因中高壓輸出斷路器的操作電源基本選擇DC 110V／DC220V，選擇DC直流電源，作為控制輸出斷路器的自動合分閘電操機構的電源，選擇DC直流屏的容量需要根據開關柜、PT柜的數量決定其容量大小。

7）接地電阻柜

中高壓發電機組中性點需要通過電阻接地，選型根據發電機組的用途、柜子排放的空間位置進行選型，可以多臺發電機組共用一臺接地電阻，通過真空接觸器進行切換；亦可以采用單臺發電機組點對點選型接地電阻柜，主要是控制邏輯需要遵循同一并機系統只允許1臺發電機組的接地電阻柜投入為原則進行設計。

表3 常用中性點接地方式綜合比較

 

8）低壓配電柜

主要用于發電機組本地的低壓負載種類及容量進行選擇。

9）集控系統

主要用于多臺發電機組集中監控，可以個性化地根據用戶的要求進行設計，主要通過（Monitor and Control Generated System，MCGS）組態軟件進行個性化的編程，方便用戶實時監測每臺發電機組的狀態。

10）供油系統

因消防要求，基本選用1000L日用油箱進行設計，配置大容量的日用油罐滿足每臺發電機組長時間運行的要求，主要在供油系統需要針對項目進行設計，與低壓油機的供油系統沒有太大的區別。

 

 

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