柴油发电机组作为信息中心备用电源系统的应用研究[1]
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10kV高压柴油发电机组在数据中心的应用及运维分析摘要:在信息技术不断发展的背景下,现代大型数据中心用电逐渐变得需求增加,不仅要求对电源的连续供给,也要求对电源的供应质量提高。
一旦出现断电,就会直接影响工作的效率,不利于人们的生产生活发展水平提升;在大型数据中心园区,通常工作使用的单体机楼较多,所以对电量需要较大,10kV 高压发电机组的显著优势就是损耗小,占据的体积小,能够增加供电的持续性,所以做好对发电机组在数据中心的应用和运维显得十分关键[1]。
关键词:10kV高压柴油发电机组;数据中心;运维在社会信息化程度不断提高的背景下,各个行业对于数据搜集、处理等需求逐渐增加,此时数据中心在各个行业中都十分广泛的建立起来,而供电系统属于数据中心用电的最后一道保障,投资的规模和独立较大,此时加强对应急柴油发电机系统的建立十分关键,所以需要根据数据中心的特点,选择合适的柴油发电机系统,让其在数据中心工作中发挥显著的价值。
一、10kV发电机组的应用优势在现代通信行业的数据中心利用中,存在的显著特点就是对功率要求较高,高、低压变配电机房和发电机房的主要建设原则就是高、低压变配电机房与发电机房进行分配建设,机房的建设标准就是节能,节约场地,保证发电效率,使高、低压变配电机房的建设更加完善,实现便捷供电。
高压发电机组的特点是布局统一、线路损耗低、安全可靠、易维护保养等;因为发电机组使用的过程中,存在各种优势,所以使现代的大型数据中心工作都利用10kV 高压柴油发电机组,以便更好的保证市区断电后的继续供电,保证电源的可靠性[2]。
二、高压柴油发电机组的运行2.1发电机组、市电转换在实际的高压柴油发电机组运行过程中,为了保证正常的用电,就要做好发电机组的启动和市电转换。
一旦在市电电源断电时,高压发电机组就会在接到信号后,经过消息的确认,在最短时间内启动柴油发电机组,保证通信设备的正常运行,防止负荷用电。
保证在并联机组启动运行的时候,使发电机组在最短的时间内阻断和母线的连接。
内燃发电机组在互联网数据中心电力供应中的应用互联网数据中心(IDC)作为现代信息技术的核心设施之一,日益蓬勃发展。
为了保障IDC的稳定运行,电力供应是至关重要的一环。
内燃发电机组作为一种常见的备用电源设备,已经在IDC的电力供应中得到了广泛的应用。
本文将探讨内燃发电机组在互联网数据中心电力供应中的应用,包括其特点、优势和应用场景。
首先,内燃发电机组具备以下几个特点,使其成为IDC电力供应中不可或缺的一环。
第一,内燃发电机组具备自动启动能力。
IDC的电力供应需求是高度敏感的,任何断电都可能导致重大损失。
内燃发电机组能够通过自动启动系统,在监测到主电源断电时迅速启动,填补电力缺口,确保IDC的连续供电。
第二,内燃发电机组具备高可靠性。
IDC的运行要求高可靠性,而内燃发电机组作为备用电源设备,能够在短时间内启动并提供稳定的电力供应。
它通常采用双重供电模式,即将两台或多台发电机组并联运行,以确保在一台发电机组发生故障时,其他发电机组能够补充电力,保证IDC的可靠供电。
第三,内燃发电机组具备可调节的容量。
IDC的电力需求存在较大的时段性差异,例如在白天的工作时间,电力需求相对较高;而到深夜凌晨,电力需求则相对较低。
内燃发电机组能够根据实际需求进行容量的调节,以避免能源的浪费和成本的过高。
内燃发电机组在互联网数据中心电力供应中有着广泛的应用场景。
下面将重点介绍两个典型的应用场景。
首先,在IDC的主电源备份中,内燃发电机组起到关键的作用。
由于IDC的电力需求高度敏感,即便是微小的停电也可能导致数据丢失和服务中断,对于互联网公司而言,这可能带来巨大的经济损失和声誉风险。
因此,在这种情况下,内燃发电机组作为备用电源设备的选择非常重要。
当主电源出现故障、停电或电力不稳定时,内燃发电机组能够及时接管并提供稳定可靠的电力供应,保证IDC的顺利运行。
其次,内燃发电机组在IDC的削峰填谷中起到重要的作用。
IDC的电力需求通常呈现出明显的峰谷差异,早晚高峰时段电力需求较高,而深夜低谷时段电力需求较低。
高压柴油发电机在数据中心的应用伴随着越来越多高标准、高电力需求的数据中心项目的建设,作为备用电源的柴油发电机组容量要求越来越大,需要多台大功率柴油发电机组单机或并网才能满足负载需求,由于机组数量的增加需要建设独立的机房且与实际使用负载间距离也越来越远,多台低压柴油发电机组并联运行存在传输缺陷,为了能够更加安全、可靠地运行,采用高压机组无疑是最佳的选择。
大功率柴油机、大容量高压发电机以及发电机控制技术的发展和完善,使高电压柴油发电机组的优势逐步显现,市场需求旺盛,成为解决大容量、较远距离传输、高智能、高可靠性备用电源的主要技术方案。
北京某数据中心项目建筑面积约为13 473.4 m2,地上两层,地下两层,地上建筑面积约为8 599.74 m2,地下建筑面积约为4 873.66 m2,建筑高度12 m,建筑层高:地上5.7 m和4.7 m,地下6.6 m和4.0 m。
项目建筑功能定位主要为IDC数据机房,楼内具备必要的办公用房和配套设施,以及建筑基本使用功能的电力、空调、电梯机房等配套功能用房,项目建成后具备装机和办公条件。
项目满足至少3.5万台服务器的运算及存储。
总用电负荷11 386 kW,共需外电容量为25 000 kVA(主用 + 备用),满足2N系统架构。
从园区两个不同的110 kV 变电站,分别引入一路10 kV电源,每路12 500 kVA,共两路10 kV市电给机房,互为备用,高压有联络,当一路断电时,另一路能承担全部负荷。
IDC业务不同的客户对业务等级有不同的需求,因此项目机房电源系统的建设参考国家标准GB 50174 - 2017《数据中心设计规范》中A级建设标准(如表1所示)。
>>>>负荷计算本工程各层数据机房功率需求如表2 ~ 表4所示。
冷冻站内为机房提供制冷系统的设备、火灾应急照明为一级负荷;其中所有消防用电设备、IT设备、安防设备、二级冷冻泵、数据机房专用空调风扇为一级负荷中特别重要的负荷;余热回收系统为二级负荷;其余为三级负荷。
柴油发电机供电方案应用的探讨柴油发电机是一种以柴油为燃料的发电设备,广泛应用于电力、农业、石油、化工等领域。
柴油发电机供电方案的选择对于保障电力供应的可靠性和经济性至关重要。
以下是柴油发电机供电方案应用的探讨。
一、应用场景1. 常备电源:柴油发电机常作为备用电源使用,主要用于场所的紧急电源调度。
2. 独立供电:柴油发电机可作为独立供电系统使用,例如远离城市的地区、野外工地等,保障稳定的电力供应。
3. 配电网络支持:柴油发电机可以作为配电网络的支持源,帮助平衡供需关系,降低对电力公司的依赖。
二、发电机组选择1. 功率选择:根据电力负荷的需求,选择合适的发电机组功率。
一般来说,小功率的发电机组适用于家庭和小型商业场所,大功率的发电机组适用于工业和大型商业场所。
2. 燃料选择:柴油发电机使用柴油作为燃料,具有燃烧稳定、能量密度高、易储存等特点。
柴油相对于汽油而言,价格相对较低,更适合大功率发电机组的长时间运行。
三、运维管理1. 定期维护:定期检查柴油发电机组的设备状况,包括机组的润滑、冷却、燃油供应等。
定期更换易损件,延长发电机组的使用寿命。
2. 燃油管理:及时补充柴油燃料,保持燃油的质量良好,防止燃油变质。
定期清理燃油系统,避免日积月累的沉淀物对设备造成损坏。
四、优劣势分析1. 优势:a. 可靠性高:柴油发电机可在短时间内启动并达到额定负荷,可以快速响应电力需求。
b. 经济性好:柴油燃料相对较便宜,且柴油发电机的转换效率高。
c. 灵活性强:柴油发电机可根据需要进行扩容、并网等操作,适应不同的电力需求。
2. 劣势:a. 噪音和排放:柴油发电机的运行噪音较大,同时燃烧柴油会产生尾气排放。
b. 维护成本:柴油发电机组需要定期维护和更换易损件,维护成本相对较高。
c. 环境适用性:柴油发电机组对环境要求较高,需要有充足的通风和排烟设施。
柴油发电机供电方案在紧急电源调度、独立供电和配电网络支持等场景下具有广泛应用前景。
柴油发电机供电方案应用的探讨柴油发电机是一种利用柴油燃烧产生动力,驱动发电机转子产生电能的设备。
在电力临时供应、远程无电地区供电以及备用电源等方面有着广泛的应用。
本文将探讨柴油发电机供电方案的应用。
柴油发电机供电方案在电力临时供应方面具有重要作用。
在施工工地、露天演出、露天活动等场合,往往需要临时供电来满足电力需求。
柴油发电机可以迅速启动、快速投入使用,为相关设备、照明和供暖等提供稳定可靠的电力。
其便携性强,使用简便,非常适合应对短期临时供电需求。
柴油发电机供电方案在远程无电地区供电方面有着广泛的应用。
在一些偏远地区或行动不便的场所,没有电力供应。
这时,柴油发电机成为一种有效的供电解决方案。
柴油发电机通过运输柴油燃料,可以实现在任何地点提供电力的目的。
由于燃料储存时间长久、贮存成本较低,柴油发电机也成为供电方案的经济性选择。
柴油发电机供电方案在备用电源方面发挥重要作用。
在一些需要高可靠性的场合,如医疗设备、通讯基站等,对电力供应的连续性要求非常高。
在这种情况下,柴油发电机可以作为备用电源,保障电力供应的稳定性和可靠性。
一旦主电源故障或中断,柴油发电机将立即启动并提供电力,确保设备正常运行。
柴油发电机供电方案还在户外活动、露营等场景中被广泛应用。
在露天音乐会、露营活动等场合,往往需要提供照明、音响、食品储存和设备充电等电力服务。
柴油发电机通过其便携性和独立供电能力,可以满足这些活动的电力需求。
柴油发电机供电方案在电力临时供应、远程无电地区供电、备用电源以及户外活动等方面具有广泛应用。
柴油发电机通过其便携性、可靠性和经济性等特点,可以满足不同场景的供电需求。
随着科技的进步,柴油发电机的效率和环保性也不断提高,其应用前景更加广阔。
数据中心柴油发电机组系统应用方案为确保网络数据中心、数据交换中心、金融结算中心、重要系统调度中心等关键部门的设备能得到不间断的电源供电,这些机楼的供电系统通常采用"市电供电+柴油发电机组备用"所组成的电源供电系统。
1.1 柴油发电机组原理,组成及分类柴油发电机组,主要由柴油内燃机组、同步发电机、油箱、控制系统四个部分组成,利用柴油为燃料,柴油内燃机组控制柴油在汽缸内有序燃烧,产生高温、高压的燃气,当燃气膨胀时推动活塞使曲轴旋转,产生机械能,通过传动装置带动同步交流发电机旋转,将机械能转换为电能输出,给各用电负载提供电源。
柴油发电机组一般有如下构成的组件:-柴油发动机-三相交流无刷同步发电机-控制屏-散热水箱-燃油箱柴油发电机组有多种分类方法,按柴油机的转速可分为高速机组(3000rpm)、中速机组(1500rpm)和低速机组(1000rpm 以下);按柴油机的冷却方式可分为水冷和风冷机组;按柴油机柴油调速方式可分为机械调速、电子调速、液压调速和电子喷油管理控制调速系统(简称电喷或ECU);按机组使用的连续性可分为长用机组和备用机组;柴油发电机组通常采用三相交流同步无刷励磁发电机,按发电机的励磁方式可分为自励式和他励式。
本节重点介绍按照应用场地,冷却方式和控制方式的分类方式。
1.2 数据中心柴油发电机组容量选择1.柴油发电机组功率功率选型时机组选型的核心内容,其原则是在最少投资的前提下,满足使用要求。
柴油发电机组功率的定义比较复杂,因此首先应该明确各种功率的定义,分析机组的工况性质,确定功率条件。
然后根据机组的现场条件和负载的特性,计算并修正所需要的机组输出功率。
ISO8528-1:2005中对功率定额种类2的规定如下:1)持续功率(COP):在商定的运行条件下并按照制造商的规定进行维护保养,发电机组以恒定负荷持续运行,且每年运行时数不受限制的最大功率。
2)基本功率(PRP):在商定的运行条件下并按制造商的规定进行维护保养,发电机组以可变负荷持续运行,且每年运行时数不受限制的最大功率。
随着时代发展,生命科学、数据中心、科研建设等工程项目中,对电源的可靠性有越来越高的要求。
设计者应从用户需求、投资控制、方案合理等方向出发,确定经济、合理、可靠的设计方案。
本文总结归纳几种典型的设计方案,并给出两个项目案例供大家参考。
1柴油发电机组柴油发电机组的功率定额是在额定频率、功率因数c o sφ为0.8下用k W标示的功率。
定额功率的种类有持续功率(C O P)、基本功率(PRP)、限时运行功率(L T P)、应急备用功率(E S P)。
运行周期在24h内的允许平均输出功率(P p p)应不大于70%的基本功率。
柴油发电机容量计算可参考《工业与民用供配电设计手册》第四版中第2.6.3.2节计算长期连续运行所需要的功率,按不大于70%~80%的基本功率选择柴油发电机组的额定功率。
验证柴油发电机短时过载能力,发动机短时过负荷系数可取大于1.5。
校验柴油发电机母线电压降。
柴油发电机组运行功率低于额定功率50%时,油耗会变大,燃油不充分也会升高柴油发电机组故障,降低机组使用寿命,故不建议柴油发电机组长期低负载工作。
柴油发电机组性能等级分为G1、G2、G3、G4四级。
工程上应根据具体负荷特性来确定柴油发电机组的等级。
其中,G1:连接的负载只规定其基本电压和频率参数,适用于照明和其他简单的电气负载。
G2:电压特性与公用电力系统有相同要求,当负载发生变化时,允许暂时的电压或频率的偏差,适用于照明、水泵、风机等。
G3:连接的设备对发电机组的电压、频率和波形有严格要求,适用于电信负载和晶闸管控制的设备。
G4:连接的设备对发电机组的电压、频率和波形有特别严格的要求,适用于数据处理和计算机系统。
关于柴油发电机组电压等级的选择应结合项目供电系统方案、应急电源负荷计算及配电距离等综合考虑。
对于负荷相对集中的单体项目,根据项目负荷计算需要设置柴油发电机,可采用低压柴油发电机组做系统备用或应急照明电源。
对于一个厂区,应急电源需求位置分散,集中设计应急电源可减少机组成本,但低压供电距离过长又增加低压线缆成本,若采用10k V柴油发电机组在10k V供电电源侧作应急电源,可减少低压电缆的使用量。
柴油发电机供电方案应用的探讨柴油发电机供电方案是一种常见的备用供电系统,广泛应用于电力缺乏的地区、应急备用电源和远程地区的电力供应等场景。
本文将探讨柴油发电机供电方案的应用领域、特点以及可能的改进方向。
1. 电力缺乏地区:在一些偏远地区或电力不稳定的地区,柴油发电机供电方案可以提供稳定的电力供应。
这些地区可能没有连续的电网供电,或者电网供电不稳定,而柴油发电机可以通过独立供电系统解决电力供应问题。
2. 应急备用电源:柴油发电机供电方案在自然灾害、电力故障或其他紧急情况下可以作为备用电源使用。
在紧急情况下,柴油发电机可以快速启动,提供紧急电力,保障基本生活需求和关键设备的正常运行。
柴油发电机供电方案的特点包括以下几个方面:1. 稳定可靠:柴油发电机可以提供稳定的电力供应,适应不同的负载变化。
柴油发动机具有较高的燃料效率和较长的寿命,可以持续运行数千小时。
2. 快速启动:柴油发电机启动时间相对较短,通常只需要几十秒到几分钟的时间。
这对于应急备用电源非常重要,可以迅速保障电力供应。
3. 燃料可靠性:柴油作为燃料供应相对比较稳定,而且存储和加油相对方便。
柴油发电机可以使用多种类型的燃料,包括柴油、生物柴油和合成柴油等。
1. 环境影响:柴油发电机使用燃油燃烧产生废气和噪音,对环境造成一定程度的影响。
为了减少环境污染,可以考虑使用低排放的柴油发电机,或者使用其他清洁能源替代。
2. 能源效率:柴油发电机燃料的能源效率可以进一步提高。
可以通过改进发动机设计、采用高效的燃烧技术等方式提高燃料利用率,降低能源消耗。
3. 智能化控制:柴油发电机供电方案可以进一步实现智能化控制。
通过采用传感器、监控系统和自动控制技术,实现对发电机组的实时监测和远程控制,提高运行效率和可靠性。
柴油发电机供电方案具有广泛的应用领域和一些特点,但也存在一些需要改进的方面。
在未来的发展中,可以通过提高环境友好性、提高能源效率和实现智能化控制等方面的改进,进一步完善和推动柴油发电机供电方案的发展。
大型数据中心配套柴油发电机系统设计简析随着数字化时代的到来,网络技术以及云计算技术不断发展。
大型数据中心因为其数据处理能力强、存储容量大而得到广泛应用。
然而数据中心从建设到运营过程中会遇到电网不稳定、断电、供电不足等问题,这就需要配套一个备用电力系统。
柴油发电机是备用电力的一个重要组成部分之一,其作为一种可靠的电源备份模式在数据中心的设备保障体系中有着不可替代的作用。
在进行大型数据中心配套柴油发电机的设计过程中,首先要从配电系统安全可靠、经济高效、管理方便易于维护等方面进行综合考虑。
然后考虑配电系统的传输线路、控制系统、其他重要设备的选购问题,最后是针对不同应用场景的技术要求,确定柴油发电机的具体配置的问题。
一般来说,大型数据中心采用多台柴油发电机组并联的备电系统,柴油发电机组的台数要根据数据中心的负荷需求以及纠错能力来确定。
为确保大型数据中心的可靠性以及安全性,柴油发电机组的选择、选型以及柴油机的燃料消耗和排放要符合国家和行业有关标准和规范,以便做好后续的运营和维护工作。
在大型数据中心柴油发电机组的安装位置和系统设计中,还要考虑到柴油机的燃料供应系统,包括燃油递送管道的级别、容量、质量等因素,并针对不同类型的应用场景配套应用较为安全的燃油储存系统。
此外,作为备用电源,柴油发电机组需要配套应急电源自动转换开关、西门子PLC集成控制器等,并结合数据中心特定的监测设备进行生产环境监测、数据采集以及远程监测,从而实现柴油发电机组的精细化管理、自动化控制和维护。
总之,为保证大型数据中心的长期稳定运行,配备可靠的柴油发电机组是必不可少的。
在设计过程中,除了考虑能满足基本要求的柴油发电机组之外,还需进行针对性的选择和配置,并且做好充分的生产安全保障。
同时,专业的团队在设计中还要深入了解数据中心及其业务的实际需求,通过综合设计、策略控制以及全流程管理的方式,不断提升柴油发电机组的效率、性能、可靠性和智能化等水平,为数据中心提供全方位、精准的配备解决方案。
柴油发电机组作为信息中心
备用电源系统的应用研究
李斌,郝利华,高广波,许三鹏, 王瑞丽
(济南中油西瓦克电气控制设备有限公司,山东济南 250306)
摘要:主要就某信息中心的备用电源系统进行了深入研究,并且就其负荷要求,使用190系列柴油发电机组作为备用电源系统,进行了详细的负荷计算、发电机组备用电源系统成套设计。
此应用研究和方案的成功实施可供类似用途的应用研究、方案设计提供参考。
关键词:柴油发电机组;备用电源;信息中心
Practical Study on Diesel Generator Set as
Reserve Electrical Power Source for Information Center
LI Bin, HAO Li-hua, GAO Guang-bo, XU San-peng, W ANG Rui-li
(JINAN CNPC SIV AC ELECTRICAL CO.,LTD. Jinan 250306, China) Abstract: The paper focuses on further study on reserve electrical power source for information center and calculates load in detail of 190 diesel generator set as reserve electrical power system. This successful implementation can provide references for practical research and program design in similar use.
Key words: diesel generator set; reserve electrical power; information center
前言
为确保网络数据中心、数据交换中心等关键部门的设备能得到不间断的电源供电,这些部门通常采用“市电供电+柴油发电机组备用+UPS电源”所组成的电源供电系统。
UPS作为自市电停电到备用柴油发电机组供电的中间段的电源设备可以将蓄电池的电能无延时地逆变向重要负载供电,从而保证在柴油发电机组启动供电前负载不断电,而当柴油发电机组投入使用时,UPS就作为机组的负载,为电池进行充电。
本文针对除了依靠供电电网还需要柴油发电机组备用供电的情况下,使用190系列柴油发电机组作为备用电源的应用研究。
1 备用电源系统
中石油某大型信息中心除了采用两路独立的市电供电外,为了增加系统的可靠性,另外还需要独立的柴油发电机组作为备用电源。
表1是中石油某大型信息中心的基本负荷列表。
表1 电源系统负荷表
由于信息中心主要用电负荷为两大类:UPS系统和专用空调设备。
整流滤波器件是UPS的主要部件之一,这种非线性负载会向柴油发电机组反射大量的高次谐波,其中以5次、7次等奇数次谐波危害最严重,尤其是非线性负载较大而发电机组容量又较小时这种危害就更明显。
而专用空调设备是需要频繁启动的设备。
发电机组成套电站的容量确定
根据表1电源系统负荷表中的用电负荷表,做如下计算分析:
1.1 发电站的主要用电负荷为两大类:UPS系统(Delphys MX elite系列)、专用空调设备(优力UNIFLAIR恒温恒湿系列)。
UPS系统是在使用过程中产生大量的奇次谐波的一类负载,专用空调设备是需要频繁启动的设备。
所以成套的发电机需要配置PMG永磁励磁系统,而且发电机组的伏安容量需要根据负载适当加大。
[1]
1.2 UPS系统中,发电机组需要承担的负载容量总功率为2400kW,长期运行按额定功率的85%核算,功率P1和容量Q1为:P1=2400×0.85=2040kW
Q1=2400×0.85/0.8=2550kV A
Delphys MX elite UPS设备对发电机的功率配比要求为 1.2:1,所以需要的发电站的配套容量Qg1为[2]:
Qg1=1.2×2550kV A=3060kV A
1.3 机房专用空调分布在三处,单机额定功率40.59kW,合计数量为54套,长期运行功率按照最大功率的70%的核算,功率P2和容量Q2共计:
P2=54×40.59×0.7=1534kW
Q2=54×40.59×0.7/0.8=1918kV A
按照机房专用空调的整机满负荷最大功率40.59kW核算,配套的发电站容量Qg2为:
Qg2=54×40.59/0.8=2740kV A
所以Qg2:Q2=2740kV A:1918kV A=1.43:1,大约按照1.43:1的功率配比进行配套。
增大的发电机伏安容量主要用于专用空调的压缩机、风机等需要频繁启动的冲击负载设备启动时的冲击电流。
[3]
1.4 柴油发电站的总额定容量综合以上所述,总功率Pg和总容量Qg至少需要:Pg = P1+P2
=2040kW+1534kW=3574kW
Qg = Qg1+Qg2
=3060kV A+2740kV A=5800kV A
按照以上理论计算和工程实际的需要,我们选择4×1500kV A=6000kV A的发电机成套方案。
发电机组的额定功率按照4×1000kW=4000kW核算,4000kW:3574kW=1.12:1,长期运行时保留了发电站的12%功率富余量,基本符合电站运行的安全要求。
2 柴油发电机组设计
2.1发动机设计
济柴公司生产的B4012C柴油发动机负荷特性曲线见图1,采用封闭自循环水冷方式;机体采用龙门式悬挂主轴承结构,用高强度铸铁整体铸造而成;燃油系统采用单体喷油泵燃油系统;配套WOODWORD电子式调速器;设置废气涡轮增压装置,提高进气空气密度增大柴油机输出功率,机组设置了干式空气滤清器防止灰尘进入机组燃烧系统。
2.2发电机设计
发电机采用西门子技术制造的1FC6 564-6型发电机,发电机是按德国西门子技术生产的无刷恒压同步发电机。
发电机标准绕组采用西门子DURIGNIT 2000绝缘系统,该系统所采用的绝缘材料具有不吸潮、介电强度高等特性,且能承受剧烈的温度变化;发电机励磁系统采用PMG永磁励磁系统,具有极好的动态特性。
永磁励磁系统组成如图2所示,主要由五部分组成:发电机主励磁绕组(转子),永磁发电机(PMG),自动电压调节器(A VR),励磁机和旋转二极管。
励磁系统的工作原理是:当发电机旋转时,永磁发电机(PMG)的永磁转子同轴旋转,切割PMG的定子绕组而产生三相正弦电势,引入发电机自动电压调节器(A VR)作为A VR的输入电源,A VR通过检测发电机的三相输出电压自动调节励磁机磁场的励磁电流,从而调节励磁机转子的三相输出电压,经旋转二极管整流后输送至发电机主转子的励磁回路。
图2永磁励磁系统组成
由此可见,输出电压的调节,其实是通过A VR对励磁机磁场的调节来实现的。
在这个系统中有以下几个特点:
①由于PMG系统提供一个与定子输出电压波形畸变及大小无关的恒定的励磁电源,因而能提供较高的电动机起动承受能力,并对非线性负载产生的主机定子输出电压的波形畸变具有抗干扰性,可提高发电机带非线性负载能力。
②A VR检测三相输出电压(三相方均根检测),具有精度极高的稳态电压调整率。
③更强的抗无线电干扰能力。
④更强的承受短路电流能力。
2.3控制和保护系统
机组配置智能控制装置(ComAp IG-NT),预留市电电源监测和外部启停信号接口。
当市电电源停电后,机组能够自动起动,启动后自动调速、自动合闸送电;市电恢复后自动控制或通过遥控信号控制发电机组分闸、停机。
机组的应急启动控制模式可以按照实际需要进行适当调整:
a)多台机组竞争模式:多台机组同时接到启动信号,同时启动,并且按照完成备机的情况自动进行并机并网操作;
b)相互备用模式:以某一台或几台机组作为主机组,接到启动命令时首先进行启动操作,当这一台或一组机组自启动失败时,自启动控制程序系统自动地将启动指令转移到下一台或下一组备用机组。
机组具备自动电压调整功能、自动同期并车、自动功率分配系统,能够按自动控制指令或遥控指令完成两台同型号规格的机组自动并机和解列。
3 应用情况
近几年,我公司成套设计、生产制造的多套信息中心备用柴油发电机电源系统,以其操作简单、使用方便、运行安全、稳定可靠,得到了业界的一致首肯。
此应用研究和方案的成功实施可供类似用途的应用研究、方案设计提供参考。
参考文献
[1]姚俊琪.UPS与发电机组的匹配.移动电源与车辆.2003年01期.
[2]DELPHYS MX系列UPS使用维护手册.
[3]优力UNIFLAIR恒温恒湿专用空调使用维护手册
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