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新闻主题	10kv高电压柴油发电机组技术特征

 

高电压柴油发电机组的构成与低压柴油发电机组基本相同，其区别为高压发电机和高压配电系统。在柴油发电机组工程应用中，安装要求及操作技术区别明显。高电压柴油发电机组的发展历程汇集了柴油机、发电机、发电机控制系统技术发展的历程，是应急电源或局域常用电源的一个分支。但因过去动力系统及控制系统技术发展的不成熟，几十年来一直没有得到推广应用。

 

康明斯高压发电机组机房实图

 

 

一、高电压柴油发电机组概述

 

近几年，随着社会的发展和人们物质水平生活的不断提高，在很多场所，包括大的数据中心（数据中心基地功能一般包含许多功能，一般定位为IDC业务承载中心、综合通信机房、呼叫中心、移动互联网、智慧城市、三网融合、物联网、游戏、大型救灾备用数据中心等），现代化的高层楼宇，多晶硅的生产工厂、矿山等，电力的需求量越来越大，常用的低压400V交流备用柴油发电机组输电线线径大、线损大、难于敷设和造价高等缺陷。在很多情况下难以满足实际需求。此时，高压交流备用发电机组就充分体现了它的价值。

伴随着机房的扩容，作为备用电源的柴油发电机组容量要求越来越大，需多台大功率柴油发电机组单机或并网才能满足负载的功率要求，由于发电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着传输上的缺陷，为了能够更加安全、可靠地运行，采用高压发电机组无疑是一种最佳的选择。

大功率柴油机、大容量高压发电机以及发电机控制系统技术的发展和完善，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、高可靠性应急电源的主要技术方案。高压发电机组应用于通信、冶金、机场、矿山、码头、海岛、大型数据中心、大型城市综合体、中大型电厂的黑启动等高端服务业和高端制造业的应急备用电源系统。

 

高压柴油发电机组配电系统图

 

 

二、高电压发电机组主要技术特征

 

1）电压等级高

国内主要电压等级有6.6kV、10.5kV等。

2）单机容量大

一般在1000kW以上，可实现多台发电机组并联运行，最多可实现组与组之间并联至256台。

3）输出电流小

可长距离输电，在输配电中线路损耗较小。

4）负载分配模式灵活

可直接对高压负载供电或通过变压器降压后对低压负载的供电。

5）自动化程度等级高

集电气系统的保护、测量、遥控、遥信、遥测及信号为一体，实现了电气系统的综合自动化，具有保护及报警信号功能，并远传至主控室。

 

三、高电压柴油发电机组的组成

 

高电压柴油发电机组与低电压柴油发电机组的组成基本相同，主要区别就在于相同容量的柴油发电机组，400V发电机组发电机出口电流比10kV发电机组出口电流大25倍以上。从多方面的角度分析对比高低压发电机组见表1。

表1 高、低电压发电机组技术特性的比较

1．节能性能强

从表1中可知，高电压柴油发电机组在技术性能上与低电压柴油发电机组差别并不大，但是由于前者发电机组出线电压等级提高，在电缆配置方面节省成本优势较为明显。同时从节能减排角度，高电压发电机组传输电流小，发热量小，能量损耗小，输配电效率高，所以高压发电机组比低压发电机组更节能。

2．带载性能好

非线性负载对油机带载能力有较大影响。低压柴油发电机组通过ATS与市电切换直接带载，受非线性负载影响大，同时也受到功率因数影响；而高压发电机组可在10kV母线处通过综保控制开关集中切换，一般通过变压器带载，变压器可部分消除非线性负载对发电机组影响，同时方便功率因数调整，避免功率因数过低影响发电机组的功率输出，可见高压发电机组比低压发电机组带载性能更好。

3．控制技术完善

高压发电机组输出为交流高压10kV，配电系统的区别见表2。

表2 高压发电机组组成部分

 

1）高压发电机组

发电机为高压发电机，输出电压可以根据负载或变配电一次市电端电压进行选型。

2）控制系统

高低压控制系统选型基本一致，主要区别在于控制器无法直接检测中高压，只能接受低压检测，分为单机控制系统、并机控制系统。

3）输出开关柜

即发电机组配套的输出断路器，中高压发电机组配套的开关柜根据电压等级进行选型，主要分为12kV、17.5kV、24kV等，由于国家电网工频电源进线端基本为10kV，故12kV的额定电压选型较多，需要配置综合保护（分自带差动保护和不带差动保护选型）及其余保护等，壳架电流最小为630A，选型需要注意，根据发电机组的功率范围基本集中在630A。

4）馈线开关柜及假负载测试柜

即发电机组并机输出配套的输出断路器，根据发电机组的功率区段基本集中在630A、1250A、1600A、2000A，主要根据并机发电机组的台数、分支负载的容量进行选型区分。

5）PT柜

PT柜为母线PT，主要是并机时用到，因上述控制系统无法直接检测高压信号，需要通过PT柜变送后，二次侧的信号作为检测信号，在每个发电机组进线柜进线端均有一个小母线PT，作为发电机输出端的电压检测。

6）DC直流屏

因中高压输出断路器的操作电源基本选择DC 110V／DC220V，选择DC直流电源，作为控制输出断路器的自动合分闸电操机构的电源，选择DC直流屏的容量需要根据开关柜、PT柜的数量决定其容量大小。

7）接地电阻柜

中高压发电机组中性点需要通过电阻接地，选型根据发电机组的用途、柜子排放的空间位置进行选型，可以多台发电机组共用一台接地电阻，通过真空接触器进行切换；亦可以采用单台发电机组点对点选型接地电阻柜，主要是控制逻辑需要遵循同一并机系统只允许1台发电机组的接地电阻柜投入为原则进行设计。

表3 常用中性点接地方式综合比较

 

8）低压配电柜

主要用于发电机组本地的低压负载种类及容量进行选择。

9）集控系统

主要用于多台发电机组集中监控，可以个性化地根据用户的要求进行设计，主要通过（Monitor and Control Generated System，MCGS）组态软件进行个性化的编程，方便用户实时监测每台发电机组的状态。

10）供油系统

因消防要求，基本选用1000L日用油箱进行设计，配置大容量的日用油罐满足每台发电机组长时间运行的要求，主要在供油系统需要针对项目进行设计，与低压油机的供油系统没有太大的区别。

 

 

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