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高壓型發電機組

高壓柴油發電機組


高壓發電機組及控制系統

 

一、高壓柴油發電機組概述

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并網才能滿足負荷的要求,而且機房與實際使用負載間距離也越來越遠,采用傳統的多臺低壓柴油發電機組并聯運行暴露出多項運行和傳輸的缺陷。為了能夠更加安全、可靠地運行,采用高壓機組是一種更好的選擇。

高壓機組應用于冶金企業、機場、數據中心等應急備用電源系統,因機組的輸出電壓10kV與原供電系統電壓一致,可直接接入供電系統,省去了大筆供配電系統的設備投資。同時由于機組的輸出電壓高,輸出電流小,在動力傳輸過程功率損失最小, 適合遠距離輸送。

 

二、高壓柴油發電機組與低壓柴油發電機組分析比較

序號 機組優點 低壓機組 高壓機組
1 容量 可多臺機組并聯運行。 可多臺機組并聯運行,機房可集中建設。
2 輸送距離 可短距離輸電 可長距離輸電
3 損耗 在輸配電中線路損耗較大 在輸配電中線路損耗較小,不存在輸送發熱問題
4 成本 設備初期投資較少,維護成本較低,低容量、短距離具有較大優勢,高容量、長距離使用時成本將遠遠高于高壓機組 設備初期投資較大,維護成本較低,對于大容量、長距離輸配電具有明顯優勢,配套投資費用較低
5 操作維護 操作使用較為簡單,對操作使用人員要求較低。 操作使用較為復雜,操作使用人員要求較高,必須具有相應高壓操作證才能操作。
6 配置 配置較為簡單 配置較為復雜,尤其在發電機及輸出配電柜方面。
7 安全 安全性能較高,技術較為成熟,技術門檻較低 安全性能較高,技術較為成熟,技術門檻較高。
8 發展趨勢 小功率段保持傳統市場,大功率段有被高壓系統替代的勢 采用高壓系統為現時世界趨勢,需求逐漸增大。

 

三、功率、電壓、電流關系

P=1.732×U×I×COSΦ

現以2000kW機組為例,功率因素0.8,頻率50Hz

低壓(400V)電流為:I=P/(1.732×U×COSΦ)=2000×103/(1.732×400×0.8)=3609A

高壓(10.5KV)電流為:I=P/(1.732×U×COSΦ)=2000×103/(1.732×10.5×103×0.8)=137A

高壓輸電電流相當于低壓輸電電流的1/26

四、高壓柴油發電機組應用

根據上述高低壓柴油發電機組的應用特點,在容量要求較大和送電距離較遠的應用場合,高

壓柴油發電機組具有大容量、遠距離供電,機房集中建設、可靠性強、配套配電系統簡單等明顯優點,是大容量機組選型應用的必然趨勢,高壓柴油發電機組已經在銀行、數據中心、冶金、民航等領域進行了大量的應用。

50Hz高壓柴油發電機組主要電壓等級有:6kV、6.3kV、6.6kV、10kV、10.5kV、11kV等,單臺機組功率一般在1000kW以上,多臺機組并聯使用。

 

五、高壓柴油發電機組的結構特點

序號 機組設備名稱 機組使用要求說明 備注
1 發動機 一般要求單臺機組功率在1000KW以上,可選用康明斯、MTU等發動機 與低壓機組沒區別
2 發電機 可短距離輸電 與低壓發電機有較大區別,
3 連接方式 按不同電壓等級選用,可選用STAMFORD、康富等品牌發電機 減震墊安裝在底座下面
4 并機控制系統 雙軸承發電機聯軸器聯接,工作可靠、安全性更高。 與低壓并機控制系統沒明顯區 別,增加差動保護
5 高壓開關柜 一般包括主控制器、同期裝置等,可選用COMAP主控制系統、CUMMINS、CAT、MTU并機控制系統、差動保護  
6 PT柜 一般并機輸出開關采用抽出式電動真空斷路器、綜保系統、直流操作。  

 

六、控制系統和綜保系統簡述

高壓機組控制系統主要由高壓開關柜和集中控制臺兩大部分組成。高壓開關柜可設于專門的配電室集中管理,集中控制臺可以安裝于中央控制室。安裝于高壓開關柜上的綜合保護器及集中控制臺上的8808控制屏都帶有通用RS232、MODBUS通訊協議接口,用戶可以根據需要對整個控制系統的實時數據進行采集,進行集中監控、歸檔管理。

高壓8808智能控制系統主要由發電機進線柜(并機柜)及PT柜、出線柜組成。8808智能主控制器本身已經集成了全面的發電機組保護功能,已經滿足了機組本身及其附屬設備的基本保護需求。

作為后備冗余保護,用戶可根據項目實際需要及操作習慣,在并機柜上可選裝綜合保護裝置(可選項)及差動保護裝置(可選項),在出線柜上可選裝綜合保護裝置(可選項),有效的保護機組及設備安裝穩定運行。


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