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        行業資訊

        電信數據中心柴油發電機帶載測試討論

        有群友提出金融行業柴油發電機組帶載測試頻率?接下來我們就聊一下有關柴油發電機的應用技術問題。

        眾人


        方塘

        先說一下柴油發電機組的應用需求,需求就會有應用場景的技術滿足條件,發電機組在應用技術上屬于一種動力能源轉換裝置,裝置就會有等級之分來滿足不同的應用場景,柴油發電機組依據相關國家標準分為四級,分別是:G1、G2、G3、G4,代表什么意思?G 就是Generator的簡寫,后綴加個Set 就是Generator set 就是發電機組了,那么1到4就是等級了。


        國家標準是技術最低底線限制要求,標準只對結果進行技術約定,不對能源來源進行限制,所以叫發電機技術等級而不會叫柴油機發電機組技術等級。


        弄清了緣由我們才能往下繼續聊,別忘了還有應急的應用場景在其中,這才是我們要討論的話題,先說等級,等級是對于范圍內容來劃分的,對于我們應用的發電機組范圍內容來說主要是:電壓、頻率、功率、連續工作時間、加載特性、抗諧波能力、能源轉換效率等,1到4分別對應的應用場景是:工程應急、建筑消防應急、通信設備類應急、計算機數據處理等電源的故障零時應急供電。


        眾人


        學習到了


        方塘

        我們討論肯定在G3、G4的技術范圍內了吧!那個G1、G2太低端了,我們也不會列在采購計劃中,除了那個G1有可能還是采用有刷勵磁的級低端發電機外其他的都是無刷勵磁的吧?先記著勵磁這個術語。


        先了解一下GB/T2820-xxxx《往復式內燃機驅動的交流發電機組》對等級怎么約定的?


        由于應用場景的特殊性,我們僅討論G3、G4的技術約定。G3級性能要求:適用于對頻率、電壓和波形特性有嚴格要求的連接設備。如無線電通信和晶閘管整流器控制的負載。G4級性能要求:適用于對頻率、電壓和波形特性有特別嚴格要求的負載。如數據處理設備或計箅機系統。


        對比一下發現沒有?G3是“嚴格要求”;G4是“特別嚴格要求”。


        小Y


        方塘

        既然是嚴格,那么是怎么做到的呢?小Y上傳的性能等級限值是約定的參數,發電機的控制分兩部分,一個是動力能源轉換控制也就是原動機的控制,涉及到動力輸出及轉速,動力輸出不夠轉速會下降;動力輸出過大則轉速會上升,由于發電機的繞組特殊性,發電機的轉子是與原動機的曲軸是直連的,轉速的改變也就意味著發電機輸出頻率的變化,這時“頻率”的關鍵詞出現了,頻率的變化是由原動機(發動機)輸出功率決定的。


        那么電壓又是怎么控制的呢?這就要提到發電機了,電的產生是線圈(繞組)切割磁場的結果,磁場越強,產生的電壓也就越高,這個磁場怎么產生的?是由發電機的勵磁裝置提供的,由于電壓是在負載上做功的,所以負載功率越大,所需的磁場也要越強,也就是要提供足夠大勵磁電流,我們記住電壓是怎么形成的。說到這里已經有:頻率、電壓、勵磁、原動機(發電機)功率。


        小Y


        上傳內容是方便大家學習參考,更重要的是對標準的解讀,為什么標準這樣約定。感謝老師的耐心講解,搬好板凳認真聽課。


        方塘

        說的好,“標準約定”這才是我們回答的主題!凹s定”是控制的結果,那么這個約定的結果是怎么來的?在GB/T2820是這么規定的,G3、G4的發動機必須采用:比例積分微分控制調速器,在閉環控制學中稱PID條節;G1、G2可采用比例調節控制調節器。


        輸出電壓與頻率在實際控制上有沒有控制電路上的傳輸連接?回答是沒有,各自控制,唯一聯絡是通過機組的轉軸。整個控制流程(加載):負載增加—輸出電壓下降—勵磁電流增加—發動機軸輸出功率需求上升—發動機轉速下降—發動機輸出頻率下降—發動機調速器給油(燃油)泵信號加大供油量—發動機輸出功率加大—轉速達到需求轉速(1500轉)—頻率穩定。


        發電機組的輸出頻率、電壓是屬于自適應控制,是不需要外部任何控制器控制,外掛控制屏只負責發電機組的手動/自動等啟動、停車操作,并兼顧監控機組的運行、故障、保護等參數的設置來保障發電機組的安全運行。


        以上是發電機組基本原理及各技術(名詞)參數之間的關聯概要,那么怎么才能使發電機組與下游設備授電之間的參數匹配,為確保發電機組安全運行,在運維日常工作中檢查檢測是要注意的,提到頻率怎么檢測,偏差多少對下游授電設備沒有危害,前面提示過,發電機的輸出頻率與UPS的應用有直接關聯,對與UPS來說,電網參數(輸入)是對UPS安全運行直接因素,UPS的電網接入分兩部分:整流器輸入與旁路,UPS的應用是確保電網故障(無條件任何故障)下無間斷供電,當UPS本身故障時也要最大化的確保對下游負載連續無間斷的供電,這就是有條件的轉旁路,這個條件就是國家電網供電技術標準,UPS也是依據這個標準進行設計應用及保護參數的設置,同樣發電機的運行保護參數也是依據這個標準進行設置。國家標準對電網(0.4kv)的約定是:線電壓(相電壓)+/- 5%(含5%);極限短時允許線電壓+/- 10%(不含10%);線電壓故障則大于+/- 15%;頻率 50Hz +/- 2Hz。由于UPS為避免自身故障設計時采用有條件轉旁路原則,所以UPS的輸出參數是跟隨旁路的允許供電參數來確保連續供電。如果UPS的保護參數設置高于發電機的允許運行參數,有可能發電機在重載時UPS會誤判而使UPS處于放電狀態,當電池電放完后(判斷UPS自身故障)無法有條件的轉旁路而照成系統斷電,F在有些數據中心如10kv發電機供電系統維護測試是不允許接入下游系統的(供電企業不允許),在設計時會加裝10kv同功率的假負載用于測試以到達參數的準確性來確保容錯的安全性,綜上所述也就是發電機的運行保護參數要高于下游UPS的運行參數,F在數據中心供電設計原則是確保動力能源是最大限度的提供來確保數據中心的安全運行?偨Y一下,發電機重載時,輸出電壓及頻率會下降至超限設置值時停機;發電機空載時,會在控制設定值間運行;當勵磁失控時輸出電壓也跟隨失控而保護停機。


        “帶載測試頻率”也可理解為備用發電機組維護周期帶載測試,由于各廠商對其定義不同,就有各自的推薦測試周期,有20天為一個測試周期,也有15天為一個周期,不管多少天,養兵千日,用兵一時,測試多一點沒壞處。建議:冬季低溫時節測試周期可短些,無伴熱系統的發電機組則需每天空載啟動一次,夏季高溫季節,測試周期間隔時間可長些,測試運行時間以20分鐘到半個小時為宜。由于電網的穩定而實際斷電概率很低,柴油又有附水的特性,存放儲存時間過久燃油的熱值會降低,為確保動力的穩定性,儲存的燃油會作為廢棄燃油處理,也增加運行成本,那么就把它用掉,至少能抵消掉電網電力的成本,在設計上采用多罐儲油系統及電力接入系統技術。


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