20KV市電配套柴油發(fā)電機(jī)的技術(shù)改造方案
發(fā)布時(shí)間：2023-09-12 點(diǎn)擊：147
20kv市電配套柴油發(fā)電機(jī)的技術(shù)改造方案
在中國的很多地區(qū)逐漸采用的是20kv電制市電，但是在中國市場上沒有這款類型的20kv/50hz柴油發(fā)電機(jī)組成品購買渠道，只能向國外發(fā)電機(jī)組廠商通過定制方式獲得。很顯然，通過定制獲得的柴油發(fā)電機(jī)組由于零部件的獨(dú)立性將會(huì)給以后的維修和保養(yǎng)造成極大的困難，因此站在有利于后期運(yùn)營的角度，必須為自己選擇通用性強(qiáng)的柴發(fā)。目前，在現(xiàn)有的市場上主要存在著400v和10kv兩種電壓的柴油發(fā)電機(jī)組，根據(jù)這兩種不同電壓，康明斯公司以6臺(tái)備用2000kw項(xiàng)目需求為例，介紹以下三種為20kv電制市電配置的柴油發(fā)電機(jī)組技術(shù)改造方案。
圖1 2000kw康明斯電力發(fā)電機(jī)組
一、 6臺(tái)400v低壓柴發(fā)并機(jī)方案
1、方案1說明（如圖2所示）
（1）由于受困于并機(jī)母排電流6300a限制，6臺(tái)低壓發(fā)電機(jī)組并機(jī)運(yùn)行必須在高壓側(cè)才能實(shí)現(xiàn)。因?yàn)?臺(tái)2000kw 400v發(fā)電機(jī)組并機(jī)電流將達(dá)到2萬多安，無法設(shè)計(jì)并機(jī)母排。
（2）我國現(xiàn)有的并機(jī)技術(shù)相當(dāng)成熟，無論是在低壓并機(jī)和高壓并機(jī)控制方面，都出現(xiàn)了優(yōu)良的解決方案。據(jù)此在本方案中我們選擇了6臺(tái)400v低壓油機(jī)通過6臺(tái)變壓器將每臺(tái)油機(jī)電壓升到20kv，在20kv側(cè)實(shí)行并機(jī)控制，達(dá)到6臺(tái)低壓發(fā)電機(jī)組并機(jī)運(yùn)行目的。并機(jī)后與市電在20kv側(cè)切換，為項(xiàng)目提供備用電源。
（3）饋電系統(tǒng)沿用市電運(yùn)行時(shí)的饋電系統(tǒng)，在備用電源系統(tǒng)中不加更改。
2、方案1優(yōu)勢
（1）通過并機(jī)功能將整個(gè)項(xiàng)目備用電源（6臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)組）集中在一起成為備用電站，方便設(shè)備維護(hù)和管理。
（2）將備用電源升至高壓后傳輸節(jié)約了電傳輸過程中的成本（電纜及電損失）。
（3）饋電系統(tǒng)方面沿用市電系統(tǒng)設(shè)計(jì)，特別適用于改造系統(tǒng)。
3、方案1缺點(diǎn)
（1）為了提高系統(tǒng)可靠性，發(fā)電機(jī)組數(shù)量需增加（如采用n+1或n+2系統(tǒng)），增加了系統(tǒng)初次投資。
（2）在整個(gè)系統(tǒng)中每臺(tái)油機(jī)均需配置低壓電柜，變壓器和高壓電柜，多出了數(shù)量不小的低壓或高壓電柜，初次投資設(shè)備成本高，同時(shí)也增大了設(shè)備的占地面積。
圖2 400v低壓柴油發(fā)電機(jī)組并機(jī)線路圖
二、6臺(tái)10kv高壓柴發(fā)并機(jī)方案
1、方案2說明（如圖3所示）
（1）本方案中我們采用了10kv中壓柴發(fā)，在10kv母排側(cè)實(shí)現(xiàn)6臺(tái)2000kw并機(jī)，再通過升壓變壓器將發(fā)電機(jī)組輸出電壓升到20kv，與市電在20kv側(cè)切換，為項(xiàng)目提供備用電源。
（2）饋電系統(tǒng)采用市電運(yùn)行時(shí)的饋電系統(tǒng)，在備用電源系統(tǒng)中不加更改。
2、方案2優(yōu)勢
（1）將整個(gè)項(xiàng)目備用電源集中在一起成為備用電站，方便設(shè)備維護(hù)和管理。
（2）同時(shí)將備用電源升至高壓后傳輸節(jié)約了電傳輸過程中的成本（電纜及電損失）。
（3）在現(xiàn)有的數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目中，相關(guān)項(xiàng)目采用了10kv等級(jí)相關(guān)設(shè)備如冷水空調(diào)等，可直接在10kv側(cè)與市電切換，減少了變壓器配置，同時(shí)也節(jié)省了能量在變壓器處的損耗。
（4）饋電系統(tǒng)方面沿用市電系統(tǒng)設(shè)計(jì)，同樣適用于改造系統(tǒng)。
（5）與方案1比較在整個(gè)系統(tǒng)中每臺(tái)油機(jī)少配置低壓電柜，也減少了變壓器數(shù)量配置和高壓電柜的數(shù)量，初次投資設(shè)備成本降低。
3、方案2缺點(diǎn)
（1）為了提高系統(tǒng)可靠性，發(fā)電機(jī)組數(shù)量需增加（如采用n+1或n+2系統(tǒng)），整個(gè)系統(tǒng)初次投資將增加。
（2）與方案1比較油機(jī)采用中壓柴發(fā)，對(duì)油機(jī)操作工人要求提高，增加了油機(jī)運(yùn)行和保養(yǎng)中的人工費(fèi)用。
圖3 10kv高壓發(fā)電機(jī)組并機(jī)線路圖
三、400v柴發(fā)與變壓器一對(duì)一切換
1、方案3說明（如圖4所示）
本方案采用400v低壓油機(jī)在市電低壓變壓器側(cè)實(shí)現(xiàn)一對(duì)一切換，或?qū)⑾到y(tǒng)按樓層分成n個(gè)系統(tǒng)，將少量低壓油機(jī)并機(jī)后再與市電變壓器在低壓側(cè)分別切換。（將項(xiàng)目分成n個(gè)系統(tǒng)是為了適應(yīng)低壓油機(jī)不能多臺(tái)并機(jī)的特點(diǎn)，降低系統(tǒng)總需求量。香港ntt項(xiàng)目就是采用這樣的方案）。眾所周知，切換的可靠性要高于并機(jī)系統(tǒng)可靠性。任何需要滿足uptime t 4認(rèn)證要求的項(xiàng)目建議采用2n低壓油機(jī)系統(tǒng)方案。
2、方案3優(yōu)勢
可靠性高，配置簡單。這是所有方案中可靠性最高的一種方案。當(dāng)項(xiàng)目將可靠性視為最重要因素時(shí)，建議選擇此種方案。
3、方案3缺點(diǎn)
（1）由于是低壓機(jī)組，其傳輸電纜成本較高，傳輸電損失相對(duì)也高。
（2） 為了降低項(xiàng)目油機(jī)配置數(shù)量，采用此方案時(shí)設(shè)計(jì)工程師應(yīng)合理設(shè)計(jì)和布置負(fù)載，使備用機(jī)組盡可能在大功率條件下輸出。
（3） 由于低壓輸送中傳輸電纜成本較高，因此在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)合理布置油機(jī)位置，盡量減少低壓電纜的長度。
（4）由于需調(diào)整低壓變壓器后負(fù)載，本方案不適用于改造項(xiàng)目。
圖4 400v柴油發(fā)電機(jī)組與市電切換線路圖.
四、方案對(duì)比選擇
在初步了解了以上三種方案以后，各位用戶是否迫切想知道以上三種方案的經(jīng)濟(jì)對(duì)比情況呢？下面是我們康明斯柴油發(fā)電機(jī)組項(xiàng)目工程師根據(jù)以上所講內(nèi)容，以6臺(tái)油機(jī)需求為例對(duì)三種方案進(jìn)行配置需求，大家可以根據(jù)下表中的配置要求及數(shù)量和各企業(yè)的預(yù)算定額進(jìn)行三種方案的經(jīng)濟(jì)方案對(duì)比：
序號(hào)
方案1
方案2
方案3
1
6臺(tái)400v發(fā)電機(jī)組
6臺(tái)10kv發(fā)電機(jī)組
6臺(tái)400v發(fā)電機(jī)組
2
6個(gè)低壓電柜
無
6個(gè)低壓電柜
3
6個(gè)0.4 kv/20kv變壓器
1個(gè)10 kv/20kv變壓器
無
4
低壓電纜和高壓電纜
只需高壓電纜
只有低壓電纜
5
為了減少變壓器的浪涌電流對(duì)斷路器的影響，將在高壓側(cè)并機(jī)
高壓側(cè)并機(jī)
無需并機(jī)
6
20kv并機(jī)開關(guān)柜
10kv并機(jī)開關(guān)柜
無需并機(jī)開關(guān)柜
7
母線pt柜
母線pt柜
無需pt柜
8
直流電源柜
直流電源柜
無需直流電源柜
9
一個(gè)20kv饋電柜
一個(gè)10kv饋電柜一個(gè)20kv饋電柜
無需饋電柜
10
電氣轉(zhuǎn)換或ats 20kv切換
電氣轉(zhuǎn)換或ats 20kv切換
多個(gè)低壓ats系統(tǒng)
優(yōu)點(diǎn)
日常檢修，奔馳發(fā)電機(jī)組檢修頻率不穩(wěn)原因都有哪些？
發(fā)電機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行的原理和特點(diǎn)(1)
沃爾沃發(fā)電機(jī)潤滑系統(tǒng)保養(yǎng)小知識(shí)您知多少？保養(yǎng)周期與技巧
限電不用煩，柴油發(fā)電機(jī)組來幫忙！
圖解柴油機(jī)潤滑系統(tǒng)工作原理
康明斯靜音箱式發(fā)電機(jī)組的進(jìn)風(fēng)與排放系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求
珀金斯發(fā)電機(jī)組ELC冷卻系統(tǒng)的保養(yǎng)
哪些錯(cuò)誤操作造成柴油發(fā)電機(jī)組柴油濾清器不起作用
在中國的很多地區(qū)逐漸采用的是20kv電制市電，但是在中國市場上沒有這款類型的20kv/50hz柴油發(fā)電機(jī)組成品購買渠道，只能向國外發(fā)電機(jī)組廠商通過定制方式獲得。很顯然，通過定制獲得的柴油發(fā)電機(jī)組由于零部件的獨(dú)立性將會(huì)給以后的維修和保養(yǎng)造成極大的困難，因此站在有利于后期運(yùn)營的角度，必須為自己選擇通用性強(qiáng)的柴發(fā)。目前，在現(xiàn)有的市場上主要存在著400v和10kv兩種電壓的柴油發(fā)電機(jī)組，根據(jù)這兩種不同電壓，康明斯公司以6臺(tái)備用2000kw項(xiàng)目需求為例，介紹以下三種為20kv電制市電配置的柴油發(fā)電機(jī)組技術(shù)改造方案。
圖1 2000kw康明斯電力發(fā)電機(jī)組
一、 6臺(tái)400v低壓柴發(fā)并機(jī)方案
1、方案1說明（如圖2所示）
（1）由于受困于并機(jī)母排電流6300a限制，6臺(tái)低壓發(fā)電機(jī)組并機(jī)運(yùn)行必須在高壓側(cè)才能實(shí)現(xiàn)。因?yàn)?臺(tái)2000kw 400v發(fā)電機(jī)組并機(jī)電流將達(dá)到2萬多安，無法設(shè)計(jì)并機(jī)母排。
（2）我國現(xiàn)有的并機(jī)技術(shù)相當(dāng)成熟，無論是在低壓并機(jī)和高壓并機(jī)控制方面，都出現(xiàn)了優(yōu)良的解決方案。據(jù)此在本方案中我們選擇了6臺(tái)400v低壓油機(jī)通過6臺(tái)變壓器將每臺(tái)油機(jī)電壓升到20kv，在20kv側(cè)實(shí)行并機(jī)控制，達(dá)到6臺(tái)低壓發(fā)電機(jī)組并機(jī)運(yùn)行目的。并機(jī)后與市電在20kv側(cè)切換，為項(xiàng)目提供備用電源。
（3）饋電系統(tǒng)沿用市電運(yùn)行時(shí)的饋電系統(tǒng)，在備用電源系統(tǒng)中不加更改。
2、方案1優(yōu)勢
（1）通過并機(jī)功能將整個(gè)項(xiàng)目備用電源（6臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)組）集中在一起成為備用電站，方便設(shè)備維護(hù)和管理。
（2）將備用電源升至高壓后傳輸節(jié)約了電傳輸過程中的成本（電纜及電損失）。
（3）饋電系統(tǒng)方面沿用市電系統(tǒng)設(shè)計(jì)，特別適用于改造系統(tǒng)。
3、方案1缺點(diǎn)
（1）為了提高系統(tǒng)可靠性，發(fā)電機(jī)組數(shù)量需增加（如采用n+1或n+2系統(tǒng)），增加了系統(tǒng)初次投資。
（2）在整個(gè)系統(tǒng)中每臺(tái)油機(jī)均需配置低壓電柜，變壓器和高壓電柜，多出了數(shù)量不小的低壓或高壓電柜，初次投資設(shè)備成本高，同時(shí)也增大了設(shè)備的占地面積。
圖2 400v低壓柴油發(fā)電機(jī)組并機(jī)線路圖
二、6臺(tái)10kv高壓柴發(fā)并機(jī)方案
1、方案2說明（如圖3所示）
（1）本方案中我們采用了10kv中壓柴發(fā)，在10kv母排側(cè)實(shí)現(xiàn)6臺(tái)2000kw并機(jī)，再通過升壓變壓器將發(fā)電機(jī)組輸出電壓升到20kv，與市電在20kv側(cè)切換，為項(xiàng)目提供備用電源。
（2）饋電系統(tǒng)采用市電運(yùn)行時(shí)的饋電系統(tǒng)，在備用電源系統(tǒng)中不加更改。
2、方案2優(yōu)勢
（1）將整個(gè)項(xiàng)目備用電源集中在一起成為備用電站，方便設(shè)備維護(hù)和管理。
（2）同時(shí)將備用電源升至高壓后傳輸節(jié)約了電傳輸過程中的成本（電纜及電損失）。
（3）在現(xiàn)有的數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目中，相關(guān)項(xiàng)目采用了10kv等級(jí)相關(guān)設(shè)備如冷水空調(diào)等，可直接在10kv側(cè)與市電切換，減少了變壓器配置，同時(shí)也節(jié)省了能量在變壓器處的損耗。
（4）饋電系統(tǒng)方面沿用市電系統(tǒng)設(shè)計(jì)，同樣適用于改造系統(tǒng)。
（5）與方案1比較在整個(gè)系統(tǒng)中每臺(tái)油機(jī)少配置低壓電柜，也減少了變壓器數(shù)量配置和高壓電柜的數(shù)量，初次投資設(shè)備成本降低。
3、方案2缺點(diǎn)
（1）為了提高系統(tǒng)可靠性，發(fā)電機(jī)組數(shù)量需增加（如采用n+1或n+2系統(tǒng)），整個(gè)系統(tǒng)初次投資將增加。
（2）與方案1比較油機(jī)采用中壓柴發(fā)，對(duì)油機(jī)操作工人要求提高，增加了油機(jī)運(yùn)行和保養(yǎng)中的人工費(fèi)用。
圖3 10kv高壓發(fā)電機(jī)組并機(jī)線路圖
三、400v柴發(fā)與變壓器一對(duì)一切換
1、方案3說明（如圖4所示）
本方案采用400v低壓油機(jī)在市電低壓變壓器側(cè)實(shí)現(xiàn)一對(duì)一切換，或?qū)⑾到y(tǒng)按樓層分成n個(gè)系統(tǒng)，將少量低壓油機(jī)并機(jī)后再與市電變壓器在低壓側(cè)分別切換。（將項(xiàng)目分成n個(gè)系統(tǒng)是為了適應(yīng)低壓油機(jī)不能多臺(tái)并機(jī)的特點(diǎn)，降低系統(tǒng)總需求量。香港ntt項(xiàng)目就是采用這樣的方案）。眾所周知，切換的可靠性要高于并機(jī)系統(tǒng)可靠性。任何需要滿足uptime t 4認(rèn)證要求的項(xiàng)目建議采用2n低壓油機(jī)系統(tǒng)方案。
2、方案3優(yōu)勢
可靠性高，配置簡單。這是所有方案中可靠性最高的一種方案。當(dāng)項(xiàng)目將可靠性視為最重要因素時(shí)，建議選擇此種方案。
3、方案3缺點(diǎn)
（1）由于是低壓機(jī)組，其傳輸電纜成本較高，傳輸電損失相對(duì)也高。
（2） 為了降低項(xiàng)目油機(jī)配置數(shù)量，采用此方案時(shí)設(shè)計(jì)工程師應(yīng)合理設(shè)計(jì)和布置負(fù)載，使備用機(jī)組盡可能在大功率條件下輸出。
（3） 由于低壓輸送中傳輸電纜成本較高，因此在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)合理布置油機(jī)位置，盡量減少低壓電纜的長度。
（4）由于需調(diào)整低壓變壓器后負(fù)載，本方案不適用于改造項(xiàng)目。
圖4 400v柴油發(fā)電機(jī)組與市電切換線路圖.
四、方案對(duì)比選擇
在初步了解了以上三種方案以后，各位用戶是否迫切想知道以上三種方案的經(jīng)濟(jì)對(duì)比情況呢？下面是我們康明斯柴油發(fā)電機(jī)組項(xiàng)目工程師根據(jù)以上所講內(nèi)容，以6臺(tái)油機(jī)需求為例對(duì)三種方案進(jìn)行配置需求，大家可以根據(jù)下表中的配置要求及數(shù)量和各企業(yè)的預(yù)算定額進(jìn)行三種方案的經(jīng)濟(jì)方案對(duì)比：
序號(hào)
方案1
方案2
方案3
1
6臺(tái)400v發(fā)電機(jī)組
6臺(tái)10kv發(fā)電機(jī)組
6臺(tái)400v發(fā)電機(jī)組
2
6個(gè)低壓電柜
無
6個(gè)低壓電柜
3
6個(gè)0.4 kv/20kv變壓器
1個(gè)10 kv/20kv變壓器
無
4
低壓電纜和高壓電纜
只需高壓電纜
只有低壓電纜
5
為了減少變壓器的浪涌電流對(duì)斷路器的影響，將在高壓側(cè)并機(jī)
高壓側(cè)并機(jī)
無需并機(jī)
6
20kv并機(jī)開關(guān)柜
10kv并機(jī)開關(guān)柜
無需并機(jī)開關(guān)柜
7
母線pt柜
母線pt柜
無需pt柜
8
直流電源柜
直流電源柜
無需直流電源柜
9
一個(gè)20kv饋電柜
一個(gè)10kv饋電柜一個(gè)20kv饋電柜
無需饋電柜
10
電氣轉(zhuǎn)換或ats 20kv切換
電氣轉(zhuǎn)換或ats 20kv切換
多個(gè)低壓ats系統(tǒng)
優(yōu)點(diǎn)
日常檢修，奔馳發(fā)電機(jī)組檢修頻率不穩(wěn)原因都有哪些？
發(fā)電機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行的原理和特點(diǎn)(1)
沃爾沃發(fā)電機(jī)潤滑系統(tǒng)保養(yǎng)小知識(shí)您知多少？保養(yǎng)周期與技巧
限電不用煩，柴油發(fā)電機(jī)組來幫忙！
圖解柴油機(jī)潤滑系統(tǒng)工作原理
康明斯靜音箱式發(fā)電機(jī)組的進(jìn)風(fēng)與排放系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求
珀金斯發(fā)電機(jī)組ELC冷卻系統(tǒng)的保養(yǎng)
哪些錯(cuò)誤操作造成柴油發(fā)電機(jī)組柴油濾清器不起作用