10kv高電壓柴油發(fā)電機(jī)組技術(shù)特征
高電壓柴油發(fā)電機(jī)組的構(gòu)成與低壓柴油發(fā)電機(jī)組基本相同，其區(qū)別為高壓發(fā)電機(jī)和高壓配電系統(tǒng)。在柴油發(fā)電機(jī)組工程應(yīng)用中，安裝要求及操作技術(shù)區(qū)別明顯。高電壓柴油發(fā)電機(jī)組的發(fā)展歷程匯集了柴油機(jī)、發(fā)電機(jī)、發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展的歷程，是應(yīng)急電源或局域常用電源的一個(gè)分支。但因過去動(dòng)力系統(tǒng)及控制系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展的不成熟，幾十年來一直沒有得到推廣應(yīng)用。
康明斯高壓發(fā)電機(jī)組機(jī)房實(shí)圖
一、高電壓柴油發(fā)電機(jī)組概述
近幾年，隨著社會(huì)的發(fā)展和人們物質(zhì)水平生活的不斷提高，在很多場(chǎng)所，包括大的數(shù)據(jù)中心（數(shù)據(jù)中心基地功能一般包含許多功能，一般定位為idc業(yè)務(wù)承載中心、綜合通信機(jī)房、呼叫中心、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、智慧城市、三網(wǎng)融合、物聯(lián)網(wǎng)、游戲、大型救災(zāi)備用數(shù)據(jù)中心等），現(xiàn)代化的高層樓宇，多晶硅的生產(chǎn)工廠、礦山等，電力的需求量越來越大，常用的低壓400v交流備用柴油發(fā)電機(jī)組輸電線線徑大、線損大、難于敷設(shè)和造價(jià)高等缺陷。在很多情況下難以滿足實(shí)際需求。此時(shí)，高壓交流備用發(fā)電機(jī)組就充分體現(xiàn)了它的價(jià)值。
伴隨著機(jī)房的擴(kuò)容，作為備用電源的柴油發(fā)電機(jī)組容量要求越來越大，需多臺(tái)大功率柴油發(fā)電機(jī)組單機(jī)或并網(wǎng)才能滿足負(fù)載的功率要求，由于發(fā)電機(jī)組數(shù)量的增加需要建設(shè)獨(dú)立的機(jī)房且與實(shí)際使用負(fù)載間距離也越來越遠(yuǎn)，多臺(tái)低壓柴油發(fā)電機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行存在著傳輸上的缺陷，為了能夠更加安全、可靠地運(yùn)行，采用高壓發(fā)電機(jī)組無疑是一種最佳的選擇。
大功率柴油機(jī)、大容量高壓發(fā)電機(jī)以及發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展和完善，使高電壓柴油發(fā)電機(jī)組的優(yōu)勢(shì)逐步顯現(xiàn)，市場(chǎng)需求旺盛，成為解決大容量、較遠(yuǎn)距離傳輸、高智能、高可靠性應(yīng)急電源的主要技術(shù)方案。高壓發(fā)電機(jī)組應(yīng)用于通信、冶金、機(jī)場(chǎng)、礦山、碼頭、海島、大型數(shù)據(jù)中心、大型城市綜合體、中大型電廠的黑啟動(dòng)等高端服務(wù)業(yè)和高端制造業(yè)的應(yīng)急備用電源系統(tǒng)。
高壓柴油發(fā)電機(jī)組配電系統(tǒng)圖
二、高電壓發(fā)電機(jī)組主要技術(shù)特征
1）電壓等級(jí)高
國(guó)內(nèi)主要電壓等級(jí)有6.6kv、10.5kv等。
2）單機(jī)容量大
一般在1000kw以上，可實(shí)現(xiàn)多臺(tái)發(fā)電機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行，最多可實(shí)現(xiàn)組與組之間并聯(lián)至256臺(tái)。
3）輸出電流小
可長(zhǎng)距離輸電，在輸配電中線路損耗較小。
4）負(fù)載分配模式靈活
可直接對(duì)高壓負(fù)載供電或通過變壓器降壓后對(duì)低壓負(fù)載的供電。
5）自動(dòng)化程度等級(jí)高
集電氣系統(tǒng)的保護(hù)、測(cè)量、遙控、遙信、遙測(cè)及信號(hào)為一體，實(shí)現(xiàn)了電氣系統(tǒng)的綜合自動(dòng)化，具有保護(hù)及報(bào)警信號(hào)功能，并遠(yuǎn)傳至主控室。
三、高電壓柴油發(fā)電機(jī)組的組成
高電壓柴油發(fā)電機(jī)組與低電壓柴油發(fā)電機(jī)組的組成基本相同，主要區(qū)別就在于相同容量的柴油發(fā)電機(jī)組，400v發(fā)電機(jī)組發(fā)電機(jī)出口電流比10kv發(fā)電機(jī)組出口電流大25倍以上。從多方面的角度分析對(duì)比高低壓發(fā)電機(jī)組見表1。
表1 高、低電壓發(fā)電機(jī)組技術(shù)特性的比較
序
特點(diǎn)
低壓發(fā)電機(jī)組
高壓發(fā)電機(jī)組
1
安裝場(chǎng)地選擇
宜設(shè)置在接近負(fù)載中心的位置
可以設(shè)置在機(jī)房樓外，可解決多臺(tái)發(fā)電機(jī)組同時(shí)運(yùn)行時(shí)的震動(dòng)、噪聲和發(fā)電機(jī)房的進(jìn)、排風(fēng)等問題，可遠(yuǎn)離負(fù)載中心
2
容量
單機(jī)容量基本在2000kw及以下，可單機(jī)或多臺(tái)發(fā)電機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行，但并機(jī)容量過大時(shí)受輸出電源的限制
單機(jī)容量基本在2000kw及以上，可單臺(tái)或多臺(tái)發(fā)電機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行，機(jī)房可集中建設(shè)
3
輸送距離
可短距離輸電，長(zhǎng)距離輸送不經(jīng)濟(jì)，電壓壓降大
可長(zhǎng)距離輸電
（在15～20km時(shí)采用10kv，有的則用6.6kv，輸電電壓在110kv以上的線路，稱為超高壓輸電線路）
4
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(fā)熱問題，高壓輸電電流相當(dāng)于低壓的1/25
5
儲(chǔ)油及供油管路
地下油罐分散設(shè)置在各機(jī)房的備用發(fā)電站附近，如集中設(shè)置地下油罐，機(jī)房?jī)?nèi)外管線交叉處較多
在備用發(fā)電站建筑物附近區(qū)域集中設(shè)置地下油罐，避免在區(qū)域內(nèi)與其余管線（電纜、水管等）的交叉，外網(wǎng)相對(duì)簡(jiǎn)單
6
操作維護(hù)
操作使用較為簡(jiǎn)單，對(duì)操作使用人員要求較低
操作使用較為復(fù)雜，對(duì)操作使用人員要求較高，必須具有相應(yīng)的高壓操作證等資格，才能操作和維護(hù)
7
配置
配置較為簡(jiǎn)單，輸配電基本為標(biāo)準(zhǔn)低壓柜等
配置較為復(fù)雜，尤其在發(fā)電機(jī)及輸出配電柜全部為高壓設(shè)備
8
并機(jī)運(yùn)行
受低壓配電設(shè)備電流限制，并機(jī)容量小，受非線性負(fù)載影響大
方便實(shí)現(xiàn)大功率發(fā)電機(jī)組并聯(lián)成大容量系統(tǒng)，受非線性負(fù)載影響小
9
安全
安全性能較高，技術(shù)較為成熟，技術(shù)門檻較低
安全性能較高，技術(shù)較為成熟，技術(shù)門檻較高
10
發(fā)展趨勢(shì)
小功率段保持傳統(tǒng)市場(chǎng)，大功率段有被高壓系統(tǒng)替代的趨勢(shì)
大功率段采用高壓系統(tǒng)為應(yīng)用趨勢(shì)，需求逐漸增大
11
與市電切換
采用ats，電流大、ats數(shù)量多，占地面積大，成本高
可在10kv母線處通過綜?？刂崎_關(guān)集中切換，占地面積小，成本低
1．節(jié)能性能強(qiáng)
從表1中可知，高電壓柴油發(fā)電機(jī)組在技術(shù)性能上與低電壓柴油發(fā)電機(jī)組差別并不大，但是由于前者發(fā)電機(jī)組出線電壓等級(jí)提高，在電纜配置方面節(jié)省成本優(yōu)勢(shì)較為明顯。同時(shí)從節(jié)能減排角度，高電壓發(fā)電機(jī)組傳輸電流小，發(fā)熱量小，能量損耗小，輸配電效率高，所以高壓發(fā)電機(jī)組比低壓發(fā)電機(jī)組更節(jié)能。
2．帶載性能好
非線性負(fù)載對(duì)油機(jī)帶載能力有較大影響。低壓柴油發(fā)電機(jī)組通過ats與市電切換直接帶載，受非線性負(fù)載影響大，同時(shí)也受到功率因數(shù)影響；而高壓發(fā)電機(jī)組可在10kv母線處通過綜保控制開關(guān)集中切換，一般通過變壓器帶

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