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  柴油发电机方案 高压柴油发电机组技术方案 一、概述 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并网才能满足负荷的要求,而且机房与实际使用负载间距离也 越来越远,采用传统的多台低压柴油发电机组并联运行暴露出多项运行和传输的缺 陷,为了能够更加安全、可靠地运行,采用高压机组是一种更好的选择。 高压机组应用于冶金企业、机场、数据中心等应急备用电源系统,因机组的输 出电压 10kV 与原供电系统电压一致,可直接接入供电系统,省去了大笔供配电系 统的设备投资。同时由于机组的输出电压高,输出电流小,在动力传输过程功率损 失最小,适合远距离输送。高压输电电流相当于低压输电电流的 1/26。 50Hz 高压柴油发电机组主要电压等级有:6kV、6.3kV、6.6kV、10kV、10.5kV、 11kV 等,单台机组功率一般在 1000kW 以上,多台机组并联使用。 高压柴油发电机组与低压柴油发电机组分析比较 序 特点 低压机组 高压机组 容量 可多台机组并联运行。 可多台机组并联运行,机房可集中 1 建设。 输送距离 可短距离输电 可长距离输电, 2 损耗 在输配电中线路损耗较大 在输配电中线 输送发热问题。 成本 设备初期投资较少,维护成本较低,低容设备初期投资较大,维护成本 较4 量、短距离具有较大优势,高容量、长距低,对于大容量、长距离输配电具 离使用时成本将远远高于高压机组 有明显优势,配套投资费用较低 操作维护 操作使用较为简单,对操作使用人员要求操作使用较为复杂,操作 使用人员 5 较低。 要求较高,必须具有相应高压操作 证才能操作。 配置 配置较为简单。 配置较为复杂,尤其在发电机及输 6 出配电柜方面。 安全 安全性能较高,技术较为成熟,技术门槛安全性能较高,技术较为成 熟,技 7 较低。 术门槛较高。 发展趋势 小功率段保持传统市场,大功率段有被高采用高压系统为现时世界 趋势,需 8 压系统替代的势。 求逐渐增大。 二、高压柴油发电机组应用 根据上述高低压柴油发电机组的应用特点,在容量要求较大和送电距离较远的 应用场合,高压柴油发电机组具有大容量、远距离供电,机房集中建设、可靠性 强、配套配电系统简单等明显优点,是大容量机组选型应用的必然趋势,高压柴油 发电机组已经在银行、数据中心、冶金、民航等领域进行了大量的应用。 1 三、高压柴油发电机组的结构特点 高压柴油发电机组的结构分为:柴油发动机、交流发电机、高压开关柜、接地 电阻柜、PT 柜、并机柜及出线柜和集中控制台等部分。 序 设备名称 说明 备注 1 发动机 一般要求单台机组功率在 1000KW 以上,可 选与低压机组没区别 用三菱、卡特、康明斯、MTU 等发动机 2 发电机 按不同电压等级选用,可选用德国 AVK、法国与低压发电机有较大区 LSA、英国 STAMFORD 等品牌发电机 别 3 连接方式 双轴承发电机联轴器联 接,工作可靠、安全性减震垫安装在底座下面 更高。 4 并机控制系一般包括主控制器、同期装置等,可选用与低压并机控制系统没 统 COMAP 主控制系统、CUMMINS、CAT、MTU 明显区别,增加差动保护 并机控制系统、差动保护 5 高压开关柜 一般并机输出开关采用抽出式电动真空断路 器、综保系统、直流操作。 6 PT 柜 含 PT,CT 3.1 交流发电机 1、无刷自励式,H 级绝缘,可耐温 180?,为发电机在恶劣环境中运行提供保 障; 2、机座为钢制焊接结构,端盖为铸件,安装结构型式有单轴承和双轴承两种; 3、定子是 2/3 节距绕制,能有效抑制输出电压的波形畸变,及减少磁场发热; 4、转子装配前经过动平衡,完善的阻尼绕组帮助减少非恒定负荷下的电压偏 差和热量; 5、励磁机转子的输出功率通过三相全波式整流器输给主机转子,该整流器由 一浪涌抑制器保护,以免由诸如短路或者并联时相位失步而引起的冲击造成损坏; 3.2 高压开关柜 高压并机开关柜由一组高压开关柜组成,主要组成部分为发电机进线柜及 PT 柜、出线柜。并机柜及出线柜装设综合保护装置及差动保护装置有效的保护机组及 设备安装稳定运行。安装于高压柜上的综合保护器带有通用 RS232、MODBUS 通讯协 议接口,用户可以根据需要对整个并机系统的电能实时参数进行采集,进行集中监 控、归档管理。 高压开关柜断路器:ABB 高压断路器、三菱高压断路器 3.3 接地电阻柜 接地电阻柜系列中性点接地电阻采用的是电阻专用的原装进口不锈钢合金材 料,其材料具有接地电阻要求的热力及电气性能,做到耐受高温、电阻率高及 2 电阻温度系数小等性能,同时又具有抗拉强度高,机械性能稳定及高韧性的特 点,从而保证了系统发生单相接地故障时系统接地故障的灵敏度和可靠性,进而提 高了系统的可靠运行水平和系统稳定性。 柜内接地变压器采用干式变压器。 3.4 控制系统和综保系统简述 高压机组控制系统主要由高压开关柜和集中控制台两大部分组成。高压开关柜 可设于专门的配电室集中管理,集中控制台可以安装于中央控制室。安装于高压开 关柜上的综合保护器及集中控制台上的 8808 控制屏都带有通用 RS232、MODBUS 通 讯协议接口,用户可以根据需要对整个控制系统的实时数据进行采集,进行集中监 控、归档管理。 高压 8808 智能控制系统主要由发电机进线柜(并机柜)及 PT 柜、出线 智能主控制器本身已经集成了全面的发电机组保护功能,已经满足了机组本 身及其附属设备的基本保护需求。 作为后备冗余保护,用户可根据项目实际需要及操作习惯,在并机柜上可选装 综合保护装置(可选项)及差动保护装置(可选项),在出线柜上可选装综合保护装置 (可选项),有效的保护机组及设备安装稳定运行。 3.5 差动保护 差动保护是根据“电路中流入节点电流的总和等于零”原理制成的。 差动保护把被保护的电气设备看成是一个接点,那么正常时流进被保护设备的 电流和流出的电流相等,差动电流等于零。当设备出现故障时,流进被保护设备的 电流和流出的电流不相等,差动电流大于零。当差动电流大于差动保护装置的整定 值时,保护动作,将被保护设备的各侧断路器跳开,使故障设备断开电源。 发电机差动保护装置:T2900(丹麦 SELCO 公司)、P922,P12X(法国 ALSTOM) 3.6 接地保护系统 当电力系统出现故障时(例如电网部分短路或开路等),配电系统中性点将产生 偏移,此时中性点接地电阻将输出配电系统中性点强制接地,并限制其故障电流, 使电力系统有时间进行检测、诊断、保护和切换,从而避免了线路或设备可能遭受 的损坏。由于中性点电阻能吸附大量的谐振能量,在有电阻器的接地方式中,从根 本上抑制了系统谐振过电压。中性点接地电阻在电力输配电系统正常工作时电流很 小,而当电力系统发生故障时,流过中性点接地电阻的电流很大,时间很短,它通 常用于短时工作制。 中性点接地电阻设计依照 ANSI/IEEE32.1972 和 IEC625 以及相关标准。 当多台机组并机时,所有机组的中性点电阻都必须经高压真空接触器自动控制 其投入及退出,并与市电开关和其余机组开关之间进行联锁。当市电带载时,所有 机组的中性点电阻经高压真空接触器闭合;当市电故障,机组启动带载时,运行机 组中,只能有一台的零线中性点电阻经高压真空接触器闭合到接地点,其余运行机 组及未运行机组的中性点电阻均必须经高压真空接触器与接地点断开。 3 6.3kV、10kV 变压器中性点接地电阻参数 系统额定电压(kV) 短时通流电流(A) 短时通流时间(S) 标称阻值(Ω) 6.3 100 10 36.4 6.3 200 10 18.2 6.3 400 10 9.09 6.3 600 10 6.06 10.5 400 10 15.16 10.5 600 10 10.10 10.5 800 10 7.57 10.5 1000 10 6.06 四、高压机组 特性及试验项目: 4.1 高压机组 特性 --额定电压从 400V,13800V --启动性能稳定、波动小、承受冲击能力强 --可以承受超大功率负载的一次性投入 --一次性加载时电压降小 --可承受突加感性负载 --一次性大功率卸载时不飞车 --电子调速、转速稳定、反应时间短,动作准确性能高 --永磁无刷交流高发电机 --自动电压调节、瞬间强励磁功能 --输出波形完美无谐波 --抗电磁干扰能力强 --允许瞬时过载大电流 --F 级绝缘,F 级温升,安全等级高 4.2 主要试验项目: 1.绕阻的绝缘电阻和直流电阻 2.定子绕阻的的泄漏电流、直流耐压和交流耐压 3.转子绕阻的交流耐压 4.极性与连接 5.定子铁芯检查试验(3KV 或 500KW 以上电机) 6.空载电流及空载损耗 五、项目实施分析: 5.1 高压电缆头制作 高压电缆头制作应按规范进行,连接的电缆头需要进行电缆头耐压试验。 5.2 高压开关柜制作 高压开关柜的制作需要配备设备、人员和场地等,按照规范进行加工,目前公 司尚不具备生产高压开关柜的能力。委托外协单位完成是较佳的选择。 5.3 高压 机组的检验 除了按标准检验高压机组的绝缘、耐压等项目外,检验项目还包括:外观检 查、绝缘试验、耐压试验和连续负载运行试验等,需要完善检验设备和检验方法, 检验设备:高压机组定期负载试验的干式变压器、假负载等;仍需要按照标准检验项 目对机组的性能进行检验、调试。 4 发电机差动保护装置:T2900(丹麦 SELCO 公司)、P922,P12X(法国 ALSTOM) T2900(丹麦 SELCO 公司) P922,P12X(法国 ALSTOM) 市电开关与机组开关联锁 5 接地保护系统图 开关设备结构示意图 6 A 母线室 B 断路器手车室 C 电缆室 D 继电器仪表室 1.1 泄压装置 1.2 控制小线 分支小母线 电缆 10 避雷器 11 接地主母线 加热装置 17 可抽出式水平隔板 18 接地开关操作机构 19 底板 7 安全操作注意事项 一.严格按照柴油发电机组操作及维护保养规范进行操作维护保养,定期开机 10~15 分钟空载试验; 二.严格按照高压操作使用规范进行操作,操作人员有相应的高压操作资质; 三.并机开关柜机房有相应的高压保护措施,必须严格按照操作程序进行操作。 1. 为了保证开关柜和手车正确操作的程序性,开关柜设置有可靠的机械、电气联锁机 构,符合“五防”功能的要求。 1.1.仪表室门上装有提示性的按钮或者 KK 型转换开关,以防止误合、误分断 路器。 1.2.断路器手车在试验或工作位置时才能进行分合操作,而且在断路器合 闸后,ag真人杀猪!手车无法移动,防止了带负荷误推拉断路器。 1.3.仅当接地开关处于分闸位置时,断路器手车才能从试验/断开位置移至工 作位置,仅当断路器手车处于试验/断开位置时,接地开关才能进行合闸操作。这 样实现了防止带电误合接地开关及防止了接地开关处于闭合位置时关合断路器; 1.4.接地开关处于分闸位置时,下门及后门都无法打开,防止了误入带电间隔; 1.5.断路器手车确实在试验或工作位置时,而没有控制电压时,仅能手动分闸,不 能合闸。 2.手车在工作位置,二次插头被锁定不能拔除。 3.断路器可以与手车分离,开断时母排和馈电回路之间保证隔离。 4.所有设备的操作均可在开关柜面板关闭时进行。 5.开关柜柜体及所有金属隔板接地,柜内设置接地导体,接地联系性好。 6. 外壳的防护等级达 IP4X,可有效防止人体和外界固体接近带电部分和触及运动部 分,保护人身安全和设备可靠运行。 需要增加:差动保护、联轴器、高压开关柜 耐压试验、绝缘试验 高压柴油发电机组(功性能 高压柴油发电机组用途 国防、邮电、医院宾馆、商厦、工矿、交通及体娱等部门作通讯、动力照明常 用电源及应急备用电源。 高压柴油发电机组之系列是由万通专业设计,选用国际知名品牌柴油机为动力 源,配置国内外优质高压发电机所生产的高压系列发电机组(3.3kV、6.3kV、 10kV、13.8kV)。该系列机组调压精度高,动态性能好,电压波形畸小;电压波形畸 变小;耐冲击,承受超负载能力强;具有效率高,结构紧凑,维修方便,工作可靠, 使用寿命长及经济性能好等特点。可承受超大功率负载的一次性投入,另还可选 8 配专用高压软启动装置。 特性: --额定电压从 400V,13800V --启动性能稳定、波动小、承受冲击能力强 --可以承受超大功率负载的一次性投入 --一次性加载时电压降小 --可承受突加感性负载 --一次性大功率卸载时不飞车 --电子调速、转速稳定、反应时间短,动作准确性能高 --永磁无刷交流高发电机 --自动电压调节、瞬间强励磁功能 --输出波形完美无谐波 --抗电磁干扰能力强 --允许瞬时过载大电流 --F 级绝缘,F 级温升,安全等级高 应用范围: --山区高海拔环境中启动和带动风机水泵类等大功率电动机 --在石油化工行业带动高扬程输送(油、液态气)泵 --大功率消防水泵、动力水泵 --冶金、采矿行业带动大功率而且变速变负荷运行的锅炉风机、挖掘机械 --在通讯、电子、科研、军工行业作为高精度要求的实验或者动力电源 --在高层建筑、酒店、广场、展厅、工厂、港口、机场、农业灌溉、森林采 木、水库泵站中作为紧急照明、消防、动力电源等。 高压发电机组(6900V;10.5KV 等电压),高压发电机组设计、生产和测试完全符 合 ISO8528 的国家标准,广泛应用于工业、矿山、建筑、通讯等领域,甚至在极为 恶劣的环境下,也能提供非常可靠的电力; 1柴油发动机 原装进口柴油发动机。额定转速 1500RPM,四冲程、V 形排列、风扇水箱闭式 冷却,符合 ISO3046 标准且排放环保。 2交流发电机 采用国内一流高压同步交流发电机,符合 BS5000, VDE0530, IEC34-1, CSA22.2, AS2359 标准。 3 高压开关柜: 高压并机开关柜由一组高压开关柜组成,主要组成部分为发电机进线柜及 PT 柜、出线柜。并机柜及出线柜装设综合保护装置及差动保护装置有效的保护机组及 设备安装稳定运行。安装于高压柜上的综合保护器带有通用 RS232、MODBUS 通讯协 议接口,用户可以根据需要对整个并机系统的电能实时参数进行采集,进行集中监 控、归档管理。 4 接地电阻柜 接地电阻柜系列中性点接地电阻采用的是电阻专用的原装进口不锈钢合金材 料,其材料具有接地电阻要求的热力及电气性能,做到耐受高温、电阻率高及电阻 温度系数小等性能,同时又具有抗拉强度高,机械性能稳定及高韧性的特点,从而 保证了系统发生单相接地故障时系统接地故障的灵敏度和可靠性,进而提高了系统 的可靠运行水平和系统稳定性。 9