新型高压柴油发电机组介绍

新型高压柴油发电机组介绍第1页/共53页2023/4/12高压柴油发电机组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。第2页/共53页2023/4/12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1容量可多台机组并联运行。可多台机组并联运行，机房可集中建设。2输送距离可短距离输电可长距离输电，3损耗在输配电中线路损耗较大在输配电中线路损耗较小，不存在输送发热问题。4成本设备初期投资较少，维护成本较低，低容量、短距离具有较大优势，高容量、长距离使用时成本将远远高于高压机组设备初期投资较大，维护成本较低，对于大容量、长距离输配电具有明显优势，配套投资费用较低第3页/共53页2023/4/12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5操作维护操作使用较为简单，对操作使用人员要求较低。操作使用较为复杂，操作使用人员要求较高，必须具有相应高压操作证才能操作。6配置配置较为简单。配置较为复杂，尤其在发电机及输出配电柜方面。7安全安全性能较高，技术较为成熟，技术门槛较低。安全性能较高，技术较为成熟，技术门槛较高。8发展趋势小功率段保持传统市场，大功率段有被高压系统替代的势。采用高压系统为现时世界趋势，需求逐渐增大。第4页/共53页2023/4/12低压柴油发电机组的负载分配模式第5页/共53页2023/4/12使用高压发电机组的条件第6页/共53页2023/4/12功率、电压、电流关系P=1.732×U×I×COSΦ现以2000kW机组为例，功率因素0.8，频率50Hz低压（400V）电流为：I=P/(1.732×U×COSΦ)=2000×10³/（1.732×400×0.8）=3609A高压（10.5KV）电流为：I=P/(1.732×U×COSΦ)=2000×10³/（1.732×10.5×10³×0.8）=137A高压输电电流相当于低压输电电流的1/26第7页/共53页2023/4/12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。

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。第8页/共53页2023/4/12部分应用实例序号单位电压等级应用模式总容量1广州白云国际机场10.5kV2×（1800kW×2）7200kW2上海宝钢10.5kV2×1020kW2040kW3北京电子商务中心10.5kV4×1650kW6600kW4武广铁路6.3kV4×1000kW4×1200kW8800kW5中金数据二期10.5kV5×2000kW10000kW6江西铜业10kV2×1600kW3200kW7华为研发中心10.5kV4×1800kW7200kW8上海文广中心10.5kV2×2000kW4000kW9上海环球金融中心10.5kV4×2000kW8000kW10中芯国际上海工厂10.5kV4×1600kW6400kW11天津泰达足球场10.5kV2×1200kW2400kW第9页/共53页2023/4/12新白云机场机场航站楼机房第10页/共53页2023/4/12宝钢浦钢COREX项目机房

第11页/共53页2023/4/12华为软件园机房第12页/共53页2023/4/12

高压柴油发电机组的结构特点序设备名称使用要求说明备注1发动机一般要求单台机组功率在1000KW以上，可选用三菱、卡特、康明斯、MTU等发动机与低压机组没区别2发电机按不同电压等级选用，可选用德国AVK、法国LSA、英国STAMFORD等品牌发电机与低压发电机有较大区别3连接方式双轴承发电机联轴器联接，工作可靠、安全性更高。减震垫安装在底座下面4并机控制系统一般包括主控制器、同期装置等，可选用COMAP主控制系统、CUMMINS、CAT、MTU并机控制系统、差动保护与低压并机控制系统没明显区别，增加差动保护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。6PT柜含PT,CT第13页/共53页2023/4/12高压机组外形图（三菱）

第14页/共53页2023/4/12高压发电机组（三菱）第15页/共53页2023/4/12高压发电机第16页/共53页2023/4/12联轴器第17页/共53页2023/4/12高压开关柜第18页/共53页2023/4/12ABB高压断路器第19页/共53页2023/4/12三菱高压断路器第20页/共53页2023/4/12高压电缆头制作第21页/共53页2023/4/12电缆头耐压试验第22页/共53页2023/4/12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、出线柜组成。8808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。第23页/共53页2023/4/12系统一次原理图第24页/共53页2023/4/12开关设备结构示意图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控制小线槽1外壳2分支小母线3母线套管4主母线5静触头装置6静触头盒7电流互感器8接地开关9电缆10避雷器11接地主母线12装卸式隔板13隔板（活门）14二次插头15断路器手车16加热装置17可抽出式水平隔板18接地开关操作机构19底板第25页/共53页2023/4/12高压配电开关示例第26页/共53页2023/4/12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。第27页/共53页2023/4/12发电机差动保护装置T2900（丹麦SELCO公司）P922＆P12X(法国ALSTOM)第28页/共53页2023/4/12发电机差动原理图（C相）第29页/共53页2023/4/12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。第30页/共53页2023/4/12接地保护系统

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。第31页/共53页2023/4/12市电开关与机组开关联锁第32页/共53页2023/4/12接地保护系统图第33页/共53页2023/4/120线地线电阻配接触器第34页/共53页2023/4/12市电正常，发电机组停止状态第35页/共53页2023/4/12市电失压，发电机组启动状态第36页/共53页2023/4/12机组并机状态第37页/共53页2023/4/12机组和市电并网状态第38页/共53页2023/4/12发电机组卸载备用状态第39页/共53页2023/4/12高压机组的出厂试验第40页/共53页2023/4/12外观检查第41页/共53页2023/4/12绝缘试验第42页/共53页2023/4/12耐压试验第43页/共53页2023/4/12耐压试验第44页/共53页2023/4/12连续负载运行试验第45页/共53页2023/4/12试验室负载第46页/共53页2023/4/12高压机组定期负载试验的干式变压器第47页/共53页2023/4/12假负载第48页/共53页2023/4/12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。第49页/共53页2023/4/121.2.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，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