高壓柴油發(fā)電機(jī)組原理和特性介紹

1、高壓柴油發(fā)電機(jī)組原理和特性介紹高壓柴油發(fā)電機(jī)組概述伴隨著機(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，需多臺大功率柴油發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)才能滿足負(fù)荷的要求，而且機(jī)房與實(shí)際使用負(fù)載間距離也越來越遠(yuǎn)，采用傳統(tǒng)的多臺低壓柴油發(fā)電機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行暴露出多項(xiàng)運(yùn)行和傳輸?shù)娜毕?為了能夠更加安全、可靠地運(yùn)行，采用高壓機(jī)組是一種更好的選擇。高壓機(jī)組應(yīng)用于冶金企業(yè)、機(jī)場、數(shù)據(jù)中心等應(yīng)急備用電源系統(tǒng),因機(jī)組的輸出電壓10kV與原供電系統(tǒng)電壓一致,可直接接入供電系統(tǒng),省去了大筆供配電系統(tǒng)的設(shè)備投資。同時(shí)由于機(jī)組的輸出電壓高，輸出電流小，在動(dòng)力傳輸過程功率損失最小, 適合遠(yuǎn)距離輸送。第 1 頁 1 頁 1 頁 1 頁

2、 2 頁 高壓柴油發(fā)電機(jī)組與低壓柴油發(fā)電機(jī)組分析比較序特點(diǎn)低壓機(jī)組高壓機(jī)組1容量可多臺機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行?？啥嗯_機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行，機(jī)房可集中建設(shè)。2輸送距離可短距離輸電可長距離輸電，3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。4成本設(shè)備初期投資較少，維護(hù)成本較低，低容量、短距離具有較大優(yōu)勢，高容量、長距離使用時(shí)成本將遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于高壓機(jī)組設(shè)備初期投資較大，維護(hù)成本較低，對于大容量、長距離輸配電具有明顯優(yōu)勢，配套投資費(fèi)用較低第 1 頁 1 頁 1 頁 1 頁 3 頁 高壓柴油發(fā)電機(jī)組與低壓柴油發(fā)電機(jī)組分析比較序特點(diǎn)低壓機(jī)組高壓機(jī)組5操作維護(hù)操作使用較為簡單，對操作使用人員要求較低。操

3、作使用較為復(fù)雜，操作使用人員要求較高，必須具有相應(yīng)高壓操作證才能操作。6配置配置較為簡單。配置較為復(fù)雜，尤其在發(fā)電機(jī)及輸出配電柜方面。7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。8發(fā)展趨勢小功率段保持傳統(tǒng)市場，大功率段有被高壓系統(tǒng)替代的勢。采用高壓系統(tǒng)為現(xiàn)時(shí)世界趨勢，需求逐漸增大。第 1 頁 1 頁 1 頁 1 頁 4 頁 低壓柴油發(fā)電機(jī)組的負(fù)載分配模式第 1 頁 1 頁 1 頁 1 頁 5 頁 使用高壓發(fā)電機(jī)組的條件第 1 頁 1 頁 1 頁 1 頁 6 頁 功率、電壓、電流關(guān)系P=1.732UICOS現(xiàn)以2000kW機(jī)組為例，功率因素，頻率50

4、Hz低壓（400V）電流為：I=P/(1.732UCOS)=200010/（）=3609A高壓（）電流為：I=P/(1.732UCOS)=200010/（）=137A高壓輸電電流相當(dāng)于低壓輸電電流的1/26第 1 頁 1 頁 1 頁 1 頁 7 頁 高壓柴油發(fā)電機(jī)組應(yīng)用 根據(jù)上述高低壓柴油發(fā)電機(jī)組的應(yīng)用特點(diǎn)，在容量要求較大和送電距離較遠(yuǎn)的應(yīng)用場合，高壓柴油發(fā)電機(jī)組具有大容量、遠(yuǎn)距離供電，機(jī)房集中建設(shè)、可靠性強(qiáng)、配套配電系統(tǒng)簡單等明顯優(yōu)點(diǎn)，是大容量機(jī)組選型應(yīng)用的必然趨勢，高壓柴油發(fā)電機(jī)組已經(jīng)在銀行、數(shù)據(jù)中心、冶金、民航等領(lǐng)域進(jìn)行了大量的應(yīng)用。 50Hz高壓柴油發(fā)電機(jī)組主要電壓等級有：6kV、10

5、kV、11kV等， 單臺機(jī)組功率一般在1000kW以上,多臺機(jī)組并聯(lián)使用。第 1 頁 1 頁 1 頁 1 頁 8 頁 部分應(yīng)用實(shí)例序號單位電壓等級應(yīng)用模式總?cè)萘?廣州白云國際機(jī)場10.5kV2（1800kW2）7200kW2上海寶鋼10.5kV21020kW2040kW3北京電子商務(wù)中心10.5kV41650kW6600kW4武廣鐵路6.3kV41000kW41200kW8800kW5中金數(shù)據(jù)二期10.5kV52000kW10000kW6江西銅業(yè)10kV21600kW3200kW7華為研發(fā)中心10.5kV41800kW7200kW8上海文廣中心10.5kV22000kW4000kW9上海環(huán)球金

6、融中心10.5kV42000kW8000kW10中芯國際上海工廠10.5kV41600kW6400kW11天津泰達(dá)足球場10.5kV21200kW2400kW第 1 頁 1 頁 1 頁 1 頁 9 頁 新白云機(jī)場機(jī)場航站樓機(jī)房第 1 頁 1 頁 1 頁 1 頁 10 頁 寶鋼浦鋼COREX項(xiàng)目機(jī)房第 1 頁 1 頁 1 頁 1 頁 11 頁 華為軟件園機(jī)房第 1 頁 1 頁 1 頁 1 頁 12 頁 高壓柴油發(fā)電機(jī)組的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)序設(shè)備名稱使用要求說明備注1發(fā)動(dòng)機(jī)一般要求單臺機(jī)組功率在1000KW以上，可選用三菱、卡特、康明斯、MTU等發(fā)動(dòng)機(jī)與低壓機(jī)組沒區(qū)別2發(fā)電機(jī)按不同電壓等級選用，可選用德國A

7、VK、法國LSA、英國STAMFORD等品牌發(fā)電機(jī)與低壓發(fā)電機(jī)有較大區(qū)別3連接方式雙軸承發(fā)電機(jī)聯(lián)軸器聯(lián)接，工作可靠、安全性更高。減震墊安裝在底座下面4并機(jī)控制系統(tǒng)一般包括主控制器、同期裝置等，可選用COMAP主控制系統(tǒng)、CUMMINS、CAT、MTU并機(jī)控制系統(tǒng)、差動(dòng)保護(hù)與低壓并機(jī)控制系統(tǒng)沒明顯區(qū)別，增加差動(dòng)保護(hù)5高壓開關(guān)柜一般并機(jī)輸出開關(guān)采用抽出式電動(dòng)真空斷路器、綜保系統(tǒng)、直流操作。6PT柜含PT,CT第 1 頁 1 頁 1 頁 1 頁 13 頁 高壓機(jī)組外形圖（三菱）第 1 頁 1 頁 1 頁 1 頁 14 頁 高壓發(fā)電機(jī)組（三菱）第 1 頁 1 頁 1 頁 1 頁 15 頁 高壓發(fā)電機(jī)第

8、 1 頁 1 頁 1 頁 1 頁 16 頁 聯(lián)軸器第 1 頁 1 頁 1 頁 1 頁 17 頁 高壓開關(guān)柜第 1 頁 1 頁 1 頁 1 頁 18 頁 ABB高壓斷路器第 1 頁 1 頁 1 頁 1 頁 19 頁 三菱高壓斷路器第 1 頁 1 頁 1 頁 1 頁 20 頁 高壓電纜頭制作第 1 頁 1 頁 1 頁 1 頁 21 頁 電纜頭耐壓試驗(yàn)第 1 頁 1 頁 1 頁 1 頁 22 頁 控制系統(tǒng)和綜保系統(tǒng)簡述高壓機(jī)組控制系統(tǒng)主要由高壓開關(guān)柜和集中控制臺兩大部分組成。高壓開關(guān)柜可設(shè)于專門的配電室集中管理，集中控制臺可以安裝于中央控制室。安裝于高壓開關(guān)柜上的綜合保護(hù)器及集中控制臺上的8808控

9、制屏都帶有通用RS232、MODBUS通訊協(xié)議接口，用戶可以根據(jù)需要對整個(gè)控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，進(jìn)行集中監(jiān)控、歸檔管理。高壓8808智能控制系統(tǒng)主要由發(fā)電機(jī)進(jìn)線柜（并機(jī)柜）及PT柜、出線柜組成。8808智能主控制器本身已經(jīng)集成了全面的發(fā)電機(jī)組保護(hù)功能，已經(jīng)滿足了機(jī)組本身及其附屬設(shè)備的基本保護(hù)需求。作為后備冗余保護(hù)，用戶可根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際需要及操作習(xí)慣，在并機(jī)柜上可選裝綜合保護(hù)裝置(可選項(xiàng))及差動(dòng)保護(hù)裝置(可選項(xiàng))，在出線柜上可選裝綜合保護(hù)裝置(可選項(xiàng))，有效的保護(hù)機(jī)組及設(shè)備安裝穩(wěn)定運(yùn)行。第 1 頁 1 頁 1 頁 1 頁 23 頁 系統(tǒng)一次原理圖第 1 頁 1 頁 1 頁 1 頁 24 頁

10、開關(guān)設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖A 母線室B 斷路器手車室C 電纜室D 繼電器儀表室1.1 泄壓裝置1.2 控制小線槽1 外殼2 分支小母線3 母線套管4 主母線5 靜觸頭裝置6 靜觸頭盒7 電流互感器8 接地開關(guān)9 電纜10 避雷器11 接地主母線12 裝卸式隔板13 隔板（活門）14 二次插頭15 斷路器手車16 加熱裝置17 可抽出式水平隔板18 接地開關(guān)操作機(jī)構(gòu)19 底板第 1 頁 1 頁 1 頁 1 頁 25 頁 高壓配電開關(guān)示例第 1 頁 1 頁 1 頁 1 頁 26 頁 差動(dòng)保護(hù)差動(dòng)保護(hù)是根據(jù)“電路中流入節(jié)點(diǎn)電流的總和等于零”原理制成的。 差動(dòng)保護(hù)把被保護(hù)的電氣設(shè)備看成是一個(gè)接點(diǎn)，那么正常時(shí)流

11、進(jìn)被保護(hù)設(shè)備的電流和流出的電流相等，差動(dòng)電流等于零。當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，流進(jìn)被保護(hù)設(shè)備的電流和流出的電流不相等，差動(dòng)電流大于零。當(dāng)差動(dòng)電流大于差動(dòng)保護(hù)裝置的整定值時(shí)，保護(hù)動(dòng)作，將被保護(hù)設(shè)備的各側(cè)斷路器跳開，使故障設(shè)備斷開電源。 第 1 頁 1 頁 1 頁 1 頁 27 頁 發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)裝置T2900（丹麥SELCO公司）P922P12X(法國ALSTOM)第 1 頁 1 頁 1 頁 1 頁 28 頁 發(fā)電機(jī)差動(dòng)原理圖（C 相）第 1 頁 1 頁 1 頁 1 頁 29 頁 接地保護(hù)系統(tǒng) 當(dāng)電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)(例如電網(wǎng)部分短路或開路等)，配電系統(tǒng)中性點(diǎn)將產(chǎn)生偏移，此時(shí)中性點(diǎn)接地電阻將輸出配電系統(tǒng)中

12、性點(diǎn)強(qiáng)制接地，并限制其故障電流，使電力系統(tǒng)有時(shí)間進(jìn)行檢測、診斷、保護(hù)和切換，從而避免了線路或設(shè)備可能遭受的損壞。由于中性點(diǎn)電阻能吸附大量的諧振能量，在有電阻器的接地方式中，從根本上抑制了系統(tǒng)諧振過電壓。中性點(diǎn)接地電阻在電力輸配電系統(tǒng)正常工作時(shí)電流很小，而當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，流過中性點(diǎn)接地電阻的電流很大，時(shí)間很短，它通常用于短時(shí)工作制。第 1 頁 1 頁 1 頁 1 頁 30 頁 接地保護(hù)系統(tǒng) 中性點(diǎn)接地電阻設(shè)計(jì)依照ANSI/IEEE32.1972 和IEC625 以及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。 當(dāng)多臺機(jī)組并機(jī)時(shí)，所有機(jī)組的中性點(diǎn)電阻都必須經(jīng)高壓真空接觸器自動(dòng)控制其投入及退出，并與市電開關(guān)和其余機(jī)組開關(guān)之間進(jìn)

13、行聯(lián)鎖。當(dāng)市電帶載時(shí)，所有機(jī)組的中性點(diǎn)電阻經(jīng)高壓真空接觸器閉合；當(dāng)市電故障，機(jī)組啟動(dòng)帶載時(shí)，運(yùn)行機(jī)組中，只能有一臺的零線中性點(diǎn)電阻經(jīng)高壓真空接觸器閉合到接地點(diǎn)，其余運(yùn)行機(jī)組及未運(yùn)行機(jī)組的中性點(diǎn)電阻均必須經(jīng)高壓真空接觸器與接地點(diǎn)斷開。第 1 頁 1 頁 1 頁 1 頁 31 頁 市電開關(guān)與機(jī)組開關(guān)聯(lián)鎖第 1 頁 1 頁 1 頁 1 頁 32 頁 接地保護(hù)系統(tǒng)圖第 1 頁 1 頁 1 頁 1 頁 33 頁 0線地線電阻配接觸器第 1 頁 1 頁 1 頁 1 頁 34 頁 市電正常，發(fā)電機(jī)組停止?fàn)顟B(tài)第 1 頁 1 頁 1 頁 1 頁 35 頁 市電失壓，發(fā)電機(jī)組啟動(dòng)狀態(tài)第 1 頁 1 頁 1 頁 1

14、 頁 36 頁 機(jī)組并機(jī)狀態(tài)第 1 頁 1 頁 1 頁 1 頁 37 頁 機(jī)組和市電并網(wǎng)狀態(tài)第 1 頁 1 頁 1 頁 1 頁 38 頁 發(fā)電機(jī)組卸載備用狀態(tài)第 1 頁 1 頁 1 頁 1 頁 39 頁 高壓機(jī)組的出廠試驗(yàn)第 1 頁 1 頁 1 頁 1 頁 40 頁 外觀檢查第 1 頁 1 頁 1 頁 1 頁 41 頁 絕緣試驗(yàn)第 1 頁 1 頁 1 頁 1 頁 42 頁 耐壓試驗(yàn)第 1 頁 1 頁 1 頁 1 頁 43 頁 耐壓試驗(yàn)第 1 頁 1 頁 1 頁 1 頁 44 頁 連續(xù)負(fù)載運(yùn)行試驗(yàn)第 1 頁 1 頁 1 頁 1 頁 45 頁 試驗(yàn)室負(fù)載第 1 頁 1 頁 1 頁 1 頁 46 頁

15、 高壓機(jī)組定期負(fù)載試驗(yàn)的干式變壓器第 1 頁 1 頁 1 頁 1 頁 47 頁 假負(fù)載第 1 頁 1 頁 1 頁 1 頁 48 頁 安全操作注意事項(xiàng)一.嚴(yán)格按照柴油發(fā)電機(jī)組操作及維護(hù)保養(yǎng)規(guī)范進(jìn)行操作維護(hù)保養(yǎng)，定期開機(jī)1015分鐘空載試驗(yàn)；二.嚴(yán)格按照高壓操作使用規(guī)范進(jìn)行操作，操作人員有相應(yīng)的高壓操作資質(zhì)；三.并機(jī)開關(guān)柜機(jī)房有相應(yīng)的高壓保護(hù)措施，必須嚴(yán)格按照操作程序進(jìn)行操作。1.為了保證開關(guān)柜和手車正確操作的程序性，開關(guān)柜設(shè)置有可靠的機(jī)械、電氣聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)，符合“五防”功能的要求。1.1.儀表室門上裝有提示性的按鈕或者KK型轉(zhuǎn)換開關(guān)，以防止誤合、誤分?jǐn)嗦菲?。?1 頁 1 頁 1 頁 1 頁 49 頁 1.2.斷路器手車在試驗(yàn)或工作位置時(shí)才能進(jìn)行分合操作，而且在斷路器合閘后，手車無法移動(dòng)，防止了帶負(fù)荷誤推拉斷路器。1.3.僅當(dāng)接地開關(guān)處于分閘位置時(shí)，斷路器手車才能從試驗(yàn)/斷開位置移至工作位置，僅當(dāng)斷路器手車處于試驗(yàn)/斷開位置時(shí)，接地開關(guān)才能進(jìn)行合閘操作。這樣實(shí)現(xiàn)了防止帶電誤合接地開關(guān)及防止了接地開關(guān)處于閉合位置時(shí)關(guān)合斷路器；1.4.接地開關(guān)處于分閘位置時(shí)，下門及后門都無法打開，防止了誤入帶電間隔；1.5