兩臺柴油發電機并聯運行的性能標準

兩臺柴油發電機并聯運行的性能標準
兩臺規格型號完全相同的三相發電機組，在額定功率因數下，應能在20%～100%額定功率范圍內穩定并聯運行。為了提高有功功率和無功功率合理分配精度和運行的穩定性，要求發電機組中柴油機調速器具有穩態調速率在2%～5%范圍內調節的裝置。在控制箱（屏）內的調壓裝置可使穩態電壓調整率在5%范圍內調整。
一、并機性能
1、并聯基調點：
調節并網各發電機組的輸出功率為發電機組額定功率的75%，且為額定功率因數、額定電壓和額定頻率。此后的實驗過程中不得再調節轉速和電壓。
2、加載方法：
在額定功率因數條件下，按下列總功率的百分數和程序變更負載：75%→100%→75%→50%→20%→50%→75%，在各級負載下至少運行5分鐘。
3、有功功率分配差率δp（%）≤±5%。
δp=（p1-p2）/2p×100%
式中，p——發電機組的額定有功功率；
p1、p2——某一工況下，兩臺發電機組各自輸出的有功功率。
并聯發電機有功功率的調節
4、無功功率分配差度δq（%）：≤±10%。
δq=（q1-q2）/2q×100%
式中，q——發電機組的額定無功功率；
q1、q2——某一工況下，兩臺發電機組各自輸出的無功功率。
同步發電機無功功率相量圖
二、10kv高壓柴油發電機組在通信行業應用的并機方案
首先，動力中心發電機主要為機房it負載、空調、建筑電氣等提供應急電源保障容量。發電機組的并機容量首先應滿足以下三個條件：
1）發電機組的連續運行額定功率大于或等于穩定負載的計算功率；
2）發電機組的備用運行功率大于或等于負載的尖峰功率；
3）在最大的電動機啟動時，發電機組的瞬時電壓降不大于15％～20％。
其次，數據中心配置有大量的不間斷電源，它的特性是非線性負載，在供電線路上會產生諧波，使發電機輸出電壓波形產生失真。對于高阻抗的發電機組，諧波對發電機組影響更大。由于發電機組相對電網是有限容量系統，多臺發電機并機系統除了滿足穩定負載需求外，還需考慮負載特性（電能質量）、啟動性能、沖擊負載（冷凍機組和水泵的啟動電流、變壓器投入時的激磁電流）對發電機使用的影響。
因此，針對上述模型，建議對10kv高壓發電機組以12臺作為1個并機組合。當市電中斷/故障后，自動啟動發電機組并機輸出供電，發電機組供電與市電不并網。動力中心建設2個并機模塊，分別由2套并機控制系統控制。
為保證響應速度，并機系統同步控制采用準同期方式，系統采用隨機并聯方式，即系統中任一臺首先達到額定輸出的機組，都可以先合閘到母線供電，其他機組與該機組同步后再依次合閘供電。高壓柴油發電機組外形如圖7-2所示。
n+1柴油發電機組并聯運行示意圖
三、10kv 高壓柴油發電機組在通信行業應用的負載管理
當數據中心市電中斷/故障時，全部10kv發電機組自動并聯運行，系統自動分配負載，按下述邏輯實現負載管理。
系統負載管理按n＋1模式來控制，全部12臺機組（一個并機組合）并聯運行1～10min（可調）后，如系統全部負載小于單臺發電機組額定容量的900％（可調）且持續時間超過1min，則系統自動切除第12臺機組，此時全部負載由11臺機組供電，通過n＋1的冗余負載管理設計，來保證供電的可靠性。
如負載繼續下降至小于單機容量的810％且持續時間超過1min，則系統自動切除第11臺機組；如負載繼續下降至小于單機容量的720％且持續時間超過1min，則系統自動切除第10臺機組；如此類推，直到負載繼續下降至小于單機容量的90％且持續時間超過1min，則系統自動切除第3臺機組。系統最少保證兩臺機組在線運行。
反之，如系統負載增加到大于單臺發電機組額定容量的120％時，則系統自動啟動第3臺機組，并自動同步后合閘，向負載供電；如系統負載繼續增加，至大于單機額定容量的240％，則系統自動啟動第4臺機組，并自動同步后合閘，向負載供電。其他機組的運行以此類推。
系統帶載運行中，如果任一臺機組故障時，系統都將自動報警，同時啟動一臺冗余機組投入使用。
市電恢復，則全部在線發電機組通過主控柜斷開發電機組進線斷路器，發電機組自動冷卻延時后停機。
上述邏輯控制功能可在現場設定，無需硬件改動，即可靈活擴容。

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