柴油發(fā)電機(jī)組在大型數(shù)據(jù)中心機(jī)房的配置

隨著it技術(shù)的發(fā)展，各行業(yè)的業(yè)務(wù)都離不開數(shù)據(jù)中心的建設(shè)，其中通信、金融、中大型企業(yè)和政府部門的idc中心建設(shè)規(guī)模和數(shù)量也在迅速增加。保證idc中心的設(shè)備安全運(yùn)行時(shí)，往往要采用大功率ups和柴油發(fā)電機(jī)組組成安全的供電系統(tǒng)。一般實(shí)現(xiàn)方法是發(fā)電機(jī)作為市電的備用電源，在斷電的情況下，由自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)（ats）將ups、機(jī)房專用空調(diào)、應(yīng)急照明等設(shè)備的輸入由市電切換到發(fā)電機(jī)，防止ups后備電池耗盡引起系統(tǒng)供電中斷。該系統(tǒng)不但要求發(fā)電機(jī)組自動(dòng)化程度高，更要求發(fā)電機(jī)必須適應(yīng)ups這一非線性負(fù)載的特性，使其在無市電的情況下保證ups對(duì)負(fù)載可靠供電。許多行業(yè)機(jī)房管理辦法中明確提出機(jī)房須配備備用發(fā)電機(jī)，要求其設(shè)計(jì)容量須能夠滿足機(jī)房設(shè)備正常運(yùn)行要求，并有適當(dāng)余量。但在實(shí)際選配和使用發(fā)電機(jī)過程中，由于發(fā)電機(jī)容量不足或維護(hù)不當(dāng)，會(huì)出現(xiàn)真正市電停電時(shí)，發(fā)電機(jī)卻不能正常工作的情況，本文就大型數(shù)據(jù)中心機(jī)房供電系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)組選配、與ups的匹配關(guān)系、發(fā)電機(jī)的使用維護(hù)要求做一簡要介紹，以期用戶在選購、配套柴油發(fā)電機(jī)組時(shí)作為參考。
1、大型數(shù)據(jù)中心機(jī)房對(duì)發(fā)電機(jī)組的要求
發(fā)電機(jī)是把機(jī)械能轉(zhuǎn)換為交流電能的轉(zhuǎn)換設(shè)備。當(dāng)前，性能優(yōu)良的柴油發(fā)電機(jī)是一個(gè)功能完善、功率容量范圍大、對(duì)環(huán)境和場(chǎng)地條件要求低、安裝使用方便的小型發(fā)電設(shè)備，使用相對(duì)廣泛，輸出容量從幾kva到幾兆va。柴油發(fā)電機(jī)組主體主要由發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)和控制系統(tǒng)三部分組成。其中與現(xiàn)代柴油發(fā)電機(jī)組配套的同步交流發(fā)電機(jī)由于性能及結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，普遍采用自勵(lì)恒壓型式，通常選用自激式同步交流發(fā)電機(jī)和pmg(永磁式)激勵(lì)式同步交流發(fā)電機(jī)。發(fā)電機(jī)組的主要性能參數(shù)應(yīng)滿足：
① 電壓調(diào)整率：當(dāng)負(fù)載功率因數(shù)0.8（滯后）～1、負(fù)載空載至滿載變化、從冷機(jī)到滿機(jī)及轉(zhuǎn)速下跌4.5％以內(nèi)等情況下，電壓調(diào)整率可以控制在±1％以內(nèi)；
② 頻率調(diào)整率：負(fù)載從0～100％范圍內(nèi)，頻率穩(wěn)定不變；
③ 隨機(jī)頻率波動(dòng)：負(fù)載從0～100％功率任何值，隨機(jī)頻率波動(dòng)率最大值為±0.25％；
2、發(fā)電機(jī)組在使用中容易產(chǎn)生的問題
大型數(shù)據(jù)中心機(jī)房一般采用“市電－發(fā)電機(jī)－ups并機(jī)系統(tǒng)”組成的供電系統(tǒng)。通常前級(jí)供電系統(tǒng)的容量應(yīng)該在滿足后級(jí)用電設(shè)備的容量基礎(chǔ)上保留10％～20％裕量。ups系統(tǒng)前級(jí)所需柴油發(fā)電機(jī)組的容量，實(shí)際上需要考慮的就是ups輸出滿載、ups系統(tǒng)效率、ups對(duì)電池組的充電功率（油機(jī)啟動(dòng)前ups啟動(dòng)電池放電，需補(bǔ)充能量）、ups的輸入功率因數(shù)等。舉例來說，100kva的ups，滿載輸出80kw，效率假設(shè)取93％，充電功率為ups額定容量的15％～25％，輸入功率因數(shù)0.83，則所需柴油發(fā)電機(jī)組的容量為：80kw÷93％x1.25÷0.83＝130kva，保有部分裕量后，可選擇150kva左右的柴油發(fā)電機(jī)組。但實(shí)際上，這并不能保證停電后柴油發(fā)電機(jī)組能夠順利啟動(dòng)并向ups供電。同時(shí)由于大型數(shù)據(jù)中心機(jī)房供電系統(tǒng)中的發(fā)電機(jī)負(fù)載還包括機(jī)房專用空調(diào)、應(yīng)急照明、消防電梯等，這些負(fù)載啟動(dòng)或運(yùn)行時(shí)都會(huì)對(duì)發(fā)電機(jī)引起振蕩和干擾。當(dāng)組成“市電－發(fā)電機(jī)－ups”供電系統(tǒng)時(shí)，盡管發(fā)電機(jī)的負(fù)載量在它的額定輸出容量范圍內(nèi)，市電中斷后，在發(fā)電機(jī)投入運(yùn)行過程中卻經(jīng)常發(fā)現(xiàn)工作不穩(wěn)定，產(chǎn)生多種使發(fā)電機(jī)－ups系統(tǒng)不能正常工作的現(xiàn)象，具體表現(xiàn)為：
（1） 負(fù)載反饋的波動(dòng)電壓，造成發(fā)電機(jī)的輸出電壓穩(wěn)定度很差，常出現(xiàn)發(fā)電機(jī)組輸出電壓振蕩。ups整流器允許的輸入電壓范圍一般在±15％或更寬，發(fā)電機(jī)的輸出電壓不穩(wěn)定相對(duì)來說影響較小；
（2） ups整流器的輸入諧波造成多個(gè)過零點(diǎn)；


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