中壓柴油發(fā)電機(jī)組在通信行業(yè)的應(yīng)用特點(diǎn)
中壓柴油發(fā)電機(jī)組的輸出電壓的等級有6kv、6.3kv、6.6kv、10kv、10.5kv、11kv等,國內(nèi)常用電壓等級為10kv,單臺發(fā)電機(jī)組功率一般在1000kw以上,若電力需求超過單臺柴油發(fā)電機(jī)組的最大容量,一般采用多臺發(fā)電機(jī)組并聯(lián)使用。
一、在通信行業(yè)的應(yīng)用優(yōu)勢
中壓柴油發(fā)電機(jī)組的在通信行業(yè)應(yīng)用具有以下優(yōu)勢:
(1)發(fā)電機(jī)組利用率的提高
傳統(tǒng)方式的每幢數(shù)據(jù)機(jī)樓配置相應(yīng)400v低壓發(fā)電機(jī)組,平時(shí)市電正常時(shí)發(fā)電機(jī)組都閑置著,使用率極低,對機(jī)樓空間占用、投資都是浪費(fèi)。而大型數(shù)據(jù)中心園區(qū)內(nèi)一般單體數(shù)據(jù)機(jī)樓較多,總體用電量大,采用10kv中壓發(fā)電機(jī)組后可以統(tǒng)一設(shè)置動力中心(內(nèi)含10kv 中壓發(fā)電機(jī)組、發(fā)電機(jī)組并機(jī)系統(tǒng)、10kv中壓發(fā)電機(jī)組與10kv市電切換及輸出配電系統(tǒng))。采用1:n(n≥2)的比例(即只需配置1/n的發(fā)電機(jī)組數(shù)量)進(jìn)行復(fù)用,將1個(gè)后備供電單元(10kv中壓發(fā)電機(jī)組群)作為n個(gè)用電單元的后備電源。通過復(fù)用,實(shí)現(xiàn)供電保障范圍最大化,當(dāng)任意1個(gè)用電單元市電發(fā)生中斷時(shí),后備供電單元(10kv中壓發(fā)電機(jī)組群)對此用電單元進(jìn)行保障供電。以此提高發(fā)電機(jī)組利用率,實(shí)現(xiàn)資源的動態(tài)調(diào)配和共享,提高效益的同時(shí)大大降低土建及設(shè)備的建設(shè)成本,也符合綠色、環(huán)保及節(jié)能的主題。
(2)用電容量與機(jī)房密度的匹配性
受限于傳統(tǒng)400v低壓發(fā)電機(jī)組一定的裝機(jī)容量(發(fā)電機(jī)組機(jī)房在機(jī)樓建設(shè)初期的規(guī)劃容量一定,加上安裝場地、機(jī)房進(jìn)排風(fēng)等因素的制約),由于數(shù)據(jù)中心it設(shè)備負(fù)載的不確定性,負(fù)載密度跨度大(單機(jī)架功耗從低密設(shè)備4.5kw/架以內(nèi)、中密設(shè)備4.5~7.5kw/架、高密設(shè)備7.5kw/架以上),數(shù)據(jù)中心供電設(shè)備安裝區(qū)域與it機(jī)房區(qū)域很難匹配,對于低密設(shè)備很容易出現(xiàn)it機(jī)房區(qū)域已裝滿而供電機(jī)房空間及供電容量有剩余,對于高密設(shè)備很容易出現(xiàn)供電機(jī)房空間及供電容量已滿而it機(jī)房空間空余較多的情況。隨著10kv 中壓發(fā)電機(jī)組在大型數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用,發(fā)電機(jī)組容量將不再受限(集中設(shè)置動力中心),可以在機(jī)樓內(nèi)劃定一塊區(qū)域設(shè)置成機(jī)動區(qū)域,根據(jù)it設(shè)備功耗來決定是否為配電區(qū)域或者it設(shè)備區(qū)域,從而提高靈活性及機(jī)房利用率。
(3)適合遠(yuǎn)距離供電
傳統(tǒng)400v低壓發(fā)電機(jī)組由于電壓低,相同發(fā)電機(jī)組容量情況下供電線路上的電流就比較大,所以一般不可能把發(fā)電機(jī)組設(shè)置到離供電負(fù)載較遠(yuǎn)的距離,這樣損耗就比較大,使得發(fā)電機(jī)組布局必須分散,增加土建和降噪成本,發(fā)電機(jī)組也難以實(shí)現(xiàn)共用共享。采用10kv中壓發(fā)電機(jī)組后,由于供電電壓提高25倍,相同發(fā)電機(jī)組容量情況下供電線路上的電流就是400v發(fā)電機(jī)組的1/25,就是說相同供電距離時(shí)損耗就減少到1/25。同時(shí)由于供電電流大大減小,可以采用較小發(fā)電機(jī)組輸出電纜給負(fù)載供電,此部分投資也大大減小。因此,建議把10kv發(fā)電機(jī)組集中設(shè)置,形成一個(gè)動力中心,統(tǒng)一向各個(gè)數(shù)據(jù)機(jī)樓應(yīng)急保障供電。
(4)大容量并機(jī)系統(tǒng)
傳統(tǒng)400v低壓發(fā)電機(jī)組受公共母排和斷路器容量的限制(一般最大電流只能達(dá)到6000a左右),發(fā)電機(jī)組并機(jī)數(shù)量不會很多,比如2000kw油機(jī)并機(jī)數(shù)量不能超過3臺。采用10kv發(fā)電機(jī)組后,2000kw油機(jī)并機(jī)數(shù)量可以大大增加,十幾臺甚至20多臺都不成問題。
(5)機(jī)房等級多樣化
緊跟市場前端需求量身定制“低成本、差異化”機(jī)房,電源保障等級及保障比例可與客戶靈活協(xié)商。對于低端用戶,不用發(fā)電機(jī)組進(jìn)行后備保障供電,而只需市電保障;對于高端用戶在市電斷電后采用后備發(fā)電機(jī)組進(jìn)行保障供電,這樣也間接為10kv 中壓發(fā)電機(jī)組復(fù)用創(chuàng)造了條件。
(6)負(fù)載切換靈活
傳統(tǒng)400v低壓發(fā)電機(jī)組并機(jī)容量小,抗負(fù)載沖擊能力弱,采用10kv 中壓發(fā)電機(jī)組集中設(shè)置動力中心后并機(jī)容量大大提高,發(fā)電機(jī)組與市電的切換在10kv端完成,對400v負(fù)載影響較小,負(fù)載掛接更具靈活性。這樣也有利于大型數(shù)據(jù)中心10kv設(shè)備的選用,比如10kv空調(diào)冷水發(fā)電機(jī)組的應(yīng)用,其相對于400v低壓發(fā)電機(jī)組啟動電流小,對電網(wǎng)沖擊小,可以降低電纜規(guī)格,減少線路壓降和損耗,減少線纜投資,既節(jié)能又環(huán)保。
二、10kv中壓在通信行業(yè)應(yīng)用的供電方案
1、市電與發(fā)電機(jī)組切換的運(yùn)行模式
當(dāng)市電正常時(shí),各數(shù)據(jù)機(jī)樓10kv配電系統(tǒng)采用單母線分段方式運(yùn)行,中間設(shè)有母線并聯(lián)開關(guān),兩段母線互為備用。10kv市電電源和10kv發(fā)電機(jī)組電源之間設(shè)置自動切換裝置,市電電源失電后,切換裝置自動切換,10kv母線由動力中心的10kv發(fā)電機(jī)組并機(jī)系統(tǒng)供電。10kv配電系統(tǒng)二段母線有兩路10kv市電進(jìn)線和兩路10kv 發(fā)電機(jī)組進(jìn)線、母聯(lián)開關(guān)之間設(shè)有電氣聯(lián)鎖裝置,不容許任何兩路電源并網(wǎng)運(yùn)行。
(1)當(dāng)一路市電中斷/故障時(shí),通過自動/手動操作,轉(zhuǎn)換到另一路市電供電,兩路市電進(jìn)線與母聯(lián)開關(guān)之間有電氣聯(lián)鎖裝置,任何情況下只能有兩個(gè)開關(guān)處在閉合狀態(tài)。
(2)當(dāng)兩路市電中斷/故障時(shí),發(fā)電機(jī)組快速自啟動,并機(jī)成功后,向各機(jī)樓10kv配電系統(tǒng)兩段母線供電。
2、動力中心供電預(yù)案
首先,應(yīng)該對機(jī)樓及機(jī)房內(nèi)由發(fā)電機(jī)組應(yīng)急保障供電的負(fù)載進(jìn)行分級,做好動力中心的應(yīng)急保障供電預(yù)案,一旦一個(gè)數(shù)據(jù)機(jī)樓或者多個(gè)數(shù)據(jù)機(jī)樓的市電中斷或故障時(shí),對動力中心的10kv發(fā)電機(jī)組進(jìn)行復(fù)用供電,或者在復(fù)用基礎(chǔ)上對部分機(jī)樓或部分機(jī)房進(jìn)行限制供電。
(1)當(dāng)機(jī)樓的市電中斷/故障容量小于動力中心發(fā)電機(jī)組配置容量時(shí),通過動力中心復(fù)用,為所有用電單元保障供電。
(2)當(dāng)機(jī)樓的市電中斷/故障容量大于動力中心配置的發(fā)電機(jī)組容量時(shí),在復(fù)用基礎(chǔ)上,需對機(jī)樓或機(jī)房進(jìn)行分級,限制一部分機(jī)樓或部分機(jī)房用電,保障重要機(jī)樓或重要機(jī)房的供電。
三、在某通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用案例
1、某信息港項(xiàng)目的概況
某信息港是2015年前中國移動已建規(guī)模最大的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目。以“立足創(chuàng)新,服務(wù)全網(wǎng)”為核心定位,圍繞創(chuàng)新與服務(wù)兩大主題,培育高科技、信息化、綠色環(huán)保三大理念,打造集國際化運(yùn)營支撐、研發(fā)創(chuàng)新、信息服務(wù)、交流展示等功能于一體的國際一流信息園區(qū)。選址于北京昌平中關(guān)村國家工程技術(shù)創(chuàng)新基地,位于北六環(huán)和八達(dá)嶺高速公路交叉口,總占地面積1300畝(1畝=666.6666667㎡),總規(guī)劃建筑規(guī)模約為130萬㎡。分9個(gè)地塊進(jìn)行建設(shè)。其中北側(cè)1#地塊設(shè)置兩棟30000㎡數(shù)據(jù)中心機(jī)房樓,建筑層數(shù)為四層。工程總用地面積為53431㎡;建筑面積為65245㎡。
信息港一期工程數(shù)據(jù)中心機(jī)房負(fù)載密度高,每棟機(jī)房樓的單體建筑的用電負(fù)載達(dá)20000kva,用電負(fù)載基本都需有自備發(fā)電機(jī)組來保證,自備發(fā)電機(jī)組需求容量大。單層建筑的面積相對較大。對于這種數(shù)據(jù)機(jī)房樓,若采用傳統(tǒng)的低壓發(fā)電機(jī)組,將會造成首層大量建筑面積的占用,影響高低壓變配電設(shè)備及空調(diào)制冷設(shè)備的布置,并且給解決發(fā)電機(jī)組運(yùn)行時(shí)的振動、噪聲問題和發(fā)電機(jī)房的進(jìn)、排風(fēng)帶來困難。若低壓發(fā)電機(jī)組設(shè)置在樓外獨(dú)立設(shè)置的發(fā)電機(jī)房內(nèi),低電壓、大電流、長距離也會在運(yùn)行維護(hù)、能量損耗、施工等方面帶來不利。
從供電系統(tǒng)節(jié)能角度考慮,將自備發(fā)電機(jī)組電壓從400v提高到10kv,電壓可提高25倍,線路損耗減少近690倍。10kv備用發(fā)電機(jī)供電系統(tǒng)比較400v備用發(fā)電機(jī)供電系統(tǒng)在方案評估上具有一定優(yōu)勢,中國移動信息港一期工程決定采用中壓發(fā)電機(jī)組。
2、中壓柴油發(fā)電機(jī)組的應(yīng)用
自備發(fā)電機(jī)組的發(fā)動機(jī)機(jī)型有兩種:往復(fù)式柴油發(fā)電機(jī)組、燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組兩種機(jī)型。燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組具有運(yùn)行可靠性高、電力輸出穩(wěn)定、帶非線性負(fù)載能力強(qiáng)、體積小、重量輕、噪聲低等特點(diǎn),但其單位kw·h的耗油量要比往復(fù)式柴油發(fā)電機(jī)組高,大約是往復(fù)式柴油發(fā)電機(jī)組的1.7倍,而且造價(jià)高。在國內(nèi)通信行業(yè)尚無中壓燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組實(shí)際應(yīng)用案例,從建設(shè)成本及運(yùn)行維護(hù)安全角度考慮。信息港一期工程采用了往復(fù)式柴油發(fā)電機(jī)組。
一期地塊建設(shè)的發(fā)電機(jī)房共有34個(gè)發(fā)電機(jī)組機(jī)位。考慮信息港的今后發(fā)展,在機(jī)位數(shù)量不能改變的前提下,盡可能提高現(xiàn)有發(fā)電機(jī)房的供電保證能力。目前,大容量的備用中壓發(fā)電機(jī)組單機(jī)容量分別為1800kw、2000kw、2200kw、2400kw、2600kw。一期工程對不同容量的并機(jī)系統(tǒng)方案保障能力及價(jià)格進(jìn)行分析對比,最終選擇了單機(jī)容量為2000kw自備發(fā)電機(jī)組。其理由是:提高單位機(jī)位的供電能力;減少系統(tǒng)中壓發(fā)電機(jī)組的并機(jī)臺數(shù),使得多機(jī)并機(jī)系統(tǒng)的并機(jī)控制簡單;減少單系統(tǒng)的維護(hù)工作量;設(shè)備性價(jià)比高。
10kv發(fā)電機(jī)組供電系統(tǒng)為多臺并聯(lián)運(yùn)行方式,將每臺發(fā)電機(jī)組提供的電源連接匯合成單一電源給負(fù)載供電,并機(jī)運(yùn)行方式的市電與發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)換是在市電進(jìn)線斷路器和發(fā)電機(jī)供電系統(tǒng)輸出斷路器之間的轉(zhuǎn)換。
發(fā)電機(jī)組并機(jī)供電系統(tǒng)硬件運(yùn)行條件需具備的條件是可靠的并機(jī)系統(tǒng)。
同時(shí)還具有運(yùn)行保護(hù)裝置,能自動地、合理地分配和調(diào)整有功功率和無功功率,使發(fā)電機(jī)組間的調(diào)頻特性和調(diào)壓特性曲線趨向接近。
中壓發(fā)電機(jī)組采用多臺并機(jī)供電系統(tǒng),能承受較大負(fù)載變化的沖擊。發(fā)電機(jī)并機(jī)供電系統(tǒng)的容量需根據(jù)業(yè)務(wù)需求分期實(shí)施。
●并機(jī)系統(tǒng)通運(yùn)行方式
(1)發(fā)電機(jī)組同型號、同廠家、同容量發(fā)電機(jī)組多臺并機(jī)系統(tǒng);
(2)發(fā)電機(jī)組不同型號、不同廠家、同容量發(fā)電機(jī)組多臺并機(jī)系統(tǒng)。<
購買工業(yè)柴油發(fā)電機(jī)該選什么品牌?功率有哪些?柴油機(jī)熱交換器冷卻系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)與安裝大型柴油發(fā)電機(jī)租賃價(jià)格注意事項(xiàng)柴油發(fā)電機(jī)小固件螺母保養(yǎng)不可忽視柴油發(fā)電機(jī)玉柴的蓄電池負(fù)荷測試柴油發(fā)電機(jī)組中冷器的工作原理及清洗方法介紹淺談柴油發(fā)電機(jī)組在核電站應(yīng)用上的分類發(fā)電機(jī)生產(chǎn)廠家分享日常柴油發(fā)電機(jī)操作規(guī)程管理