10kv高電壓柴油發電機組技術特征
發布時間：2024-04-14 點擊：148
10kv高電壓柴油發電機組技術特征
高電壓柴油發電機組的構成與低壓柴油發電機組基本相同，其區別為高壓發電機和高壓配電系統。在柴油發電機組工程應用中，安裝要求及操作技術區別明顯。高電壓柴油發電機組的發展歷程匯集了柴油機、發電機、發電機控制系統技術發展的歷程，是應急電源或局域常用電源的一個分支。但因過去動力系統及控制系統技術發展的不成熟，幾十年來一直沒有得到推廣應用。
康明斯高壓發電機組機房實圖
一、高電壓柴油發電機組概述
近幾年，隨著社會的發展和人們物質水平生活的不斷提高，在很多場所，包括大的數據中心（數據中心基地功能一般包含許多功能，一般定位為idc業務承載中心、綜合通信機房、呼叫中心、移動互聯網、智慧城市、三網融合、物聯網、游戲、大型救災備用數據中心等），現代化的高層樓宇，多晶硅的生產工廠、礦山等，電力的需求量越來越大，常用的低壓400v交流備用柴油發電機組輸電線線徑大、線損大、難于敷設和造價高等缺陷。在很多情況下難以滿足實際需求。此時，高壓交流備用發電機組就充分體現了它的價值。
伴隨著機房的擴容，作為備用電源的柴油發電機組容量要求越來越大，需多臺大功率柴油發電機組單機或并網才能滿足負載的功率要求，由于發電機組數量的增加需要建設獨立的機房且與實際使用負載間距離也越來越遠，多臺低壓柴油發電機組并聯運行存在著傳輸上的缺陷，為了能夠更加安全、可靠地運行，采用高壓發電機組無疑是一種最佳的選擇。
大功率柴油機、大容量高壓發電機以及發電機控制系統技術的發展和完善，使高電壓柴油發電機組的優勢逐步顯現，市場需求旺盛，成為解決大容量、較遠距離傳輸、高智能、高可靠性應急電源的主要技術方案。高壓發電機組應用于通信、冶金、機場、礦山、碼頭、海島、大型數據中心、大型城市綜合體、中大型電廠的黑啟動等高端服務業和高端制造業的應急備用電源系統。
高壓柴油發電機組配電系統圖
二、高電壓發電機組主要技術特征
1）電壓等級高
國內主要電壓等級有6.6kv、10.5kv等。
2）單機容量大
一般在1000kw以上，可實現多臺發電機組并聯運行，最多可實現組與組之間并聯至256臺。
3）輸出電流小
可長距離輸電，在輸配電中線路損耗較小。
4）負載分配模式靈活
可直接對高壓負載供電或通過變壓器降壓后對低壓負載的供電。
5）自動化程度等級高
集電氣系統的保護、測量、遙控、遙信、遙測及信號為一體，實現了電氣系統的綜合自動化，具有保護及報警信號功能，并遠傳至主控室。
三、高電壓柴油發電機組的組成
高電壓柴油發電機組與低電壓柴油發電機組的組成基本相同，主要區別就在于相同容量的柴油發電機組，400v發電機組發電機出口電流比10kv發電機組出口電流大25倍以上。從多方面的角度分析對比高低壓發電機組見表1。
表1 高、低電壓發電機組技術特性的比較
序
特點
低壓發電機組
高壓發電機組
1
安裝場地選擇
宜設置在接近負載中心的位置
可以設置在機房樓外，可解決多臺發電機組同時運行時的震動、噪聲和發電機房的進、排風等問題，可遠離負載中心
2
容量
單機容量基本在2000kw及以下，可單機或多臺發電機組并聯運行，但并機容量過大時受輸出電源的限制
單機容量基本在2000kw及以上，可單臺或多臺發電機組并聯運行，機房可集中建設
3
輸送距離
可短距離輸電，長距離輸送不經濟，電壓壓降大
可長距離輸電
（在15～20km時采用10kv，有的則用6.6kv，輸電電壓在110kv以上的線路，稱為超高壓輸電線路）
4
損耗
在輸配電中線路損耗較大
在輸配電中線路損耗較小，不存在輸送發熱問題，高壓輸電電流相當于低壓的1/25
5
儲油及供油管路
地下油罐分散設置在各機房的備用發電站附近，如集中設置地下油罐，機房內外管線交叉處較多
在備用發電站建筑物附近區域集中設置地下油罐，避免在區域內與其余管線（電纜、水管等）的交叉，外網相對簡單
6
操作維護
操作使用較為簡單，對操作使用人員要求較低
操作使用較為復雜，對操作使用人員要求較高，必須具有相應的高壓操作證等資格，才能操作和維護
7
配置
配置較為簡單，輸配電基本為標準低壓柜等
配置較為復雜，尤其在發電機及輸出配電柜全部為高壓設備
8
并機運行
受低壓配電設備電流限制，并機容量小，受非線性負載影響大
方便實現大功率發電機組并聯成大容量系統，受非線性負載影響小
9
安全
安全性能較高，技術較為成熟，技術門檻較低
安全性能較高，技術較為成熟，技術門檻較高
10
發展趨勢
小功率段保持傳統市場，大功率段有被高壓系統替代的趨勢
大功率段采用高壓系統為應用趨勢，需求逐漸增大
11
與市電切換
采用ats，電流大、ats數量多，占地面積大，成本高
可在10kv母線處通過綜保控制開關集中切換，占地面積小，成本低
1．節能性能強
從表1中可知，高電壓柴油發電機組在技術性能上與低電壓柴油發電機組差別并不大，但是由于前者發電機組出線電壓等級提高，在電纜配置方面節省成本優勢較為明顯。同時從節能減排角度，高電壓發電機組傳輸電流小，發熱量小，能量損耗小，輸配電效率高，所以高壓發電機組比低壓發電機組更節能。
2．帶載性能好
非線性負載對油機帶載能力有較大影響。低壓柴油發電機組通過ats與市電切換直接帶載，受非線性負載影響大，同時也受到功率因數影響；而高壓發電機組可在10kv母線處通過綜保控制開關集中切換，一般通過變壓器帶
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高電壓柴油發電機組的構成與低壓柴油發電機組基本相同，其區別為高壓發電機和高壓配電系統。在柴油發電機組工程應用中，安裝要求及操作技術區別明顯。高電壓柴油發電機組的發展歷程匯集了柴油機、發電機、發電機控制系統技術發展的歷程，是應急電源或局域常用電源的一個分支。但因過去動力系統及控制系統技術發展的不成熟，幾十年來一直沒有得到推廣應用。
康明斯高壓發電機組機房實圖
一、高電壓柴油發電機組概述
近幾年，隨著社會的發展和人們物質水平生活的不斷提高，在很多場所，包括大的數據中心（數據中心基地功能一般包含許多功能，一般定位為idc業務承載中心、綜合通信機房、呼叫中心、移動互聯網、智慧城市、三網融合、物聯網、游戲、大型救災備用數據中心等），現代化的高層樓宇，多晶硅的生產工廠、礦山等，電力的需求量越來越大，常用的低壓400v交流備用柴油發電機組輸電線線徑大、線損大、難于敷設和造價高等缺陷。在很多情況下難以滿足實際需求。此時，高壓交流備用發電機組就充分體現了它的價值。
伴隨著機房的擴容，作為備用電源的柴油發電機組容量要求越來越大，需多臺大功率柴油發電機組單機或并網才能滿足負載的功率要求，由于發電機組數量的增加需要建設獨立的機房且與實際使用負載間距離也越來越遠，多臺低壓柴油發電機組并聯運行存在著傳輸上的缺陷，為了能夠更加安全、可靠地運行，采用高壓發電機組無疑是一種最佳的選擇。
大功率柴油機、大容量高壓發電機以及發電機控制系統技術的發展和完善，使高電壓柴油發電機組的優勢逐步顯現，市場需求旺盛，成為解決大容量、較遠距離傳輸、高智能、高可靠性應急電源的主要技術方案。高壓發電機組應用于通信、冶金、機場、礦山、碼頭、海島、大型數據中心、大型城市綜合體、中大型電廠的黑啟動等高端服務業和高端制造業的應急備用電源系統。
高壓柴油發電機組配電系統圖
二、高電壓發電機組主要技術特征
1）電壓等級高
國內主要電壓等級有6.6kv、10.5kv等。
2）單機容量大
一般在1000kw以上，可實現多臺發電機組并聯運行，最多可實現組與組之間并聯至256臺。
3）輸出電流小
可長距離輸電，在輸配電中線路損耗較小。
4）負載分配模式靈活
可直接對高壓負載供電或通過變壓器降壓后對低壓負載的供電。
5）自動化程度等級高
集電氣系統的保護、測量、遙控、遙信、遙測及信號為一體，實現了電氣系統的綜合自動化，具有保護及報警信號功能，并遠傳至主控室。
三、高電壓柴油發電機組的組成
高電壓柴油發電機組與低電壓柴油發電機組的組成基本相同，主要區別就在于相同容量的柴油發電機組，400v發電機組發電機出口電流比10kv發電機組出口電流大25倍以上。從多方面的角度分析對比高低壓發電機組見表1。
表1 高、低電壓發電機組技術特性的比較
序
特點
低壓發電機組
高壓發電機組
1
安裝場地選擇
宜設置在接近負載中心的位置
可以設置在機房樓外，可解決多臺發電機組同時運行時的震動、噪聲和發電機房的進、排風等問題，可遠離負載中心
2
容量
單機容量基本在2000kw及以下，可單機或多臺發電機組并聯運行，但并機容量過大時受輸出電源的限制
單機容量基本在2000kw及以上，可單臺或多臺發電機組并聯運行，機房可集中建設
3
輸送距離
可短距離輸電，長距離輸送不經濟，電壓壓降大
可長距離輸電
（在15～20km時采用10kv，有的則用6.6kv，輸電電壓在110kv以上的線路，稱為超高壓輸電線路）
4
損耗
在輸配電中線路損耗較大
在輸配電中線路損耗較小，不存在輸送發熱問題，高壓輸電電流相當于低壓的1/25
5
儲油及供油管路
地下油罐分散設置在各機房的備用發電站附近，如集中設置地下油罐，機房內外管線交叉處較多
在備用發電站建筑物附近區域集中設置地下油罐，避免在區域內與其余管線（電纜、水管等）的交叉，外網相對簡單
6
操作維護
操作使用較為簡單，對操作使用人員要求較低
操作使用較為復雜，對操作使用人員要求較高，必須具有相應的高壓操作證等資格，才能操作和維護
7
配置
配置較為簡單，輸配電基本為標準低壓柜等
配置較為復雜，尤其在發電機及輸出配電柜全部為高壓設備
8
并機運行
受低壓配電設備電流限制，并機容量小，受非線性負載影響大
方便實現大功率發電機組并聯成大容量系統，受非線性負載影響小
9
安全
安全性能較高，技術較為成熟，技術門檻較低
安全性能較高，技術較為成熟，技術門檻較高
10
發展趨勢
小功率段保持傳統市場，大功率段有被高壓系統替代的趨勢
大功率段采用高壓系統為應用趨勢，需求逐漸增大
11
與市電切換
采用ats，電流大、ats數量多，占地面積大，成本高
可在10kv母線處通過綜保控制開關集中切換，占地面積小，成本低
1．節能性能強
從表1中可知，高電壓柴油發電機組在技術性能上與低電壓柴油發電機組差別并不大，但是由于前者發電機組出線電壓等級提高，在電纜配置方面節省成本優勢較為明顯。同時從節能減排角度，高電壓發電機組傳輸電流小，發熱量小，能量損耗小，輸配電效率高，所以高壓發電機組比低壓發電機組更節能。
2．帶載性能好
非線性負載對油機帶載能力有較大影響。低壓柴油發電機組通過ats與市電切換直接帶載，受非線性負載影響大，同時也受到功率因數影響；而高壓發電機組可在10kv母線處通過綜保控制開關集中切換，一般通過變壓器帶
柴油發電機組并聯間負載功率分配不平衡會有什么問題？
柴油發電機為什么會游車
英格發電機在哪種情況下免費保修？
夏季炎熱柴油發電機組要降溫，但不是溫度越低越好！
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