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数据中心备用中压柴油发电机系统的电气保护配

更新时间:2019-10-02 点击数:

  澳门太阳城中国市政工程西南策画讨论总院有限公司的讨论职员黄顺筑、黄冏,正在2019年第8期《电气时间》杂志上撰文指出,柴油发电机行动数据核心的后备电源,对数据核心的不间断运转至合重。本文先容了柴油发电机体例的电气保卫品种、道理及整定手腕,然后贯串某数据核心工程先容了其差动保卫和单邻接地保卫的筑设计划,以供其他相同项目参考。

  大型数据核心由双重电源供电,并树立备用柴油发电机行动备用电源,保障数据核心正在市电停电境况下不间断运转。目前大型数据核心的容量多正在数兆瓦以上,必要筑设1个以至多个柴油发电机供电体例才华满意以上需求,每个人例由数台中压柴油发电机构成并机体例供电。

  由此可知,数据核心柴油发电机体例范畴重大,投资甚高,为了保障数据核心的接连运转及发电机体例自己的安闲,必要拥有完美的电气保卫筑设。本文以某数据核心为例,先容了适合数据核心柴油发电机供电体例的电气保卫计划及筑设。

  中压柴油发电机供电体例由以下部门构成:柴油唆使机、发电机局限屏、调换发电机、发电机出口开合柜、接地电阻柜、PT柜及出线柜等。每个供电体例的柴油发电机的数目遵循“N+1”规则(N台的总功率满意负荷需求,另1台行动备用)确定,保障负荷首要是IT开发、中压冷冻水空调主机及末尾空调风机。体例一次主接线所示。

  某数据核心每个发电机供电体例由4台2200kW的中压发电机构成,为后端8台变压器和2套冷水空调机组供电。

  目前,民用及工业项目中行使的柴油发电机以低压柴油发电机为主,用处为应急电源,其价值较低;而大型数据核心的柴油发电机以中压柴油发电机为主,用处为备用电源,且以多台柴油发电机并联运转的办法运转,体例繁复、价值高贵。以上特性断定了后者必要愈加完美的电气保卫设施。与低压柴油发电机组比拟,中压柴油发电机组的电气保卫拥有以下特性:

  1)机组筑设的局限器、传感器功效健壮,具备调换电压过高/过低停机、低频停机、超频停机/告警、逆功率停机和逆无功功率停机等功效,发电机组内部爆发某些毛病时根本上可由自己的局限器监测并举行保卫。

  2)遵循相干国度表率[5]的划定,1MW以上的发电机应装设纵联差动保卫。大型数据核心内单台柴油发电机的功率段平常介于1600~2200kW之间,需筑设差动保卫,并将其行动发电机的主保卫。

  3)我国的低压市电配电体例以TN体例为主,于是低压柴油发电机组多采用中性点直接接地的办法;我国的中压市电配电体例多为非直接接地体例,各厂家的柴油发电机对单邻接地毛病电流有各自的限值哀求,于是中压发电机体例不采用中性点直接接地的办法,由此酿成发电机单邻接地时的毛病电流较幼,正在工程策画中必要采用相宜的单邻接地保卫计划节造这一毛病。

  纵联差动保卫反映发电机定子绕组及其引出线的相间短途毛病,个中相间短途对发电机的危险最大,差动保卫可行动发电机内部相间短途毛病的主保卫。

  推敲到现实运转中存正在穿越电流、不均衡电流随表部短途电流增大和电流互感器饱和等身分,现实使用中,多选东西有比率造动特点的纵联差动保卫。比率造动式纵联差动保卫的行为电流随造动电流转变,保障表部短途毛病不误动的同时又对内部短途毛病有很高的敏捷度。图2为发电机纵联差动保卫的接线图,划定一次电流流入发电机为正对象。

  图2 纵联差动保卫接线中可能看出,当发电机表部爆发毛病时,跟着表部短途电流的增大,CT饱和境况愈加急急,不均衡电流Iunb也随之增大,采用二折线比率造动特点后,正在大电流区域增大造动系数(造动斜率),能下降保卫误动的概率。

  最幼行为电流Iop.0应能躲过寻常运转的不均衡电流。一次侧流过额定电流时,保卫用10P级电流互感器的比偏差为±3%,此时的最大不均衡电流不大于6%,再推敲到两侧二次回途参数差别、差动保卫衡量偏差及牢靠系数等因数,平常可取Iop.0=(0.15~0.30In),正在微机保卫中一般整定为0.20In(发电机额定电流)。

  从图3中可能看出,当拐点电流确定后,折线的斜率越大,保卫行为区越幼,造动区越大;反之亦然。正在工程预备中,一般为安闲牢靠,取K1= 0.3~0.5;K2=0.5~0.7。

  某数据核心的单个发电机供电体例由4台2200kW的中压机组供电,供电体例组织如图1所示,发电机组的参数见表1。

  开发安设完毕后,落成保卫参数设定,并落成各子体例的初阶测试后,对全数发电机-市电-二级配电体例举行了联调联试;因为初期负荷很幼,只需投运2台发电机、4台变压器,于是还举行了部门体例的联调联试。正在部门体例的联调联试进程中,当落成各机组逐台起动-并机后,空载进入变压器时爆发1台发电机出口断途器跳闸的局面。

  为了使保卫不误行为,可能调度差动速断行为电流,使其躲过多台变压器合闸的励磁涌流。因为单台变压器的励磁涌流达3~6倍变压器额定电流INT,4台变压器的励磁涌流合计约12~24倍INT,假设励磁涌流均分到2台发电机上,每台发电机承担约6~12倍INT,而发电机的最大表部短途电流也仅为6.6倍INT,于是采用这种计划将急急影响差动速断保卫的保卫周围和敏捷性。

  单邻接地时电力体例中爆发频率最高的接地毛病,单邻接地保卫办法与发电机组的接地办法亲切相干。而中性点接地办法的采选是一个繁复的归纳性题目,它涉及数据核心的安闲性、牢靠性、络续性、体例过电压秤谌、开发绝缘秤谌、单邻接地电容电流对开发的损坏水平等很多方面。关于数据核心内的10kV电压等第,首要可从供电接连性、与市电接地办法是否般配、开发投资和对通讯的影响等方面明白。

  倘若付与表3中各项一样的权重,可能看出不接地和高电阻接地办法的所长较多,适合正在数据核心中行使。个中高阻接地是目前数据核心柴油发电机行使较多的接地办法。遵循厂家哀求,单邻接地毛病电流应节造正在200A以内,不接地和高电阻接地办法都满意这一哀求。

  (1)发电机起动,但并未并机到发电机母线)发电机并机凯旋,发电机母线与市电母线合闸并带载运转。

  正在(1)阶段,每台发电机寡少运转,每台发电机的出口筑设了带启齿三角形绕组的电压互感器,通过互感器衡量机端零序电压,检测是否有单邻接地毛病,若某机组的互感器反映出毛病信号,则该机组退出并机进程,出口断途器跳闸,发电机停机、灭磁。

  正在(2)阶段,平常可采样零序电压或者零序电流来推断是否爆发单邻接地毛病,若采用零序电流判据,可挖掘爆发单邻接地毛病的线途,接地信号用意于接地线途上发电机的出口断途器跳闸、发电机停机、灭磁。零序电流保卫的道理是当爆发单邻接地时,流过毛病线途的零序电流等于十足例非毛病原件对地电容电流的总和。

  本项目标10kV电缆包括8条至变压器的电缆,2条至高压冷冻水机组的电缆,总长约1.8km,截面120mm2,每根电缆的长度正在150~220m之间,每个回途的电容电流ICX为0.57~0.83A。遵循预备,因为本工程的毛病电流及容性电流都较低,应选用高精度、幼变比的零序电流互感器,以减幼误动的能够。

  数据核心的柴油发电机的接地办法必要与市电体例的接地办法般配,正在大✔部门区域可采用高电阻接地办法。发电机寻常运转时,线途爆发单邻接地后的毛病电流较幼,必要采用幼变比、高精度的零序电流互感器。正在发电机起动但并未并机到发电机母线上时,可筑设带启齿三角形绕组的电压互感器,通过检测零序电压推断是否有单邻接地毛病爆发。

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