高壓發(fā)電機(jī)組及控制系統(tǒng)
一、高壓柴油發(fā)電機(jī)組概述
伴隨著機(jī)房的擴(kuò)容，作為備用電源的柴油發(fā)電機(jī)組容量要求越來越大，需多臺大功率柴油發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)才能滿足負(fù)荷的要求，而且機(jī)房與實(shí)際使用負(fù)載間距離也越來越遠(yuǎn)，采用傳統(tǒng)的多臺低壓柴油發(fā)電機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行暴露出多項(xiàng)運(yùn)行和傳輸?shù)娜毕?。為了能夠更加安全、可靠地運(yùn)行，采用高壓機(jī)組是一種更好的選擇。
高壓機(jī)組應(yīng)用于冶金企業(yè)、機(jī)場、數(shù)據(jù)中心等應(yīng)急備用電源系統(tǒng),因機(jī)組的輸出電壓10kV與原供電系統(tǒng)電壓一致,可直接接入供電系統(tǒng),省去了大筆供配電系統(tǒng)的設(shè)備投資。同時(shí)由于機(jī)組的輸出電壓高，輸出電流小，在動力傳輸過程功率損失更小, 適合遠(yuǎn)距離輸送。
二、高壓柴油發(fā)電機(jī)組與低壓柴油發(fā)電機(jī)組分析比較
| 序號 | 機(jī)組優(yōu)點(diǎn) | 低壓機(jī)組 | 高壓機(jī)組 |
| 1 | 容量 | 可多臺機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行。 | 可多臺機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行，機(jī)房可集中建設(shè)。 |
| 2 | 輸送距離 | 可短距離輸電 | 可長距離輸電 |
| 3 | 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(fā)熱問題 |
| 4 | 成本 | 設(shè)備初期投資較少，維護(hù)成本較低，低容量、短距離具有較大優(yōu)勢，高容量、長距離使用時(shí)成本將遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于高壓機(jī)組 | 設(shè)備初期投資較大，維護(hù)成本較低，對于大容量、長距離輸配電具有明顯優(yōu)勢，配套投資費(fèi)用較低 |
| 5 | 操作維護(hù) | 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(fù)雜，操作使用人員要求較高，必須具有相應(yīng)高壓操作證才能操作。 |
| 6 | 配置 | 配置較為簡單 | 配置較為復(fù)雜，尤其在發(fā)電機(jī)及輸出配電柜方面。 |
| 7 | 安全 | 安全性能較高，技術(shù)較為成熟，技術(shù)門檻較低 | 安全性能較高，技術(shù)較為成熟，技術(shù)門檻較高。 |
| 8 | 發(fā)展趨勢 | 小功率段保持傳統(tǒng)市場，大功率段有被高壓系統(tǒng)替代的勢 | 采用高壓系統(tǒng)為現(xiàn)時(shí)世界趨勢，需求逐漸增大。 |
三、功率、電壓、電流關(guān)系
P=1.732×U×I×COSΦ
現(xiàn)以2000kW機(jī)組為例，功率因素0.8，頻率50Hz
低壓（400V）電流為：I=P/(1.732×U×COSΦ)=2000×10³/（1.732×400×0.8）=3609A
高壓（10.5KV）電流為：I=P/(1.732×U×COSΦ)=2000×10³/（1.732×10.5×10³×0.8）=137A
高壓輸電電流相當(dāng)于低壓輸電電流的1/26
四、高壓柴油發(fā)電機(jī)組應(yīng)用
根據(jù)上述高低壓柴油發(fā)電機(jī)組的應(yīng)用特點(diǎn)，在容量要求較大和送電距離較遠(yuǎn)的應(yīng)用場合，高
壓柴油發(fā)電機(jī)組具有大容量、遠(yuǎn)距離供電，機(jī)房集中建設(shè)、可靠性強(qiáng)、配套配電系統(tǒng)簡單等明顯優(yōu)點(diǎn)，是大容量機(jī)組選型應(yīng)用的必然趨勢，高壓柴油發(fā)電機(jī)組已經(jīng)在銀行、數(shù)據(jù)中心、冶金、民航等領(lǐng)域進(jìn)行了大量的應(yīng)用。
50Hz高壓柴油發(fā)電機(jī)組主要電壓等級有：6kV、6.3kV、6.6kV、10kV、10.5kV、11kV等，單臺機(jī)組功率一般在1000kW以上,多臺機(jī)組并聯(lián)使用。
五、高壓柴油發(fā)電機(jī)組的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
| 序號 | 機(jī)組設(shè)備名稱 | 機(jī)組使用要求說明 | 備注 |
| 1 | 發(fā)動機(jī) | 一般要求單臺機(jī)組功率在1000KW以上，可選用康明斯、MTU等發(fā)動機(jī) | 與低壓機(jī)組沒區(qū)別 |
| 2 | 發(fā)電機(jī) | 可短距離輸電 | 與低壓發(fā)電機(jī)有較大區(qū)別， |
| 3 | 連接方式 | 按不同電壓等級選用，可選用STAMFORD、康富等品牌發(fā)電機(jī) | 減震墊安裝在底座下面 |
| 4 | 并機(jī)控制系統(tǒng) | 雙軸承發(fā)電機(jī)聯(lián)軸器聯(lián)接，工作可靠、安全性更高。 | 與低壓并機(jī)控制系統(tǒng)沒明顯區(qū) 別，增加差動保護(hù) |
| 5 | 高壓開關(guān)柜 | 一般包括主控制器、同期裝置等，可選用COMAP主控制系統(tǒng)、CUMMINS、CAT、MTU并機(jī)控制系統(tǒng)、差動保護(hù) | |
| 6 | PT柜 | 一般并機(jī)輸出開關(guān)采用抽出式電動真空斷路器、綜保系統(tǒng)、直流操作。 |
六、控制系統(tǒng)和綜保系統(tǒng)簡述
高壓機(jī)組控制系統(tǒng)主要由高壓開關(guān)柜和集中控制臺兩大部分組成。高壓開關(guān)柜可設(shè)于專門的配電室集中管理，集中控制臺可以安裝于中央控制室。安裝于高壓開關(guān)柜上的綜合保護(hù)器及集中控制臺上的8808控制屏都帶有通用RS232、MODBUS通訊協(xié)議接口，用戶可以根據(jù)需要對整個(gè)控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，進(jìn)行集中監(jiān)控、歸檔管理。
高壓8808智能控制系統(tǒng)主要由發(fā)電機(jī)進(jìn)線柜（并機(jī)柜）及PT柜、出線柜組成。8808智能主控制器本身已經(jīng)集成了全面的發(fā)電機(jī)組保護(hù)功能，已經(jīng)滿足了機(jī)組本身及其附屬設(shè)備的基本保護(hù)需求。
作為后備冗余保護(hù)，用戶可根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際需要及操作習(xí)慣，在并機(jī)柜上可選裝綜合保護(hù)裝置(可選項(xiàng))及差動保護(hù)裝置(可選項(xiàng))，在出線柜上可選裝綜合保護(hù)裝置(可選項(xiàng))，有效的保護(hù)機(jī)組及設(shè)備安裝穩(wěn)定運(yùn)行。
