柴油发电机和市电的转换过程使用过程中常见的问题有哪些

   柴油发电机和市电的转换过程组咹装操作流程:准备工作-主机安装-排气、燃油、冷却系统安装-电气设备安装-地线安装-机组接线-机组调试-试运行验收

      2)各种规格的型钢应符合设计要求型钢无明显的锈蚀;并有材质证明。

      3)除上柴发电机稳装用螺栓外均应采用镀锌螺栓,并配相应的镀锌螺母平墊圈、弹簧垫

      4) 绝缘带、电焊条、防锈漆、调和漆、润滑脂等均应有产品合格证。

      1) 手动工具:电工工具、台虎钳、油压钳、板锉、榔头、圓钢套丝板

      2) 电动工具:电焊机、卷扬机、台钻、砂轮机、手电钻、电锤。

      3) 测量器具:水平尺、转速表、相序表、兆欧表、万用表、钳形電流表、试电笔、电子点温计、核相仪

      4) 其他工具:联轴节顶出器、龙门架、汽车吊、液压叉车、倒链、钢丝绳等。

      1) 机房土建施工完毕結构、预埋件及焊接强度符合设计要求。

      2) 安装场地应清理干净、道路畅通门窗及玻璃安装完毕。

      3) 施工前应组织施工人员熟悉图纸、方案并进行安全技术交底。

     5、基础制作:根据设计要求和产品技术文件的要求确定上柴发电机在混凝土基础的标高、几何尺寸在基础上预留机组地脚螺栓孔,机组进场后按实际安装孔距埋入地脚螺栓。基础的混凝土强度等级必须符合设计要求
     6、机组的搬运:机组及其他電气设备一般都有包装箱,在搬运时应注意将起吊的钢锁结扎在适当部位轻吊轻放。当机组运道目的地后如有存放条件应放在库房内。若无库房需在露天存放的则应将箱体垫高。防止雨水侵蚀箱上应加盖防雨棚布。以防日晒雨淋损坏 设备 由于机组的体积即大又重,因此安装前因事先考虑好搬运路线,在己方应预留适当的搬运孔口如果门窗不够大的,可利用门窗位置留出叫大的搬运孔带机组搬入后,再补砌砖墙和门窗

     7、开箱检查:开箱之前将箱上的灰尘泥土扫除干净,并查看箱体有无损伤核实箱号及数量。开箱时要注意切勿碰伤机件 开箱的顺序一般从顶板开始,在顶板开启后看青是否属于准备起出的机件。然后再拆其他箱板如拆顶板有困难时。则鈳选择适当处拆除几快箱板观察清楚后,在进行开箱 根据机组清单及装箱单清点全部机组及附件。 察看机组及福建的主要尺寸是否与圖纸相符 检查机组及福建有无损坏、锈蚀。 如果机组检查后不能即时安装的话应将拆卸过的机件的经加工面上重新涂上防锈油。妥加保护对于机组的转动和滑动不见,在防锈油尚未清除之前不要转动若因检查已出去防锈油。在检查完后重新涂好防锈油 机组在开箱後要注意保管,放置平整法兰及各种接口必须必须封盖、包扎,防止雨水及灰沙侵入

    8、 划线定位:按照平面布置所标注的各机组与墙戓柱中心之间、机组与机组之间的关系尺寸,划定机组安装地点的纵、横基准线 机组中心墙、柱之间的允差为20mm,机组与机组之间的允差為10MM

    9、熟悉设备:检查设备了解设计内容,名了施工图纸参阅说明书,根据设计图上所需要的材料进行备料然后根据施工组织计划的先后,将材料送到现场 如果无设计图纸,应以设备说明书为依据根据设备的用途及安装要求,同时考虑水源、电源、维修和使用等情況确定土建平面的大小及位置画出机组安装布置平面图。

    1) 在机组安装前必须对现场进行详细的考察并根据现场实际情况编制详细的运輸、吊装及安装方案。

    2)对基础的施工质量和防振措施进行检查保证满足设计要求。

    3) 根据机组安装位置、机组重量选用适当的起重设备和索具将设备吊装就位,机组运输、吊装须由起重工操作电工配合进行。

    4) 使用垫铁等固定铁件实施稳机找平作业预紧地脚螺栓。必须茬地脚螺栓拧紧前完成找平作业采用楔铁找平时,应将一对楔铁用点焊连接

    1) 排气系统的安装:上柴发电机组的排气系统由法兰连接的管道、支撑件、波纹管和消声器组成,在法兰连接处应加石棉垫圈排气管管出口应经过打磨,消声器安装正确机组与排烟管之间连接嘚波纹管不能受力,排烟管外侧宜包一层保温材料

    2)燃油、冷却系统的安装:主要包括储油罐、机油箱、冷却水箱、电加热器、泵、仪表囷管路的安装。

   1) 上柴发电机控制箱(屏)是上柴发电机的配套设备主要是控制上柴发电机送电及调压。根据现场实际情况小容量上柴發电机的控制箱直接安装在机组上,大容量上柴发电机的控制屏则固定在机房的地面基础上或安装在与机组隔离的控制室内,具体安装方法应符合成套配电控制柜(屏、台)安装工艺标准

   2) 对于500KW 以下的上柴发电机组,随机组配有配套的控制箱(屏)和励磁箱对于500KW 以上的機组,机组生产商一般提出控制屏

   3) 根据控制屏和机组安装的位置安装金属桥架,应符合电缆桥架安装工艺标准

   1) 将上柴发电机的中性线(工作零线)与接地母线用专用地线及螺母连接,螺栓防松装置齐全并设置标识。

   2) 将上柴发电机本体和机械部分的可接近导体均应与保護接地(PE)或接地线(PEN)进行可靠连接

  1) 敷设电源回路、控制回路的电缆,并与设备进行连接应符合电缆敷设工艺标准。

  2) 上柴发电机及控制箱接线应正确可靠馈电线两端的相序必须与原供电系统的相序一致。

  3)上柴发电机随机的配电柜和控制柜接线应正确无误所有紧固件应牢固,无遗漏脱落、开关、保护装置的型号、规格必须符合设计要求

   1) 将所有的接线端子螺丝再检查一次;用兆欧表测试上柴发电机臸配电柜的馈电线路以及相间、相对地间的绝缘电阻,其绝缘电阻值必须大于1(*0.5)MΩ。对1KV 及以上的线路直流耐压试验为2.5(*2.4)KV时间15min,泄漏电流稳定无击穿现象。

   2) 用机组的启动装置手动启动上柴发电机无负荷试车2(*1)h检查机组的转向和机械转动有无异常,供油和机油压力是否正常冷卻水温是否过高,转速自动和手动控制是否符合要求;如发现问题及时解决。

  3) 上柴发电机无负荷试车合格后再进行4(*2) h 空载试验,检查機身和轴承的温升;只有机组空载试验合格才能进行带负荷试验。

  4 )检测自动化机组的冷却水、机油加热系统接通电源,如水温低于15℃加热器应自
动启动加热,当温度达30℃时加热器应自动停止加热对机油加热器的要求与冷却水加热器的要求一致。

  5) 检测机组的保护性能:采用仪器分别发出机油压力低、冷却水温高、过电压、缺相、过载、短路等信号机组应立即启动保护功能,并进行报警

  6) 检测機组补给装置:将装置的手/自动开关切换到自动位置,人为放水/油至低液位系统自动补给;当液面上升至高液位时,补给应自动停止

  7) 采用相序表对市电与上柴发电机电源进行核相,相序应一致

  8) 与系统的联动调试:人为切断市电电源,主用机组应能在设计要求的时間内自动启动并向负载供电恢复市电,备用机组自动停机

  9) 试运行验收:对受电侧的开关设备、自动或手动切换装置和保护装置等进荇试验,试验合格后按设计的备用电源使用分配方案,进行负荷试验机组和电气装置连续运行24h 无故障。方可交接验收

    1) 机组至低压配电柜馈电线路的相间、相对地间的绝缘电阻值应大于1(*0.5)MΩ;对lkV 及以上的馈电线路直流耐压试验为2.5(*2.4)kV,时间15min泄漏电流稳定,无击穿现象

    2) 機组馈电线路连接后,两端的相序必须与原供电系统的相序一致

    3) 中性线(工作零线)应与接地干线直接连接,螺栓防松零件齐全且有标識。

    1) 上柴发电机组随带的控制柜接线应正确紧固件紧固状态良好,无遗漏脱落开关、保护装置的型号、规格正确,验证出厂试验的鎖定标记应无位移有位移应重新按制造厂要求试验标定。

    2)上柴发电机本体和机械部分的可接近裸露导体应接地(PE)或接零(PEN)可靠且有标识。

    3)受电侧低压配电柜的开关设备、自动或手动切换装置和保护装置等试验合格应按设计的自备电源使用分配预案进行负荷试验,机组連续运行24(*12)h 无故障

    4)上柴的安装位置应正确、与基础连接的螺栓紧固,带有减震器的应与减震器连接紧密牢固防松零件齐全,不松动

    5)上柴与控制柜的引入导线,应有防护配线整齐,端子与导线连接紧密

    6)上柴的供油供水管道和排烟管道的安装应符合以下规定:

     a.上柴的供油供水管道连接严密,固定牢靠横平竖直,走向合理与其他适配部件连接准确,各部件及附属设备应固定牢固吊、支托架配淛合理。

     b.排烟管道安装牢固支架、吊架设置均匀,结构合理并符合承重力要求,伸缩装置与活动支架的设置应符合设计要求


柴油发電机和市电的转换过程组安装注意事项

  1)设备运到现场后,暂不能安装就位时应及时遮盖,防止风吹、日晒、雨淋如有设备库,zui好将設备存放在库房

  2)机组及其辅助设备安装在机房内,机房门应加锁

  3) 施工各工种之间要互相配合,保护设备不受碰撞损伤

  4)机组安裝后,应保持机房干燥以防设备锈蚀。


 2、 应注意的质量问题

 1)施工人员应严格按设计和康明斯发电机标注接线方式接线防止接线不正確。

 2)机组的中性线(工作零线)与接地母线的引出端子应用专用螺栓直接连接起来螺栓防松装置齐全,并有接地标识避免康明斯发电机嘚中性线(工作零线)与接地母线连接不牢。


 3、安全、环保措施

 a. 带电作业时工作人员必须穿绝缘鞋,并且至少两人作业其中一人操作,另┅人监护

 b.设备通电调试前,必须检查线路接线是否正确保护措施是否齐全,确认无误后方可通电调试。

 a. 柴油在运输或储存过程中防圵漏、洒造成环境污染。

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柴油发电机和市电的转换过程组茬使用的过程中会出现一些问题,那么故障现象都有哪些解决方法是什么?柴油发电机和市电的转换过程厂家康姆勒简单说一下: 柴油机正常运转的先决条件是雾化良好的柴油能准确及时地喷入燃烧室内并且燃烧室里的压缩空气要达到足够的温度才能着火、爆发。要滿足这两个条件就必须在柴油机起动时有足够高的转速和使气缸内有一定的温度。柴油机不能启动时应从起动工作、柴油机燃油供给系统和压缩等方面寻找原因。

(1) 环境温度太低在气温低的情况下,应做好柴油机的预热工作否则不易起动。

起动转速低对于手摇啟动的柴油机来说,应逐渐加大转速然后将减压手柄扳到非减压位置,使气缸内有正常的压缩如果减压机构调整不当或是气门顶住了活塞,往往会感到摇车很费力其特点是曲轴转到某一部位就转不动了,但能退回来此时,除了检查减压机构外还应查看正时齿轮啮匼关系是否错了。而对于使用电起动机的柴油机如果起动转速极其缓慢,大多系起动机无力并不说明柴油机本身有故障。应对电器线蕗方面进行详细检查判断蓄电池是否充足电,各导线连接是否紧固及起动机工作是否正常

从发动机排气的颜色判断发动机的技术状态

發动机工作时,燃料在气缸内燃烧后生成废气排出机外当发动机工作正常和燃料完全燃烧时,废气中主要有水蒸气(H2O)、二氧化碳(CO2)囷氮气(N2)废气一般呈浅灰色。当燃料不完全燃烧或发动机工作不正常时废气中还会有碳氢化合物(HC)、一氧化碳(CO)、氮氧化合物(NOx)和碳粒等有害物质存在,使废气的颜色呈现白色、黑色或蓝色可见,发动机排气的颜色能反映燃料燃烧状况和发动机技术状态因此,汽车驾驶员和汽车维修人员可以通过发动机排气的颜色判断发动机的技术状态

排气中的黑烟主要是燃料不完全燃烧的碳粒。因此燃油供给系统燃料的过量供给,进气系统空气量减少缸体、缸盖与活塞构成的燃烧室的密封性差,喷油器喷射质量差等因素都会使燃料燃烧不完全从而使排气冒黑烟。排气冒黑烟主要有以下原因:

1.高压油泵供油量过大或各缸供油量不均匀

2.气门密封不严造成漏气,氣缸压缩压力低

3.空气滤清器进气道阻塞、进气阻力大使进气量不足

4.缸套、活塞、活塞环严重磨损

7.喷油泵供油提前角过小,燃烧过程后移到排气过程进行

8.汽油电喷系统控制失效故障等

对于冒黑烟的发动机可通过高压油泵调校喷油器喷射试验检查,气缸压缩压力测量进气道清洁,供油提前角的调整、汽油电喷系统故障诊断等工作予以检查和排除

排气中的白烟主要是未充分雾化和燃烧的燃油颗粒戓水汽,因此凡是导致燃油无法雾化或水进入气缸内都会使排气冒白烟。归纳主要有以下原因:

1.气温低且气缸压力不足燃油雾化不恏,特别是冷起动初期排气冒白烟

2.缸垫损坏冷却水渗入气缸内

3.缸体裂,冷却水渗入气缸内

冷起动时排气冒白烟发动机暖机后白烟消失应视为正常,若车辆正常运行时仍冒白烟则为故障应通过观察水箱内冷却水是否不正常消耗,各缸工作是否正常油水分离器是否沝量过多等进行检查和分析,排除故障部位

排气中的蓝烟主要是机油过量窜入燃烧室参与燃烧的结果因此,凡是导致机油窜入燃烧室的原因都会使排气冒蓝烟归纳主要有以下原因:

2.油环上回油孔被积碳堵塞,失去刮油作用

3.活塞环开口转到一起造成机油从活塞环开ロ上窜

4.活塞环磨损严重或被积碳卡滞在环槽内,失去密封作用

5.气环上下方向装反把机油刮入气缸内烧掉

6.活塞环弹力不够,质量不匼格

7.气门导管油封装配不当或老化失效、失去密封作用

8.活塞、缸筒严重磨损

9. 机油加入量过多使机油飞溅过多,油环来不及刮下缸壁哆余的机油等

排气冒蓝烟必然伴遂幡巍怼啤笑桅痞兀?油消耗增多有的驾驶员称“烧机油”。机油、燃油消耗比一般为0.5%~08%,机油消耗

超过此值时排气中将有蓝烟产生发动机冒蓝烟的故障,一般要通过发动机解体、检查才能找出原因并确定排除故障的方案。冷机状態排烟发蓝但机油消耗正常的,与燃料有关视为正常。

发动机排烟一般应在发动机暖机状态时检查通过发动机低速、中速、高速及加速过程中排烟颜色的变化进行分析

发电机组用了一段时间后发现其余一切正常但功率下降,主要原因是什么

a、空气过滤器太脏,吸入涳气不够这时须清洗或更换空气过滤器。

b、燃油过滤装置太脏喷油量不够,须更换或清洗

c、点火时间不正、须调整。

发动机汽缸内嘚异响可归纳为活塞敲缸声、活塞销敲击声、活塞顶撞击缸盖声、活塞顶撞

击声、活塞环敲击声、气门敲击声及汽缸爆震声等几种

1、活塞頂与汽缸盖的撞击声

活塞顶撞击汽缸盖的异响为“嗒嗒嗒”连续不断的金属敲击声高转速时尤为明显。其异响声源在气缸上部其声音堅实有力,且气缸盖有震动其主要原因有以下几种。

(1)曲轴轴承、连杆轴承及活塞销孔严重磨损配合间隙严重超标,在活塞行程变換的瞬间活塞在惯性力的作用下,顶部撞击汽缸盖

(2)因更换活塞时误装其他类似规格的活塞,或伪劣产品其活塞销孔中心线至活塞顶面的距离大于原活塞,使活塞到达上止点时由于超高而碰撞汽缸盖。

在行驶途中若遇到此类情况,急救办法是卸下汽缸盖,加仩一个汽缸垫使缸盖升高而不致再发生碰撞。但有修理条件时应立即进行修理,恢复其良好的技术状态

活塞环部位的异响主要有活塞环的金属敲击声、活塞环的漏气响声及积碳过多引起的异常响声。

(1)活塞环的金属敲击声响发动机长期工作后,汽缸壁遭到磨损泹汽缸壁上部与活塞环接触不到的地方却几乎保持着原几何形状与尺寸,这就使汽缸壁生成了一个台阶如果用的是旧缸垫或是更换的新缸垫偏薄,工作中的活塞环就会与缸壁台阶相碰撞发出一种钝哑的“噗噗”的金属碰击声。若发动机转速升高该异响也会随之增大。叧外若活塞环折断或活塞环与环槽间隙过大,也会引起较大的敲击声

(2)活塞环的漏气响声。活塞环弹力减弱开口间隙过大或开口偅叠,汽缸壁拉有沟槽等均会造成活塞环漏气其声响为一种“喝喝”或“嘶嘶”声,严重漏气时则发出“噗噗”的声音其诊断方法是,在发动机水温达到80℃以上时熄火这时可向缸内注入少许新鲜干净的机油,摇转曲轴数圈后重新启动发动机,此时若异响消失但不玖后又出现,则可断定为活塞环漏气

(3)积碳过多的异常响声。积碳过多时缸内传出的异响是一种尖锐的声音,由于积碳被烧红发動机有点火过早的症状,而且不易熄火活塞环部位积碳的形成,主要是由于活塞环与汽缸壁密封不严开口间隙过大,活塞环装反环ロ重合等原因,造成润滑油上窜高温高压气体下窜,在活塞环部位燃烧致使形成积碳甚至粘住活塞环,使活塞环失去弹性与密封作用一般更换规格合适的活塞环后,此故障即可排除

敲缸,指的是活塞在工作行程开始的瞬间或者是活塞上行时,活塞在汽缸内产生的擺动其头部和裙部与气缸壁相碰撞而发出的“当当”或“嗒嗒”的异常声响。如果是“当当”声响多为汽缸壁润滑不良所引起,此时鈳向缸内滴入少许机油再启动发动机,若异响减轻或消失即说明异响确为润滑不良造成的。如果是“嗒嗒”声响同时排气管冒蓝烟,一般是由于活塞与气缸壁间隙过大的缘故产生上述情况的主要原因有以下几方面:

(1)若只在冷车启动后有这种现象。运转达正常水溫时即自行消失是因为活塞与缸壁配合间隙偏大,冷车时活塞又有收缩使两者配合间隙进一步增大,从而出现明显的敲击声机温升高后,活塞膨胀间隙趋于正常值,故异响消失这种情况短期内不会出现大的问题。

(2)机油牌号与要求不符发动机在熄火较长时间後,再次启动时机油黏稠,流动性差短时间内汽缸壁上不能形成良好油膜,活塞与缸壁直接相碰撞而产生敲缸在运转一段时间后,潤滑油粘度正常缸壁上形成一层油膜,异响则减弱或消失只要合理选用润滑油,并在启动前对发动机曲轴箱进行预热用混合油润滑,则在启动前多踩几次启动杆以使机件粘附更多的润滑油,此种情况即可避免

(3)进入气缸的混合气不能正常燃烧,产生早燃或爆燃或者发动机无负荷时猛加油门的瞬间,均会产生活塞与气缸壁碰击的声响应保持发动机在正常温度下工作,采用符合辛烷值要求的汽油并适当调整点火时间。

(4)活塞裙部磨损、圆柱度误差过大活塞上行时,其顶部会撞击汽缸壁活塞与汽缸严重磨损,两者之间间隙?壁可分解后进行检查,根据情况采取相应的修理措施

(5)因连杆弯扭,活塞销与销孔偏斜曲柄销与活塞销两轴心线不平行等,也会引起活塞在缸内偏斜运行而撞击汽缸壁这种情况只能分解后进行检查,确诊后更换相应机件

活塞销与活塞销孔、活塞销与连杆尛头衬套(或轴承)间隙过大,则会发出一种尖锐、清脆、音调甚高的“嗒嗒嗒”的金属敲击声类似用小手锤敲击铁钻的声。其规律是發动机冷车启动时不响温度升高后则发响,且温度越高越响若将点火时间前调,声响则加快并加大若使火花塞断火,响声则减弱或消失

有的发动机不仅活塞销与销孔间隙大,活塞销与连杆小头衬套(或轴承)间隙也大这种情况下发出的敲击声音比较复杂,会出现連续的“嗒嗒”响声

造成此故障的原因除工作中的磨损使间隙变大外,装配中由于活塞销、活塞销孔与连杆小头衬套三者材质分别为钢、铝、铜其膨胀系数差异很大,稍有马虎工作中三者间隙就会因受热膨胀不一而变大,造成相互间的撞击而且,当间隙增大后活塞销的轴向窜动量亦随之增大,销的圆柱端面会撞击销环又增加了气缸内的一种异响。

(1)排气门漏气的异响可在排气管消声器处听箌,如轮胎严重漏气时的“唏唏”声气门漏气可在化油器上口空气过滤器处听到,其声音如幼儿打口哨时的“嘘嘘”声原因是气门与座圈的工作面严重磨损或烧蚀,出现凹槽和斑点不能严密封闭。有的则是因为气门杆与导管间隙过大或气门杆弯曲使气门头不能居中洏歪斜,造成漏气若气门弹簧弹力减弱或折断,则气门不能与座圈工作面紧密贴合也会造成漏气。从装配方面来说若气门杆与导管間隙过小,工作中受热膨胀而被卡死或是气门间隙调得过小,气门杆受热伸长而被挺杆或摇臂顶开气门均会使气门不能完全关闭而漏氣。

(2)气门弹簧折断时的异常响声因气门安置方式而异侧置式气门弹簧折断后,工作时发出“嚓嚓”的响声若拆下气门室盖会听得哽清晰。顶置式气门弹簧折断后气门自动下沉,会与活塞发生撞击并出现“当当”的敲击声。后者若不及时熄火会造成顶烂活塞、折断连杆,甚至更为严重的损失

(3)气门积碳过多也会引起异常响声,因为积碳过多碳层呈炽热状,活塞温度高活塞环槽、活塞销孔的间隙增大,从而发出一种“喋喋”的异响该故障往往伴有机温过高、发动机不易熄火或不能熄火等现象。其原因是混合油中机油比唎超标或油底壳机油大量窜入燃烧室应进一步查明具体原因并予以排除。

当发动机负荷增加时有的发动机从汽缸部位发出“嗒嗒”的聲响,与正常运转时的声响有所不同甚至还伴有加速性能变差的现象。这种异响音量较大在距发动机5-6m处都可听到,在突然加速时异响尤为明显即可把它视为发动机爆震的征兆。当可燃混合气在气缸内过快燃烧时其瞬间释放出大量的热量,导致汽缸内压力急剧升高高压气体强烈地冲击着活塞顶、汽缸盖和气缸壁,引起爆震产生爆震的主要原因有,发动机过热点火时间过早,燃烧室内积碳过多汽油的辛烷值过低,所用火花塞热值偏低不符要求等。

转载自百家号作者:穿堂过客

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柴油发电机和市电的转换过程其實不是个理想的电压源其内阻远比市政电力电网的内阻大,随着柴油发电机和市电的转换过程机组的额定输出的功率容量的减少其内阻增大的矛盾显得更加突出。

当我们用柴油发电机和市电的转换过程带电阻性负载时其影响不易察觉,但如果采用柴油发电机和市电的轉换过程来带整流滤波型负载(例如:计算机和通讯设备、日光灯、各种可控硅相移调速和调控设备)时往往会遇到很大的麻烦。

其原洇是上述非线性负载会向柴油发电机和市电的转换过程组反射大量的高次谐波电流比如传统UPS的5次和11次谐波等对柴油发电机和市电的转换過程的运行危害较为严重,轻则导致柴油发电机和市电的转换过程带载异常重则甚至会损伤到柴油发电机和市电的转换过程。

目前业界為了提高柴油发电机和市电的转换过程带非线性负载的成功率通常的办法是采用容量放大设计通常的选型放大是1.5-2.0倍,少的也有1.2-1.5倍

图1 柴油发电机和市电的转换过程受服务器开关机负载冲击会出现振荡

为了减少谐波对柴油发电机和市电的转换过程的影响,目前行业通常解决辦法是采用滤波器比如有采用价格昂贵的有源滤波器,或者采用价格较低的电容补偿柜等办法

而传统UPS在不同的负载率下阻抗特性还不┅样,比如在轻载下呈现容性而在较重载下呈现感性(比如某款UPS产品三相负载分别为7、9、8KW时呈强容性,功率因数为-0.85、-0.87、-0.86;三相负载为12、13、13KW时呈弱感性功率因数为0.96、0.97、0.95;三相负载为30KW时呈强感性,功率因数为0.92)

因此在如图2的串联谐振模型中,柴油发电机和市电的转换过程佷容易在轻载下和容性负载振荡输出高电压而发生保护所以采用传统电容补偿柜的设计中,轻载下不能投入电容补偿柜防止柴油发电机囷市电的转换过程过补偿而振荡保护而在较重载下才考虑投入电容柜来补偿感性负载带来的谐波。

图2 轻载下柴油发电机和市电的转换过程容易和容性负载发生振荡导致过压保护

但是随着目前追求节能高效的发展需求,越来越多的高频模块化UPS、高压直流、48V通信电源甚至市电直供服务器的PSU电源等开关电源类负载会直接挂在柴油发电机和市电的转换过程输出上。

理论上这些高频开关电源类负载通常带有功率洇数校正电路50%以上负载率情况下可以实现很高的功率因数和很小的谐波,但实际上因为2N的配置或者冗余的需求在负载率不高情况下也會呈现一定的容性阻抗特性(比如典型服务器电源实测工作时PF值为-0.92)。

如果此时仍然采用电容补偿柜来补偿那么电容会越并越大,不但鈈会减少谐波甚至还恶化了柴油发电机和市电的转换过程的带载能力。前面我们介绍了柴油发电机和市电的转换过程正常带载情况下的凊况那么在市电停电柴油发电机和市电的转换过程启动带载瞬间又将会发生什么呢?

此时这些高压直流等开关电源类负载不再处于正常笁作状态而是处于市电停电柴油发电机和市电的转换过程启动带来的开关电源重新启动过程(通常几十毫秒以上停电就会导致开关电源偅启),开关电源重启过程中基本是电容充电的过程而这个时候柴油发电机和市电的转换过程所带的负载会呈现很强的容性负载特性。負载大电流冲击很容易直接拉跨柴油发电机和市电的转换过程导致柴油发电机和市电的转换过程带不起负载,后级开关失压输出脱扣從而电池放电直到设备掉电。

图3 典型柴油发电机和市电的转换过程的带载特性曲线

我们再来看柴油发电机和市电的转换过程的典型带载特性曲线从图3看,通常柴油发电机和市电的转换过程带容性负载能力其实较弱而且呈快速衰减回缩。因此结合图2在轻载模式下,要尽量减少发电机的输入带容性负载当容性负载小于20%时,上升速率较为平稳在发电机的处理能力之内,如果大于30%则面临较大的过电压的風险。

满载时还要考虑功率角避免大于90°,增加容性负载也会增大功率角,减弱系统动态响应特性。目前厂家建议容性负载的百分比尽量要小于20%,当系统没有较大的负载波动时可考虑适当放大到30%

那么在市电停电柴油发电机和市电的转换过程启动瞬间带容性很高的开关电源类负载情况下,又如何解决柴油发电机和市电的转换过程瞬间带载不保护问题呢

目前行业的通常做法是选择瞬态响应能力好的柴油发電机和市电的转换过程,并对发电机做适当放大选型也许可以部分减轻这一问题的严重性

但是系统的成本难免会增加,而且系统效率将丅降因此不能把所有希望放在这种增加较大投资的大马拉小车方案上,而且还不能保证可以实现一步直接带重载成功(数据中心往往要求一步带重载特别在低压柴油发电机和市电的转换过程应用场合)。因此除了柴油发电机和市电的转换过程设备本身我们需要在数据Φ心配电及IT负载侧想些其他办法。

图4 典型集中式中压柴油发电机和市电的转换过程供电架构

对于图4典型的集中式中压柴油发电机和市电的轉换过程供电架构其原理是多台中压柴油发电机和市电的转换过程并机成功后再分别和1、2段中压母线做投切。正常情况下任何一路外电停电则由另外一路市电带起所有负载,只有两路10KV都掉电后柴油发电机和市电的转换过程才承担起整个机房的所有负荷架构特点如下:

艏先,负荷通过SCADA控制将多个变压器逐个分时投入相对于多台柴油发电机和市电的转换过程并机后的逐个变压器渐进加载,对集中式柴油發电机和市电的转换过程的负荷冲击并不算大

其次,传统数据中心内部对功率因数大于0.9的要求谐波较大的变压器多带有电容补偿装置,采用就近补偿方式到中压侧总体PF值较高此外,偏感性的冷机、冷塔、水泵等电机类负载和偏容性的高频UPS、高压直流、开关电源等负载特性互补功率因数得到优化,也减少了总柴油发电机和市电的转换过程系统容量

最后,采用集中式中压柴油发电机和市电的转换过程方案负载还可以根据重要等级以及系统最小加载量等优先加载或卸载,所以对于集中式中压柴油发电机和市电的转换过程并机系统谐波引入的瞬时负载冲击也不大通常大多能正常逐个带载成功。

图5 典型分布式低压柴油发电机和市电的转换过程供电架构

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