新聞主題	低壓柴油發電機組變升高壓改造方案

 

摘要：低壓發電機組目前是大多數康明斯用戶的應急電源選擇，該機型通常是指市場上常用的230V/400V柴油發電機組。但部分場所由于柴發機房距離用電設施較遠，會產生電壓降導致電力無法正常使用，嚴重時甚至燒壞用電設備。因此，對于已經購買低壓柴油發電機組的用戶，采取從低壓升成高壓措施變成最佳選項，不至于將原有低壓發電機組報廢處理致使巨大的經濟損失。

 

KTA50-GS8康明斯柴油發電機組總裝側面圖

KTA50-GS8康明斯柴油發電機組平面尺寸圖

 

 

一、高低壓優劣對比

 

1、高壓發電機組的優勢：

（1）可以將發電機功率做大，高壓發電機組最大可以達到幾千，甚至是幾萬千瓦。這是因為，在輸出同樣的功率時，高壓發電機的電流可比低壓發電機的電流小很多。所以高壓發電機繞組可以用較小的線徑。由此，高壓發電機的定子銅損也會比低壓點擊小。對于較大功率的發電機，使用低壓電時，則因需要較粗的導線而需要更大面積的定子槽，使定子鐵芯直徑做的很大，整個發電機的體積也會變得很大；

（2）對于較大容量的發電機，高壓發電機所使用的電源和配電設備比低壓發電機總體投資要少，并且線路損耗小，可以節省一定量的耗電。特別是10KV的高壓發電機，可以直接使用電網電源，這樣的話，在電源設備上的投資會變得更少，使用也變得簡便，故障率也會變小。

2、高壓發電機組的缺點

（1）發電機繞組的成本相對較高，相關的絕緣材料成本也會隨之變高；

（2）對發電機使用環境的要求遠遠比低壓發電機對環境的要求要高；

（3）發電機絕緣處理工藝較難，工時費用較多，發電機制造周期較長。

 

二、發電機組升壓方法

 

對于要求高壓供給的場所，除可配給高壓發電機組外，還可采用標準電壓發電機組配升壓變壓器方案。

1、低壓變高壓方案優點

（1） （Voltage Alternation升壓或降壓）于工地有二種或多種不同的電壓需要，或需要改變發電機組輸出的電壓；

（2） （Isolation transformation隔離功能）高壓端為角型變壓器，三相三線系統沒有零線，沒有零線便沒有零線轉移；將高壓側非線姓負荷產生的諧波與低壓側“隔離”，低壓側變得清潔，不影響發電機組內（Automatic Voltage Regulator AVR）自動穩壓器的操作，及因解決零線轉移所主產生的種種問題；

（3） （Great Inertia緩沖功能）特別對起動大型馬達有明顯幫助，大容量的變壓器含銅料材較大，磁芯大起了緩沖作用，減低對發電機的沖擊及改善瞬間電壓降。

2、低壓發電機組并聯方案的缺點

在380-415Vac的發電機組，若多臺發電機組在低壓側并聯后再使用升壓變壓器升壓；建議上限為7500千伏安，6000千瓦，超出上限時需考慮下列各項：-

• 低壓側母排的容量近10kA需考慮母排可承受故障電流及低壓開關內的熱量處理（低壓開關屏的溫升）；

• 低壓開關的脫扣能力（最高可承受故障電流），例如可達65kA及100kA；

• 需計算低壓側安裝近一萬安培的電纜，低壓開關及成本是否合理；

• 需考慮是否發電機組先通過升壓變壓器升壓后，再在高壓側進行并聯。

 

多臺發電機組并聯后升壓方案

 

 

三、改造案例

 

1、設備組成與參數

● 用戶：澳門某項目

● 后備電源：UPS+6000kVA發電機

● 總應急容量：4500kVA，3600kW

● 電壓系統：高壓11kV，50Hz及低壓415 Vac50Hz

● 功率：4臺KTA50-GS8機型/1200kW發電機組

● 發電機組操作：3主1備，預留1臺作維護，各發電機組能與市電并網使用

● 發電機組電壓：415Vac/三相/50周

● 發電機組低壓開關屏：

○ 5000A母排/80kA1秒/三相四線/50周

○ 5000A母排分A段及B段

○ 母排A段接1及2號2臺發電機組

○ 母排B段接3及4號2臺發電機組

○ 母排A段及B段安裝5000A4極聯絡開關

○ 4×2500A空氣開關→接4臺發電機組

○ 3×3200A空氣開關→接3臺升壓變壓器（低壓側）

● 升壓變壓器：3臺2000kVA11kV/0.415kV

● 變壓器的高壓開關屏：真空開關，15kV600A→接3臺升壓變壓器（高壓側）

2、方案分析

（1） 4臺P1500發電機組并網使用，采用3+1發電機組并聯，不管哪一臺機組需要維護也不影響應急電源；

（2）遇上停電，4臺發電機組同時起動并在低壓側并聯合上4個2500A低壓開關及3個200A低壓開關，向升壓變壓器進行磁化，合上3個600A高壓開關向各地區供電；

（3） 各分區負苛不用ATS自動切換屏及獨立發電機房，省卻大量費用及寶貴土地資源；間接解決發電機房所引生的存放易燃品、排煙及噪聲等問題；

（4） 在日常測試發電機組，通過模擬市電故障向指定一臺或多臺發電機組發出起動指令，但4個2500A低壓開關及3個3200A低壓開關都不會合閘；而3個6000A高壓開關收到測試程式及有條件取消連鎖下合閘，5000A母排通電，各發電機組向母排同步，并在同步檢查后合上2500A低壓開關；合閘后發電機組痊程式帶負荷測試，測試完畢，發電機組先卸下負苛，并跳閘完成測試（先跳2500A低壓開關—3200A低壓開關—高壓開關600A）；

（5） 在供電局通告需要進行停電時，可按照(4)使發電機組帶上負載后，手動斷開市電供電，令發電機組供電；直至市電恢復，發電機組在載載下進行與市電同步，并網后發電機組卸下及退出，全程用戶方不感受停電或切換的短暫影響；

（6）考慮到用戶使用大量的UPS及VVVF升降機等大功率非線性負苛，對發電機及勵磁及AVR的操作產生一定的影響，升壓變壓器的選型以高厄側為角形，省卻非線性負苛產生的諧波影響AVR的問題。

 

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