您好,欢迎访问沈阳晋发机械设备有限公司官网!
  • 收藏本站
  • 网站地图
  • 发电机资讯
    当前位置:主页>新闻资讯 >发电机资讯

    如何提高发电机组带容性负载能力?

    来源:www.syjfjxsb.com 发布时间:2021/8/16 13:59:45
    为了实现数据中心的节能高效,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组输出上。

    理论上这些高频开关电源类负载通常带有功率因数校正电路,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。

    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会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)。带容性负载能力强的发电机组将是项目备用电源建设的重要组成。

    一、容性负载的影响

    1、容性负载对发电机的影响

    当发电机带上容性负载时,通常会发生直轴增磁和交轴电枢反应两种情况。直流增磁会导致发电机电压升高,电压不稳将会引起发电机组停机;而交轴电枢反应由于谐波的影响将增大发电机辐射热量,提高发电机温度,损坏发电机绝缘,降低发电机带载能力(即通常所说的降载运行)。并可能触发逆无功保护停机。

    2、容性负载对调压器的影响

    如果发电机接上容性负载,容性的定子电流就会起到“助磁作用”,负荷越大,定子感应电势及端电压越高。要维持端电压就要减小励磁电流,直到励磁电流为零时,仍不能调整发电机电压,因此出现了电压升高或电压不稳的现象。并可能触发失磁(欠励)保护停机。

    二、卡特彼勒3516E HV发电机带容性负载能力介绍

    卡特彼勒3516E HV主用2200KW发电机组发电机带容性负载能力

     根据以上发电机性能曲线可知:

    1、  发电机在功率因数超前0.91时能在额定容量下运行。超前值小于0.91后发电机带负载能力将下降;

    2、  发电机组在功率因数超前0.88时能在额定功率下运行,超前值小于0.88后,发电机组带负载能力将下降;

    3、  发电机带负载能力开始下降后,其带载能力急剧下降;

    4、  发电机最少可带30%(额定容量)超前无功。

    三、如何改善数据中心发电机组带容性负载能力?
    发电机组

    根据以上分析可知,提高发电机组带容性负载能力可以从两个方面进行:

    提高发电机带容性负载的能力;

    对负载进行改造,使容性负载的超前功率因数变大。

    1、提高发电机组带容性负载能力

    根据容性负载对发电机和调压器产生的影响,我们可以从以下几个方面来提高发电机组带容性负载能力:

    1.1 容量放大设计
    对于同功率发电机组,发电机容量越大,其带容性负载能力将更强。由于数据中心项目中容性负载存在,因此在选择数据中心发电机组时,发电机容量将会是非常重要的参数之一。
    注:发电机容量参数与发电机温升息息相关,只有在相同温升条件下比较发电机容量才有意义。不同温升情况下将不能比较发电机容量的大小。

    1.2 加强发电机散热
    一方面,从安装和应用角度,在安装发电机组时,保障充分的冷空气冷却发电机;另一方面,从发电机设计和生产的角度,发电机应通过提高空气冷却发电机散热效率的通风结构和方法,使冷却空气从发电机的若干个进风口进入定子和转子之间的气隙,再经过由铁芯与绕组的间隙形成的通风道,进入导流板与铁芯背面之间形成的扁平流道,之后流入发电机内部空腔,再经由出风口流出。
    冷却空气通过扁平流道时,能以较高速度横掠铁芯背面,从而加强了铁芯背面的散热,有效降低了铁芯和绕组的温度。使用导热性良好的材料制成导流板,并增大了散热面积,有效提升了散热的效果。

    1.3 智能式电压调压器
    发电机在带容性负载时,容性负载将会产生励磁电流,容性负载越大,超前功率因数越小,其产生助磁电流越大。
    即使在调压器给出的励磁电流为0时,发电机励磁电流都足够大,此时调压器失去了调压的功能,发电机电压将上下波动,不受控制。因此智能式电压调压器将能优化发电机的调压功能,并加强发电机的带容性负载能力。

    1.4 PM永磁励磁机
    永磁励磁机将减小容性负载对励磁电流和调压的影响,从而加强发电机带容性负载能力。

    1.5、发电机组控制系统
       由于数据中心备用电源的可靠性是非常重要的,为了提高发电机组的可靠性,避免因为逆无功保护或失磁保护停机,将控制系统中的逆无功保护或失磁保护设定为警报,而取消停机保护的功能。保证发电机组即使在逆无功或失磁情况下也不会出现停机现象。保证数据中心系统备用电源的可靠性。

    2、负载改造

    通过无功补偿方案来调节容性负载功率因数,使之向功率因数1靠近。功率因数的提高,将大大提升发电机组带载能力。


    2.1 采用串联电抗器(reactor)或者调相机(synchronous condenser)
    在列头柜内下部安装有感性电抗器,用于抵消其市电直供服务器PSU电源的容性启动冲击,对PF和THDi都有一定提升。

    2.2 采用SVG(Static Var Generator)静止型无功发生器
    传统的电容补偿柜方式不适合于容性负载场合,采用有源滤波器(APFC)和静止同步补偿器(STATCOM)也有成本太高、易故障等不足,目前其他行业在用的SVG产品在成本和性能方面较为折中。

    由于数据中心的不可断电的要求,备用电源柴油发电机组配置至关重要。虽然中国的市电可靠性颇高,但各种自然灾害或人为灾难是不可控的,柴油发电机组也是不可或缺的。

    根据数据中心容性负载特征,为了提高柴油发电机组的可靠性,本文对发电机带容性负载能力进行了分析和研究,希望对广大数据中心项目柴油发电机组的选型能提供帮助。也欢迎广大用户对容性负载方面的议题进行垂询和交流。
    咨询热线
    139-4000-4278
    邮箱:717889190@qq.com
    电话:13940004278 13998282378
    地址:沈阳市沈河区长青街91号16门

    微信扫码 关注我们