最 · 標準｜數(shù)據(jù)中心柴油發(fā)電機系統(tǒng)（一）

yi321yi 2018-02-06

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1,、一般規(guī)定

1.1 本章適用于以柴油發(fā)電機組作為備用電源的數(shù)據(jù)中心。

1.2 發(fā)電機組電源的選用,，應根據(jù)數(shù)據(jù)中心對供電可靠性的需求配置,，滿足不同負載對電能質(zhì)量的要求，機組的帶載特性應不低于現(xiàn)行國家標準《往復式內(nèi)燃機驅(qū)動的交流發(fā)電機組》GB/T 2820規(guī)定的G3等級,。

條文說明：《往復式內(nèi)燃機驅(qū)動的交流發(fā)電機組第1部分：用途,、定額和性能》GB/T2820.1中規(guī)定：為了覆蓋各供電系統(tǒng)的不同要求，定義了4種性能等級,。其中G3這一級是適用于數(shù)據(jù)中心整流器和晶閘管控制的負載,，其對發(fā)電機組電壓波形的影響需要特殊考慮。G3級發(fā)電機組電壓和頻率的具體運行限值,，在《往復式內(nèi)燃機驅(qū)動的交流發(fā)電機組第5部分：發(fā)電機組》GB/T2820.5中給出了明確值,。

1.3 發(fā)電機組的安裝工程應滿足現(xiàn)行國家標準《工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標準》GB12348和《聲環(huán)境質(zhì)量標準》GB3096的要求。

1.4 A級數(shù)據(jù)中心供油系統(tǒng)的供電應采用雙路電源,，供油油泵及主供油管應冗余配置,。

1.5 選用無刷勵磁同步發(fā)電機，宜采用永磁勵磁方式和數(shù)字式電壓調(diào)節(jié)器（DVR）,，發(fā)電機應裝全阻尼繞組,。

1.6 低壓發(fā)電機的絕緣等級不應低于H級，高壓發(fā)電機的絕緣等級不應低于F級,。

1.7 在發(fā)電機選型時應考慮帶容性負載及非線性負載的能力,。

條文說明：本文對發(fā)電機選型做出規(guī)定,。

（1）柴油發(fā)電機組帶非線性負載能力

在數(shù)據(jù)中心負載中因存在大量非線性負載，產(chǎn)生了大量的諧波電流,，諧波電流通過電源的阻抗產(chǎn)生了諧波電壓,，諧波電壓的超標對供電及發(fā)電設(shè)備的安全及穩(wěn)定性造成威脅，主要表現(xiàn)發(fā)電機發(fā)熱,、電壓不穩(wěn)定,、保護誤動、功率因數(shù)低造成UPS頻繁在供電與UPS之間頻繁切換等,，此情況在由發(fā)電機供電時表現(xiàn)特別突出,。

諧波電壓的產(chǎn)生與電源的次暫態(tài)電抗X”d相關(guān)聯(lián)，由于發(fā)電機的X”d 遠大于變壓器的X”d或用U’scx(～6%pu)表示,，所以諧波對發(fā)電機影響更為突出,。表現(xiàn)為當發(fā)電機容量選擇小時出現(xiàn)電壓震蕩、頻率波動,、發(fā)電機發(fā)熱,、甚至根本無法帶負載。這是因為在同樣的諧波電流下,，發(fā)電機比變壓器吸收諧波的能力更大,，即電壓畸變與發(fā)電機阻抗成正比，阻抗與發(fā)電機功率成反比,。

由于總電流諧波為THDI=√(Σ(In)2)/I1 而發(fā)電機帶非線性負載能力是對THDU而言,，在一定的諧波電流下供電產(chǎn)生的THDU值是影響電流安全和發(fā)電機安全的主要因數(shù)。THDU是由各諧波電流大小和次方即√(Σ(n · In%)2)和發(fā)電機的X''d,，以及為保證安全的供電的THDU閾值決定的,，而不直接由THDI決定。

（2）柴油發(fā)電機組帶容性負載能力

柴油發(fā)電機帶容性負載能力較差,，通常是發(fā)電機視在功率的20%,，主要原因是同步發(fā)電機在帶感性負載時，定子負載電流產(chǎn)生的磁場方向和轉(zhuǎn)子勵磁電流產(chǎn)生的磁場方向具有相反的分量,。所以當感性負載電流大時在發(fā)電機定子與轉(zhuǎn)子間產(chǎn)生的合成磁場強度減小,，而發(fā)電機的電壓為在滯后的COSΦ下，當定子電流增加時,，此時是去磁作用,，而在容性負載時定子電流產(chǎn)生的磁場與轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的勵磁磁場具有同向分量。即在超前的COSΦ下,，當定子電流增加時,，此時是助磁作用。而轉(zhuǎn)子與定子之間的合成磁場的大小決定了發(fā)電機的輸出電壓，如下圖：