数据中心机房柴油发电机组容量选择和计算

作者:缅甸小勐拉 | 分类:www.6200338.com娱乐 | 浏览:123 | 评论:0

  在市电中断时,柴油发电机除在最快的时间内能自起动外,还应该最大限度的满足应急负荷的起动及供电容量要求,若容量选择小,电动机起动时电压降过大,容量选得过大,则运行经济效益差。文中探讨了该如何选择单台柴油发电机的容量,选用几台柴油发电机并列才能既满足系统的应急要求,又不造成容量的浪费的问题。

  中国IDC圈6月23日报道,在规模较大的数据中心机房,数台甚至十几台柴油发电机并列运行的情况越来越多。在市电中断时,柴油发电机除在最快的时间内能自起动外,还应该最大限度的满足应急负荷的起动及供电容量要求,若容量选择小,电动机起动时电压降过大,容量选得过大,则运行经济效益差。文中探讨了该如何选择单台柴油发电机的容量,选用几台柴油发电机并列才能既满足系统的应急要求,又不造成容量的浪费的问题。

  柴油发电机是内燃发电机的一种,它以柴油为一次能源,柴油机为原动机,它有如下几个特点:

  正是因为上述特点,柴油发电机在数据中心的使用范围也越来越广泛。随着数据中心机房规模的逐步扩大,高级别配电系统的数据中心机房也在成比例的增加,由于A级机房要求供电系统不能中断,所以,在规模较大的数据中心机房,数台甚至十几台柴油发电机并列运行的情况越来越多。在市电中断时,除在最快的时间内能自起动外,还应该最大限度的满足应急负荷的起动及供电容量的要求,若容量选择小,电动机起动时电压降过大。容量选得过大,则运行经济效益差。那么,该如何选择单台柴油发电机的容量呢?选用几台柴油发电机并列才能既满足系统的应急要求,又不造成容量的浪费呢?

  COP为在商定的运行条件下并按照制造商的规定进行维护保养,机组以恒定负载持续运行,且每年运行时间不受限制的最大功率。

  PRP为在商定的运行条件下并按照制造商的规定进行维护保养,机组以可变负载持续运行,且每年运行时间不受限制的最大功率。

  LTP为在商定的运行条件下并按照制造商的规定进行维护保养,机组每年运行时间可达500h的最大功率。

  (变负荷限时运行)ESP为在商定的运行条件下并按照制造商的规定进行维护保养,在市电中断或在试验条件下,机组以可变负载运行且每年运行时间可达200h的最大功率。

  数据中心机房的应急柴油发电机性能等级不应低于G3级;A级数据中心发电机组应按照基本功率(PRP)选择;B级数据中心发电机组的输出功率可按照限时运行功率(LTP)来选择。

  需要所有柴油发电机供电负荷的容量数据,包括装机容量、负荷系数、功率因数等。电动机负荷还要给出台数、效率、起动电流倍数等参数;

  ②按照负荷大小及起动电流大小,同样重要的电动机容量大、起动电流大的优先。

  电动机起动时,其端子电压应能保证被拖动机械要求的起动转矩,且在起动时,配电母线上的电压应符合下列要求:

  电动机不频繁起动时,不宜低于标称电压的85%(数据中心机房在柴油发电机供电时,电动机属于不频繁起动的情况);

  配电母线上未接照明或其他对电压下降敏感的负荷时,不应低于标称电压的80%;

  配电母线上只有电动机时,可按照保证电动机起动转矩的条件决定;对于低压电动机,还应保证接触器线圈电压不低于释放电压(从产品样本中可以查到,查不到样本时,可按照70%考虑)。

  SG2按满足需要起动的大容量电动机起动时计算的发电机容量,kVA;

  式中,SG3满足大容量电动机起动时允许电压降计算的发电机容量,kVA;

  Xd发电机的电抗,为发电机暂态电抗Xd和次暂态电抗Xd的算术平均值,即Xd=(Xd+Xd)/2,当查不到产品样本时,Xd一般可取0.15~0.3;

  按照前面三种要求算出柴油发电机容量后,如果SG2、SG3比SG1大的较多,则说明电动机的起动方式需要进行适当的改变。在选择柴油发电机容量的时候,需要分析是电动机降压起动选择小容量发电机组,还是电动机直接起动选择较大容量发电机组,应该根据综合技术经济比较来确定。

  其中动力负荷当中,制冷主机功率为340.2kW(容量最大电动机),水泵为45kW,均为三用一备,柴油发电机的单台容量及台数选择计算如下:

  从上述计算当中可以发现,此处的柴油发电机总容量已经超过了2500kW,所以其电压等级应为10.5kV.从负荷计算表中不难发现,2层与3、4层机房的机柜用电量接近,所以可以把动力负荷与机房UPS负荷分为两个容量接近的部分,然后计算单台柴油发电机的容量。

  起动时柴油发电机1所带负荷:2层机房负荷+2层动力负荷+两台冷水机组+两台水泵=1669.64kW,起动时柴油发电机2所带负荷:3、4层机房负荷+3、4层动力负荷+一台冷水机组+一台水泵+插座=1540.27kW。

  可以看出,柴油发电机1所带负荷大容量电动机台数多,所以,可以根据柴油发电机1的计算结果确定单台柴油发电机的容量,计算结果如下:

  从上述计算可以看出,在冷冻机采用软起动方式,起动系数为3时,单台柴油发电机的容量可以选择2000kW。

  综上所述,本例当中的柴油发电机采用10.5kV,2000kW柴油发电机并机方式或者采用单母线 结束语

  数据中心机房柴油发电机系统多使用柴油发电机并机运行的方式,所以在计算柴油发电机容量的时候,需要先对由柴油发电机所带负荷进行合理的分组,根据分组容量计算单台容量,再确定台数,经多方面比较后确定一个既保证系统可靠稳定,又保证良好经济效益的方案。

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