国科研究：柴油发电机组带容性负载能力技术(中)

国科研究：柴油发电机组带容性负载能力技术（中）

三、全部高压直流分两次加到接近半载情况下，油机带载正常

我们再继续将高压直流带载增加到50%，并将ATS1和ATS2之间的时间间隔增加十倍，减少同时启动带来的冲击叠加，经测试系统在带半载情况下柴油发电机可以正常带载IT负荷。还说明该型号柴油发电机可以单步成功带上25%以上的T1容性负载，柴发输出没振荡，这有助于确定最小在线容量及加载优先等。

油机启动后，两次间隔（数十秒）投入带载，油机输出电压仍然正常。

四、全部高压直流分两次加载到1.5MW情况下，油机带载失败

但是继续增加T1满载和T2满载变压器所带高压直流输出负载后，柴油发电机可以扛起T2负载，但继续带T1负载时被拉跨导致带载失败。

第一次投入T2所带负载投入瞬间，油机输出从230V被拉低至210V（相电压有效值），电压降低了约20V，但尚在配电开关的失压线圈动作门限以上，经2s动态调整后油机电压恢复正常；滞后数十秒后，第二次投入T1所带高压直流负载，投入后，油机电压立即迅速往下降。

由于油机不能在短时间内做出足够的回调，油机输出功率没来得及提高，加上所带负载全是恒功率开关电源，随着电压降低，电流反而必须继续增大，进入了恶性循环状态。

电流的大幅度上升进一步拉低了油机电压，电压跌落至约161V（此时负载电流已经是额定电流的2-3倍），配电开关的失压线圈动作，导致负载掉电柴油发电机卸载。

五、高压直流逐台加载情况下，油机带载运行稳定

从图13启动失败的波形图上看，左侧T2变压器负载投入瞬间，T2负载电流启动较快，柴油发电机电压有一定跌落，但通过自身AVR动态调节稳定了输出电压，但在T1变压器负载继续投入瞬间，柴油发电机电压出现了明显跌落，低至失压线圈动作切断负载开关，负载失压掉电。

说明柴油发电机在带上T2负载的基础上，受到更大负载的T1变压器瞬间大电流冲击直接拉跨了柴油发电机。那么如果将T1所带的多台高压直流负载逐个分时投入，通过减少瞬时负载冲击是否可以实现柴油发电机成功带载呢？

于是现场通过人工模拟高压直流间隔逐套投入，柴油发电机成功带载到满载额定功率，油机输出电压基本稳定，可以成功带载，因此找到了实现柴油发电机成功带载的解决办法。

说明：在第一次投入后，每隔几秒手动投入一套高压直流，直至油机带起全额负载，油机都正常运行带载。

初步结论：

1）所有高压直流模块在上电瞬间均有较大的冲击电流，但该电流为高压直流模块内的软启动电阻和软启动继电器合闸引起，和系统是否带载没有关系，该电流峰值超过额定电流，但持续时间非常短，约ms级别，经测试，该冲击电流不会引起油机电压波动、运行困难，也不会影响油机输出电压造成开关失压线圈动作。

2）从高压直流侧可以看，如果高压直流模块及系统增加了功率walk in缓启功能，则对柴油发电机的带载启动冲击会少很多；如果不加功率walk in功能的话，全部负载同时大电流启动的容性负载冲击容易拉跨柴油发电机。

3）从油机突加负载的测试情况看，引起输出空开跳闸的原因是在油机带载时。如果突加较重负载，特别是容性类型负载，由于油机的输出电压调整能力不足，以及容性负载功率回缩，需调整的时间较长。输出电压将被拉低，突然增加的负载越重，瞬间拉低的电压越多，在恒功率负载作用下，电压越低，需要的电流进一步加大，呈恶性循环之势，从而导致配电空开的失压线圈动作，造成开关跳闸。

4）采用每套高压直流分时逐个投入的办法，以及延长ATS1和ATS2时间间隔可以减少全部系统同时启动对柴油发电机的冲击叠加，柴油发电机可以成功带载。

5）传统的柴发是按感性0.8的功率因数负载来设计的，对单步带满载能力多没有严格要求，且对容性负载多没有相应测试标准规范。随着数据中心容性负载的不断增加，在低压柴发应用场合会带来更大挑战，值得深入研究和不断完善标准。