机房发电机系统
数据中心机房柴油发电机组容量选择和计算
数据中心机房柴油发电机组容量选择和计算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：①燃料价格便宜,容易保存②构造简单,辅助设备少③起动迅速,带负荷和停机的动作时间短④操作维护简单、方便。
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?1、柴油发电机的功率（1）持续功率（COP）（恒定负荷持续运行）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。
（2）基本功率（PRP）（变负荷持续运行）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。
（3）限时运行功率（LTP）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。
（4）应急备用功率（ESP）（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。
简述机房应急发电流程
简述机房应急发电流程
机房应急发电流程主要包括以下步骤：
1. 市电断电监测：当市电供应异常或中断时，电力监控系统自动检测并发出警报。
2. 启动备用电源：确认需启用应急发电机后，迅速启动柴油发电机或其他备用电源设备。
3. 供电切换：通过ATS（自动转换开关）系统将负载从市电切换至发电机供电，确保不间断供电。
4. 稳定运行：发电机运行后，监控其输出电压、频率等参数，调整至与机房设备匹配的稳定状态。
5. 持续监控：在发电机供电期间，持续监控发电机组工作状态及机房用电负荷情况。
6. 市电恢复处理：待市电恢复正常，按照ATS设定策略，自动或手动将负载由发电机切换回市电，并平稳停机发电机。
10 kV柴油发电机并机系统及控制逻辑
0引 言
目前，数据中心项目的建设规模越来越大, 对整个供配电系统的可靠性、安全性带来更大挑 战。柴油发电机作为数据中心的后备电源，在市 电故障情况下使柴油发电机更安全、可靠、节能 的运行方式投入到整个供电系统中，为保证数据 中心正常运行提供更有效的保障*T。此时，设 置一套安全、可靠、高效的柴油发电机并机控制 系统是非常重要的。
关辅助触点状态:NO变成NC）,加上市电进线开
关柜里的PT失电（市电进线开关柜发出报警信 号，辅助触点状态：NO变成NC）,延时15 s（可 调）柴油发电机组起动。
（3） A16连接的A路10 kV母线为BUS-A3 , 由于地下室10/0.4 kV公用配变电所10 kV侧无 母联,柴油发电机起动信号取自低压侧市电进线 开关及母联开关。当BUS-A3配出的变压器侧的 低压进线开关断开（市电开关即发出报警信号, 开关辅助触点状态：NO变成NC）,加上低压母联 开关不闭合（开关发出报警信号,开关辅助触点 状态：NO变成NC），延时15 s（可调）柴油发电机
本文结合某数据中心项目，经过项目现场实 际测试，简述了 10 kV柴油发电机并机系统及控 制逻辑。
1现行标准在数据中心项目对柴油发电 机的规定
(1)国家标准GB 50174&2017《数据中心设 计规范》。后备柴油发电机组的性能等级不应低 于G3级,A级数据中心发电机组应连续和不限时 运行,发电机组的输出功率应满足数据中心最大
发电机房系统验收标准和要求
11、
建筑施工图、竣工图
12、
维保期内作业计划、维保期限及内容和其它服务承诺
13、
临时供电合同（复印件）
14、
防雷设施、设备检测报告
15、
消防验收报告
16、
供电部门验收报告
17、
供应商及安装单位的联系人、电话、地址等资料
19、
验收现场 验收项目
验收事项明细
20、
环境卫生
机房应清洁，通风设施良好
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检查水箱无漏水现象
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冷却风扇
冷却风扇皮带 线路安装
排烟风道外观
检查冷却风扇皮带张紧力均匀应调整合适
检查运行应无异常声音 检查电气接线端子、线路无老化破损现象，保护盖完整、 安装稳固，各部件应无松动。 检查风道外观完好，无生锈，连接部件螺丝螺母紧固、支 架安装膨胀螺丝紧固。
检查发动机转速启动运行正常在1500转/分钟，电压达到 400伏、频率50HZ。输出额定功率、电流按照产品相关说 明应相符
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检查发动机负荷运行时，机油油温表的正常读数应在82° C至107°C之间，空载时较低读数应在45°C至70°C之间
控制装置检查电机运行时应无过热现象检查操作盘显示及按键功能正常检查控制盘主令开关打在手动位置检查控制盘内部线路无松动无异味检查空载运行时各操作按键正常蓄电池主电源断路器检查发电机输出电源设置空气开关蓄电池电压电瓶表面检查电瓶表面无积灰和污物电瓶液位电瓶补充液液量检查电瓶没补充液足够无发胀现象用电解液温度计检查蓄电池重机蓄电池解线端发电机的蓄电池接线端子涂复合脂检查电瓶接线绝缘外层有无老化现象充电器充电器安装绝缘检查电瓶防护架安装牢固无生锈现象检查充电器能正常充电检查线路应套绝缘套管无破损现象供电开关空气开关自动功能自动切换检查发电机自动手动切换运作是否正常
柴油发电机房
一、组成1、机房包括：发电机间、控制及配电室、储油间、储藏间；（通则8.3.3）2、机组包括：柴油机、发电机、智能启动控制系统、烟囱、油路系统、柴油机冷却系统、通风系统；二、位置1、首层、地下一层、地下二层（通则无地下二层）；2、不得贴邻潮湿场所、远离有静音要求的房间；3、宜靠近配电所；三、出入口1、“发电机间”须两个出入口，其中一个满足设备运输；（通则8.3.3）2、“发电机间”门应外开；“发电机房”门应为甲级防火门；四、安装1、混凝土底座：高出地面150mm，长宽+300mm；五、通风系统一）进风1、一般为自然进风，面积不足可以机械进风；2、进风口应设在房间底部，多台机组时，应各设独立进气口；3、应设防雨百叶，可为固定式（最好可自动调节，环境气温低时可以关闭，因为室温过低，发电机也无法工作）；二）排风1、辅助排风机（防止机房内过热，凉爽地区可不设；大多发电机房采用气体灭火，须设辅助排风）可共用发电机散热器的排风井；2、环境温度：环境温度过高或过低都会对室内电力设施产生不良影响。
3、独立通风系统：因停电时才使用，不应与其它房间共用通风系统。
三）举例500KW柴油机冷却风量~40000m3，排风井面积应大于1.5㎡，发电机排风接排风口时一定要加软接，发电机有震动；新风井2㎡，注意新风入口处需做自垂式百叶（方向不要反了）。
六、排烟系统1、环保要求：经过烟气处理后的废气须经钢制烟管或专业烟井引至高空或不会对其他人构成干扰的地方。
——目前部分地区允许首层低空排放，部分地区必须高空排放（最少保证裙房排放）；经烟气处理，将发电机排放温度从500-800度有效降低到100度以下，若作为应用在现代化战争中的供给电源，此效应可躲避敌方的红外线侦测。
2、独立排烟系统：当发电机房内安装超过1台发电机组时，每台都应具有独立的排烟系统，因为当超过1台机组运行时，排烟进入共用管道会非常危险，并且可能引起发动机各不同零件的损坏。
发电机组机房设计与安装建议
隔离基础
直接安装热交换器方式冷却系统
生水进水管 生水出水管
四. 冷却系统
外循环冷却系统安装图
循环水箱容量: 200KW 5m3 250KW 6m3 300KW 8m2
0-1.8米
四. 燃油系统
燃油箱安装位置使得 燃油平面不高于喷油 器和不低于燃油泵吸 油口1.8米
油箱
油箱
0-1.5米
燃油箱位置高于喷油器 但不超过1.5米时,增加 单向阀以防止液力锁止 (CCEC以配置单向阀)
单独支承带隔热层的消声器
三.进排气系统
墙壁用阻燃套筒
带防水盖的垂直排气管
波纹管
减噪百叶窗
隔离基础
柔性风道
冷凝水排泄口
四. 冷却系统
1.进风口宜设定在发电机端或发电机两侧，面积应大于水箱 面积2.2倍。
2.出风口面积应为水箱面积的1.5倍，并应在出风口安装百叶 窗和挡风墙。
3.使用柔性风道法兰与水箱连接，吸收机组位移和振动，防止 噪声传播。
4.热风必须通过风道排放到机房外,风道截面积应从小到大平滑 过渡,如风道存在弯道,则必须安装导流板以减少压力损失
5.当环境温度高于设计温度时，考虑降功率使用。
四. 冷却系统
进气口
冷却风扇
冷空气
水箱
热空气
减噪百叶窗
隔离基础
柔性风道
直接安装散热器方式冷却系统
四. 冷却系统
排风扇
进气口 冷空气
热空气
减噪百叶窗
3. 机组安装在振动隔离基础上:
二.发电机组的安装
3.机组安装在振动隔离基础上
弹簧隔振器
173KPa钢筋混凝土结构 砂土或砾石层至少200mm
1.隔离基础应高 于地面200-300 2.隔离基础延机 组每边至少扩展 150-300mm
10kV柴油发电机系统说明
10kV柴油发电机系统说明
1.运行方式
1.1变电所10kV主接线采用分段单母线，正常运行时，两路10kV电源分别向两段母线供电，母联断路器断开运行。
一路10kV电源停电时，母联断路器手动(或自动)投入运行，由第二路电源向两段母线供电，每路电源均可带起全部负荷。
1.210kV母线以放射式向各台变压器供电。
变压器采用M(1+1)配置，每台变压器的负荷率不大于50%当一台变压器故障时，另一台变压器可带起全部负荷。
1.304kV母线采用分段单母线。
每两段04kV母线设母联断路器断路器可自投。
14当两路10kV市电电源均失电后柴油发电机自启动发电机并机成功后向变电所两段10kV母线供电，当些油发电机房贴临变电所时，柴油发电机母线也可以单路电缆向变电所10kV母线供电。
2.自动装置
2.1 柴油发电机为快速自启动柴油发电机组。
2.210kV母线的市电电源和发电机电源间设自动切换装置市电电源失电后切换装置自动切换10kV母线由柴油发电机供电。
2.304kV系统母联断路器设有备用电源自动投入装置当一台变压器故障停电后0.4kV母联断路器自动投入。
3.电气联锁
3.110kVI、II段母线市电电源进线断路器与母线联络断路器之间设
电气联锁不允许两路电源并列运行。
32 10kVI、ⅡI段母线发电机电源进线断路器与母线联络路器之间设电气联锁不允许两路电源并列运行。
了了10kV1、Ⅱ段母线发电机电源进线断路器与市电电源断路器之间设电气联锁市电电源新路器全部开后发电机电源讲线断路器才能合闸，不允许市电与柴油发电机并联运行。
数据中心柴油发电机系统应用分析
我国"新基建”形势下，数据中心的建设迎来一波新的热潮。
数据中心是大数据和云计算的基础承载者，需要提供极高的供电可靠性和连续性。
柴油发电机组是数据中心的长时间备用电源，担负着系统市电供电停止时为数据中心负荷提供长时间、可靠的保证电源的任务。
当市电故障时，柴油发电机组需要在短时间内启动、并机、带载，完成从空载到满载、从O到I的功率输出，对机组自身稳定性、并机系统同步能力、整个机组系统的负荷控制能力都提出了较高的要求。
目前，各种高低压柴油发电机组系统已经应用得非常普遍，但是使用者对于机组系统的选型、配置和计算普遍还有一些忽视的地方,本文将分为三个部分加以阐述。
1柴油发电机组功率选择根据GB/T2820.1-2009《往复式内燃机驱动的交流发电机组第1部分：用途、定额和性能》中"13功率定额定义"规定，柴油发电机组的功率定额种类分为持续功率（COP）、基本功率（PRP）、限时运行功率（1TP）和应急备用功率（ESP）四种。
四种功率定义在标准描述中有图示和解释，其中持续功率和限时运行功率的工况是恒定负载，基本功率和应急备用功率的工况是可变负载，都有持续运行和限时运行的区别（持续功率和基本功率要求机组运行除大修外全年无休，限时运行功率每年运行500h,应急备用功率每年运行200h）0但是与实际使用时厂家提供的机组运行能力有所出入，很多用户都有困惑。
2023《通信用低压柴油发电机组》标准讨论时，起草在YD/T502组与各使用单位和制造单位进行了广泛深入的讨论,一致同意主要选取持续功率（CoP）、基本功率（PRP）和限时运行功率（1TP）三种功率，分别等同定义于通信行业标准的持续功率、主用功率和备用功率（参见YD/T502- 2023中"3术语和定义”）。
其中需要说明的是，YD/T502-2023中基本功率明确要求"机组每次启动后持续以该功率供电时间不少于12h,每12h内能以该功率II0%超载运行1h。
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机房发电机系统
柴油机驱动发电机运转，将柴油的能量转化为电能。
国产上柴柴油发电机组在柴油机汽缸内，经过空气滤清器过滤后的洁净空气与喷油嘴喷射出的高压雾化柴油充分混合，在活塞上行的挤压下，体积缩小，温度迅速升高，达到柴油的燃点。
柴油被点燃，混合气体剧烈燃烧，体积迅速膨胀，推动活塞下行，称为‘作功’。
各汽缸按一定顺序依次作功，作用在活塞上的推力经过连杆变成了推动曲轴转动的力量，从而带动曲轴旋转。
将无刷同步交流发电机与柴油机曲轴同轴安装，就可以利用柴油机的旋转带动发电机的转子，利用‘电磁感应’原理，发电机就会输出感应电动势，经闭合的负载回路就能产生电流。
这里只描述发电机组最基本的工作原理。
要想得到可使用的、稳定的电力输出，还需要一系列的柴油机和发电机控制、保护器件和回路。
柴油发电机组是一种小型发电设备，系指以柴油等为燃料，以柴油机为原动机带动发电机发电的动力机械。
整套机组一般由柴油机、发电机、控制箱、燃油箱、起动和控制用蓄电瓶、保护装置、应急柜等部件组成。
整体可以固定在基础上，定位使用，亦可装在拖车上，供移动使用。
柴油发电机组属非连续运行发电设备，若连续运行超过12h，其输出功率将低于额定功率约90%。
尽管柴油发电机组的功率较低，但由于其体积小、灵活、轻便、配套齐全，便于操作和维护，所以广泛应用于矿山、铁路、野外工地、道路交通维护、以及工厂、企业、医院等部门，作为备用电源或临时电源。
柴油机发电机主要品牌
Perkins 1932年的Perkins珀金斯公司是世界最早生产发动机公司的公司之一。
所生产的以柴油和天然气作为燃料的发动机因其经济性，可靠性和耐久性的优点在各行业当中得到广泛的推广和应用。
如汽车、工程机械、农业机械、工业用发电机组及船舶等。
产品方面有100、3.152、4.236、1000、1300、2000、3000和4000系列。
其中2000和3000系列出自享誉世界，在机械动力领域最具权威之一的英国ROLLS-ROYCE（劳斯莱斯）公司的设计及制造。
Cummins 美国康明斯发动机公司始建于1919年，主要生产发电设备、工业及汽车等行业用发动机。
康明斯公司在世界柴油发动机技术方面居领先地位，始终是200马力以上柴油发动机最大生产厂家及50马力以上柴油发动机第二生产厂家。
其产品以优越的性能，卓越的品质，合理的价格，忠诚的服务遍及世界各地，早已发展成为美国500家著名跨国大公司之一。
MTU MTU公司是戴姆勒--奔驰公司的柴油机推进系统分部，世界上顶尖的重载柴油机制造公司，其产品广泛用于军用车辆、铁道车辆、海上舰艇及长行电站。
MTU公司的前身早于1883年便开发了第一台高速车用内燃机。
1901年设计、制造了世界著名的梅塞德斯汽车。
自1909年起由制造飞机发动机转为生产重载柴油机。
1923年开始生产高性能的柴油机。
现在MTU公司的主要产品为重载柴油机（单机功率35至7400KW），燃气涡轮发动机，发动机电子管理系统及电子监控系统和重载变速箱。
1997年初，MTU公司向市场推出最佳产品：2000系列及4000系列发动机。
VOLVO PENTA 一个120多年历史的跨国巨企，一个雄居世界500强的瑞典企业，专业从事重型机械、卡车、汽车、轮船的制造。
从产量第一的重型卡车到世界三大豪华轿车之一的富豪汽车，从十万吨的油轮到闻名世界的VOLVO-PENTA柴油发动机，重型动力领域无处不见VOLVO-PENTA的风采。
今天，凝聚了世界最优秀动力工程师卓越灵感的VOLVO-PENTA发动机俨然成为了国际顶级柴油发动机的代名词。
其高性能指标、高可靠性、环保性、低噪音、容易安装、良好的高原适应能力等特点在应用中倍受行业推崇。
Mitsubishi 从1917年创立的那天起，三菱重工不断的开发和创造容量由0.5马力至56.400马力的各种型号的柴油发动机，以满足客户的一般用途和专业用途，"相信明天"这个三菱重工的企业思想，就是立足于以公司的先进技术来改善所有人的生活。
三菱重工的柴油机与其三菱航天科技、三菱核能技术、三菱军工设备等一样具有时代先进技术的代表性，其卓越的品质是用户信赖的保证。