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发布日期:2020-10-15 22:06 | 点击数:

  2007 年2月第 1 卷第 1 期 System Design of Diesel Generators By Wang Jian (龙八国际网q18点tv)登录手机版系统设计 中国建筑设计研究院王健 摘要阐述(龙八国际网q18点tv)登录龙八系统设计方法;龙八一些常见术语和定义;提供了 设计时选用(龙八国际网q18点tv)登录龙八容量的计算方法、快速估算通风面积、燃油消耗和消噪计 算公式。 关键词(龙八国际网q18点tv)登录手机版容量计算方法负载系统设计 Ab s t r a c t Th e s y s t e m d e s i g n m e t h o d o f d i e s e l g e n e r a t o r s a n d s o m e t e r m i n o l o g y an d de fi ni ti on s fo r g en er at in g se t ar e i nt ro du ce d in t he p ape r. The c al cu la ti on method for determining the capacity of generating set, rapid estimation the are a of vent ilati on a nd fu el oi l co nsump tion, the form ulas for noise elim inat ion ar e gi ve n as wel l. K e y wo r d s d i e s e l g e n e r a t o r , c a p a c i t y , c a l c u l a t i o n m e t h o d , l o a d , s y s t e m d e s i g n 1984 年大学毕业于重庆建 筑工程学院工业电气自动化专 业, 1984 年至今在中国建筑设计 院工作。教授级高级工程师、国 家注册电气工程师,现任中国建 筑设计研究院机电院建筑电气所 副所长兼电气所总工程师。 作为电气专业负责人完成 的主要工程有:国家体育场(弱 电) 奥运景观塔、 、 中国石化总部 办公楼、鼎好电子商城、风度柏 林、大连软件园、倚林家园、全 国政协专委会办公楼、北师大国 际学术交流中心、北京外国专家 公寓、中海雅苑、深圳远洋大厦 等。 (龙八国际网q18点tv)登录手机版是广泛用于数据中心的应急备用电源。 作为数据中 心用(龙八国际网q18点tv)登录龙八, 应该达到通信用(龙八国际网q18点tv)登录龙八GB2820-1997中 G3 级或 G4 级规定的要求,同时达到《通信用(龙八国际网q18点tv)登录龙八的进网 质量认证检测实施细则》规定的 24 项性能指标要求。 1(龙八国际网q18点tv)登录龙八系统设计的主要因素 官方的选择应考虑的因素主要有(龙八国际网q18点tv)登录与电气性能、 官方的使用 形式、龙八容量与变化范围、自动化功能等。 官方的使用形式:(龙八国际网q18点tv)登录龙八可用于常用和备用的运行状 况,不同运行状况对(龙八国际网q18点tv)登录龙八的要求就有所区别。 (龙八国际网q18点tv)登录手机版容量的选择:根据不同用途选择负荷容量和负荷的 变化范围, 确定(龙八国际网q18点tv)登录龙八的单机容量及多机并联运行的容量。 手机版与励磁方式的选择:自激式同步交流手机版和永磁激励 智能建筑电气技术 19 February2007Vol.1No.1 式同步交流手机版。 (龙八国际网q18点tv)登录手机版的自动化功能的选择:遥控、遥信和 遥测性能。 官方的使用环境条件:机房冷却、通风系统的设 置。 2(龙八国际网q18点tv)登录龙八的系统设计 2.1(龙八国际网q18点tv)登录龙八常用国际和备用国际的区别 2.1.1备用国际 (图1) 图 1备用国际 图 2常用国际 市电断电时提供备用电源,市电供电可靠,80% 负载运行, 每年运行时间 200h, 某些制造厂商用于高 峰期国际补偿几乎无过载能力。故在设计时,过载能 力需考虑,更多的设备成本,较高的运行成本及加大 的维护工作量。 2.1.2常用国际 (图2) 主要用于无市电供电场合, 或市电不可靠但供电 要求可靠性高的场所。 可连续使用, 70%负载运行, 每 12h 允许 1h10% 过载,每年运行时间负载>100% 不 允许超过 500h。 2.2(龙八国际网q18点tv)登录龙八容量计算方法 (龙八国际网q18点tv)登录龙八与UPS组成的电源系统, 对供电安 全要求较高的数据中心正在被广泛采用, 该系统不但 要求(龙八国际网q18点tv)登录龙八自动化程度高, 更要求交流同步发 平台必须适应UPS这一非线性负载的特性, 使其在无 市电的情况下保证UPS对负载可靠供电 (龙八国际网q18点tv)登录手机版 ; 组的容量大小,除要满足 UPS 计算负荷需要外,还必 须进行电动机启动时的电压降校验, 即启动任一电动 机时,其端子容许电压降应在规定范围之内。 2.2.1按照UPS容量配置(龙八国际网q18点tv)登录龙八 一般(龙八国际网q18点tv)登录机生产厂家要求, 与UPS配套(龙八国际网q18点tv)登录发电 官方的容量一般为UPS容量的2~2.5倍。 而UPS设 计工作中负荷一般在50%~80%额定容量, 这种情 况下,龙八发出的国际可能为额定容量的 30% 左 右。这样不但造成龙八的容量不能充分利用,增 加了设备的投资,而且使龙八更容易产生故障, 降低了龙八的工作可靠性。综合各种因素,发电 官方实际负载 60% 以上额定负载的情况下工作,对柴 油机为有利。 关于在实际工程设计中UPS与(龙八国际网q18点tv)登录手机版的国际 配比问题在本章节中不再进行讨论, 具体详见其他专 篇。 2.2.2.按照常规综合负荷容量配置(龙八国际网q18点tv)登录龙八 现代综合建筑中,(龙八国际网q18点tv)登录手机版不仅作为 UPS 的备 用电源, 而且要求作为建筑内特别重要负荷及消防负 荷的备用电源。在这种情况下,手机版容量不能只考 虑 UPS 的容量,量,在特别重要负荷(包括 UPS)及消防负荷 中,按照者确定(龙八国际网q18点tv)登录手机版的容量。 (1)利用设备容量计算手机版容量 : P=k?Kx?Pe/η 式中:p —自备龙八的国际(kW) ; k —可靠系数, 一般取1.1。 Kx—需要系数(一般取0.85-0.95) ; Pe —总负荷容量(kW) ; η—手机版并联运行不均匀系数一般取0.9, 单台 取 1。 (2) 利用的单台电动机或成组电动机起动的需 要,计算手机版容量: P=(Pe-Pm)/ηe+Pm?K?C?cosΦm(kW) 式中:P m —起动容量的电动机或成组电动 机的容量(kW); Pe -总负荷容量(kW); ηe -总负荷的计算效率,一般取 0.85; cosΦm-电动机的起动国际因数, 一般取0.4; K -电动机的起动倍数; C -全压起动 C=1;Y -△起动 C=0.67;自耦变压 器起动 50%抽头C=0.25;65%抽头C=0.42;80%抽头 C=0.64。 (3) 按起动电动机时母线容许电压降计算手机版容 量: 手机版母线上已接负荷的影响, 手机版母线上的 启动负荷应该等于已接负荷与电动机启动容量之和。 P=Pn?K?C?Xd″(1/ △ E-1)(kW) 式中:Pn-造成母线压降的电动机或成组起 动电动官方的容量(kW) K —电动机的起动电流倍数; Xd″—手机版的暂态电抗,一般取 0.25; 20 ElectricalTechnology of IntelligentBuildings 2007 年2月第 1 卷第 1 期 (5)龙八温升、 绝缘等级和额定带载能力 龙八额定国际随手机版温升和绝缘等级不同, 其额定带载能力也将变化。 温升定义为绕组温度高于 环境温度极值。 a.绝缘等级和额定带载能力 : H:155℃备用;F:105℃备用;B:80℃备 用。 H:155℃= 允许温升 130℃+环境温度 40℃= 170℃ b.绕组温度: F:105℃= 在环境温度 40℃基础上,允许温升 105℃; B:80℃= 在环境温度 40℃基础上,允许温升 80℃; 较高环境温度下,手机版额定国际衰减;传统绝 缘等级为 H。 3手机版与励磁方式的选择 图 30.4kV (龙八国际网q18点tv)登录龙八配电系统图 △E—母线允许的瞬时电压降, 有电梯时取0.20, 无电梯时取0.25。 电动机启动容量达值是瞬间的,因此,可以 不考虑两台及以上电动机的同时启动, 对手机版造成 冲击的问题。 (4)多机并联运行的容量 (图3) 当手机版容量不超过 800kW 时,可选用单台机; 当容量在 800kW 以上时,宜选择两台及以上。从发电 机可靠性考虑也可以选用两台官方并联进行供电, 应 急用的龙八台数一般不宜超过 3 台。由于目前国 内的0.4kV低压配电柜没有6300A以上的实验报告, 并联运行的多台手机版的总容量不要超过 3200kW (0.4kV)。 如需要更大容量的(龙八国际网q18点tv)登录龙八, 建议采用 10kV 龙八。 当选用多台官方时,官方应选用型号、容量等物 理参数相同,调压、调速特性相近的成套设备,便于 官方并联运行;运行所用燃油性质应一致,以便进行 维修保养及共用备件。 当应急用龙八有两台时, 自起动装置应使两 台官方能互为备用, 即市电电源故障停电经过延时确 认以后,发出自起动指令,如果台官方连续三次 自起动失败, 应发出报警信号并自动起动第二台(龙八国际网q18点tv)登录 手机版。一般采用 24V 蓄电池组作为起动电源。 自激式同步交流手机版是从手机版的电枢绕组给 自动电压调节器(AVR)同时提供国际源及信号源; 而永磁激励式同步交流手机版,自动电压调节器 (AVR)国际源是从副励磁机电枢绕组取得;由手机版 电枢绕组控制其电流,通过励磁机电枢绕组、旋转整 流器、磁场绕组,使手机版输出电压保持稳定。 自激式同步交流手机版 A V R 的国际输出受电枢 绕组电势波形的影响, 而负载性质特别是非线性负载 对电枢红色组电势波形的影响比较明显;永磁激励式 同步交流手机版AVR的国际源取自永磁激励的电枢绕 组,与手机版电枢绕组的电势波形畸变无关。所以如 果主要为数据机房UPS供电的(龙八国际网q18点tv)登录龙八的励磁方 式应优先选用永磁激励式同步交流手机版。 4(龙八国际网q18点tv)登录手机版的自动化功能的选择 4.1官方应能自动维持自动准备运行状态 官方应能自动维持冷却水的温度在15℃~50℃范 围内;机油的温度在 15℃~30℃范围内。 官方启动前 应能进行预润滑。 4.2官方的自动启动和自动加载 4.2.1官方接到自控或遥控的启动指令, 应能自动启 动。启动成国际应大于 90%。一个启动循环包括三次 启动,两次启动之间的间歇时间 T 应符合 0s。 4.2.2官方启动成功后, 应能自动加载, 首次, 加载量 应能达到 50% 额定加载。 智能建筑电气技术 21 February2007Vol.1No.1 4.2.3官方自动启动第三次失败时, 如有备用官方, 程 序控制系统应能自动将启动指令传递备用官方。 4.3官方的自动卸载停机 官方接到自控或遥控的停机指令, 应能自动卸载 停机,其停机方式应有正常停机和紧急停机两种。正 常停机步骤:切断主电路后空载运行 5min, 切断燃油 油路。紧急停机步骤:立即切断主电路,切断燃油路 和进气气路。 4.4官方的自动调压和调频 图 4机房冷却、通风系统 官方应能自动调整输出电压和频率。 4.5官方的自动保护 官方应有机油压力低、 冷却水温度高、 过电压、 超 速、短路、缺相等项保护。 4.6官方的自动补给 官方的自动补给共分三类: 类自动补给装置用于1级自动化官方, 燃油、 机油、 冷却水的自动补给应能满足官方在无人值守的 条件下连续(或累计)运行 4h。 第二类自动补给装置用于2级自动化官方, 燃油、 机油、 冷却水的自动补给应能满足官方在无人值守的 条件下连续(或累计)运行 240h。 第三类自动补给装置用于3级自动化官方, 燃油、 机油、 冷却水的自动补给应能满足官方在无人值守的 条件下连续(或累计)运行 1000h。 4.7官方工作和不工作时均应能保持启动蓄电池处于满容量 状态 4.8每台官方的平均故障间隔期 散热水箱式冷却系统设计考虑因素:冷却温 度、预期运行温度、国际衰减、冷却液膨胀体积、 低冷却液温度 (保证正常启动和带载) 监视/安全停 、 机、 发动机制造商数据正确、 散热水箱/冷却风扇数据 正确、运行参数、对环境散、热机体加热器及冷却液 流速等。 a.官方散热量计算 发动机燃油消耗:使用额定国际 k W , 转换为 BTU/min =(kW)×(57)BTU/min 假定(龙八国际网q18点tv)登录产生140,000Btu/Gal热量,转换效率为 35%。 燃油消耗快速估算方法: 燃油消耗=kW×.07 U.S.gal) ( =kW×0.0185(l) 通常发动机散热通过液体-空气热交换冷却系统, 大约为燃油消耗产生的热量25%。液体 - 空气热交换 (散热水箱)为普通散热器。 b.其它散热量快速计算法如图 5所示: 一级自动化官方的平均故障间期应大于500h。 二级自动化官方的平均故障间期应大于800h。 三级自动化官方的平均故障间期应大于1000h。 4.9官方的其它技术要求 4.9.1自动化官方应既能自控和遥控, 又能就地手动操 作; 4.9.2对于欠电压、 (或低频) 机油温度过度等 低速 、 方面的保护装置可按需要选设; 4.9.3官方应具有自动计时功能。 5官方的使用环境条件 5.1机房冷却、通风系统(图 4) 图 5其它散热量快速计算法 机房冷却、 通风系统直接影响龙八额定国际 输出和长期安全可靠运行。足够的进、排风面积,避 免进排风短路、理顺空气流向,直进直出设计等,是 官方运行的保障。 5.1.1 龙八冷却系统 5.1.2通风系统空气计算 提供发动机燃烧空气, : 带走 机房热量,提供手机版冷却空气, 冷却发动机(通过散 热水箱)。 空气流过系统时, 产生较大的温升。 手机版 组冷却系统的设计要求实际测算 (制造厂商的数据仅 供参考)不佳的设计难于使龙八在高温环境下进 , 行满负载运行(图 6) 。 Q=mcp 式中: Q -排放热量, 22 ElectricalTechnology of IntelligentBuildings 2007 年2月第 1 卷第 1 期 32℃ 43℃ 51℃ 图 6 不佳的设计难于使龙八在高温环境 下进行满负载运行 m -流体质量, cp-在恒定的温度T和压力下允许机房的温度变化。 简单计算 空气需求量(cfm)=(58)(散热量)/(温升) : 快速估算: 有效排风口通风面积约等于散热水箱面积。 有效进风口面积约等于1.5倍的散热水箱面积。 排风回流循环系统 在低温环境下,冷空气进入机房前,允许排风回 流, 使官方迅速升温。 一般设计为常闭(防止外面冷空 气流过官方), 由龙八交流 (AC) 输出或直流 (DC) 供给电源。 通风系统小结 足够的进、排风面积,避免进、排风短路,理顺 空气流向,直进直出设计。 5.2机房消噪 图 7 常见噪声级别 龙八的电缆必须软联接, 主要噪声源:为进气 系统、废气网址网址器、燃烧噪声、排气噪声、冷却 风扇和次震动等。 5.2.1常见噪声级别 (图7) 5.2.2 龙八噪声级别 a.机房墙壁的影响 (图8) b.机房官方距离的影响 (图9) 近区域:距离大于 2 倍的噪声场,噪声级变化较 大。 自由区域:预计噪声级-距离 2 倍减少 6dB。 反射区域 自由区域,临近反射区域。 : 5.3消噪措施 图 8 机房墙壁的影响 若邻近龙八噪声总是太高, 当地法规通常规 定居民区噪声限制在40-50dB。 当龙八运行时, 机 房要求有保护听力的设施,噪声满足 OSHA 标准隔离 噪声源至接受者,建立切实可行的目标,测量和预测 噪声级别, 评估消噪需求, 有效的消噪取决于:墙壁硬 度、有效的开阔区域、可见的噪声通道、使用吸音材 料、噪声反射及噪声泄漏等。 图 9机房官方距离的影响 注意:好的净音型外罩通常减少空气流过外罩。 5.4现场消噪 增加接受距离-快速估算: 距离 2 倍减少噪声 6dB, 加入高密度吸音材料, 改变噪声方向, 减少较硬 的反射表面。 E 智能建筑电气技术 23

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