康明斯动力（深圳）有限公司

 

新闻主题	低压柴油发电机组变升高压改造方案

 

摘要：低压发电机组目前是大多数康明斯用户的应急电源选择，该机型通常是指市场上常用的230V/400V柴油发电机组。但部分场所由于柴发机房距离用电设施较远，会产生电压降导致电力无法正常使用，严重时甚至烧坏用电设备。因此，对于已经购买低压柴油发电机组的用户，采取从低压升成高压措施变成最佳选项，不至于将原有低压发电机组报废处理致使巨大的经济损失。

 

KTA50-GS8康明斯柴油发电机组总装侧面图

KTA50-GS8康明斯柴油发电机组平面尺寸图

 

 

一、高低压优劣对比

 

1、高压发电机组的优势：

（1）可以将发电机功率做大，高压发电机组最大可以达到几千，甚至是几万千瓦。这是因为，在输出同样的功率时，高压发电机的电流可比低压发电机的电流小很多。所以高压发电机绕组可以用较小的线径。由此，高压发电机的定子铜损也会比低压点击小。对于较大功率的发电机，使用低压电时，则因需要较粗的导线而需要更大面积的定子槽，使定子铁芯直径做的很大，整个发电机的体积也会变得很大；

（2）对于较大容量的发电机，高压发电机所使用的电源和配电设备比低压发电机总体投资要少，并且线路损耗小，可以节省一定量的耗电。特别是10KV的高压发电机，可以直接使用电网电源，这样的话，在电源设备上的投资会变得更少，使用也变得简便，故障率也会变小。

2、高压发电机组的缺点

（1）发电机绕组的成本相对较高，相关的绝缘材料成本也会随之变高；

（2）对发电机使用环境的要求远远比低压发电机对环境的要求要高；

（3）发电机绝缘处理工艺较难，工时费用较多，发电机制造周期较长。

 

二、发电机组升压方法

 

对于要求高压供给的场所，除可配给高压发电机组外，还可采用标准电压发电机组配升压变压器方案。

1、低压变高压方案优点

（1） （Voltage Alternation升压或降压）于工地有二种或多种不同的电压需要，或需要改变发电机组输出的电压；

（2） （Isolation transformation隔离功能）高压端为角型变压器，三相三线系统没有零线，没有零线便没有零线转移；将高压侧非线姓负荷产生的谐波与低压侧“隔离”，低压侧变得清洁，不影响发电机组内（Automatic Voltage Regulator AVR）自动稳压器的操作，及因解决零线转移所主产生的种种问题；

（3） （Great Inertia缓冲功能）特别对起动大型马达有明显帮助，大容量的变压器含铜料材较大，磁芯大起了缓冲作用，减低对发电机的冲击及改善瞬间电压降。

2、低压发电机组并联方案的缺点

在380-415Vac的发电机组，若多台发电机组在低压侧并联后再使用升压变压器升压；建议上限为7500千伏安，6000千瓦，超出上限时需考虑下列各项：-

• 低压侧母排的容量近10kA需考虑母排可承受故障电流及低压开关內的热量处理（低压开关屏的温升）；

• 低压开关的脱扣能力（最高可承受故障电流），例如可达65kA及100kA；

• 需计算低压侧安装近一万安培的电缆，低压开关及成本是否合理；

• 需考虑是否发电机组先通过升压变压器升压后，再在高压侧进行并联。

 

多台发电机组并联后升压方案

 

 

三、改造案例

 

1、设备组成与参数

● 用户：澳门某项目

● 后备电源：UPS+6000kVA发电机

● 总应急容量：4500kVA，3600kW

● 电压系統：高压11kV，50Hz及低压415 Vac50Hz

● 功率：4台KTA50-GS8机型/1200kW发电机组

● 发电机组操作：3主1备，预留1台作维护，各发电机组能与市电并网使用

● 发电机组电压：415Vac/三相/50周

● 发电机组低压开关屏：

○ 5000A母排/80kA1秒/三相四线/50周

○ 5000A母排分A段及B段

○ 母排A段接1及2号2台发电机组

○ 母排B段接3及4号2台发电机组

○ 母排A段及B段安装5000A4极联络开关

○ 4×2500A空气开关→接4台发电机组

○ 3×3200A空气开关→接3台升压变压器（低压侧）

● 升压变压器：3台2000kVA11kV/0.415kV

● 变压器的高压开关屏：真空开关，15kV600A→接3台升压变压器（高压侧）

2、方案分析

（1） 4台P1500发电机组并网使用，采用3+1发电机组并联，不管哪一台机組需要维护也不影响应急电源；

（2）遇上停电，4台发电机组同时起动并在低压侧并联合上4个2500A低压开关及3个200A低压开关，向升压变压器进行磁化，合上3个600A高压开关向各地区供电；

（3） 各分区负苛不用ATS自动切换屏及独立发电机房，省却大量费用及宝贵土地资源；间接解决发电机房所引生的存放易燃品、排烟及噪声等问题；

（4） 在日常测试发电机组，通过模拟市电故障向指定一台或多台发电机组发出起动指令，但4个2500A低压开关及3个3200A低压开关都不会合闸；而3个6000A高压开关收到测试程式及有条件取消连锁下合闸，5000A母排通电，各发电机组向母排同步，并在同步检查后合上2500A低压开关；合闸后发电机组痊程式带负荷测试，测试完毕，发电机组先卸下负苛，并跳闸完成测试（先跳2500A低压开关—3200A低压开关—高压开关600A）；

（5） 在供电局通告需要进行停电时，可按照(4)使发电机组带上负载后，手动断开市电供电，令发电机组供电；直至市电恢复，发电机组在载载下进行与市电同步，并网后发电机组卸下及退出，全程用户方不感受停电或切换的短暂影响；

（6）考虑到用户使用大量的UPS及VVVF升降机等大功率非线性负苛，对发电机及励磁及AVR的操作产生一定的影响，升压变压器的选型以高厄侧为角形，省却非线性负苛产生的谐波影响AVR的问题。

 

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