發電機組的自啟動裝置及其維護

由同步發電機(柴油、汽油、燃氣)發動機、控制柜等組成的發電機組,在數據中心作為市電的備用電源得到大量的安裝。它們與其相連的UPS相得益彰,既可在市電中斷時靠UPS將電池組的直流電能逆變成交流供給負載設備,又可在市電長時間停電蓄電池容量不夠時由發電機組供UPS連續工作,確保數據中心不可斷電設備的用電安全。發電機組由平時的待機狀態能隨時自動運轉起來并發出合格的電力,這些關鍵的轉換過程是由自動啟動裝置完成的。

一、自啟動裝置的運行過程

發電機組的自啟動裝置主要是由自動切換開關(ATS)、發電機組控制柜、直流啟動電機、蓄電池組及充電器聯合構成。

ATS是由兩臺電動切換開關和以可編程控制器(PLC)或微處理器作為控制器而構成的,是自啟動裝置的核心。在數據中心的應用中,一般將所用UPS的輸入電壓和頻率的可變化范圍的上、下限值以及切換開關延時動作的時間等參數預設定在ATS控制器中。智能化的控制器實時監測著進入ATS的市電或發電機組的電壓和頻率,若超出預先設定好的限值,即判定為電力異常,發出報警并進入切換程序。ATS內的兩臺電動切換開關分別管制市電接入和發電機接入,它們何時動作完全受控制器的操縱,并遵循著先斷開一個開關后再合上另一開關、杜絕同時合閘的基本規則,有步驟地執行預先設定的每一條指令。雖然各種品牌的ATS自有特色,但其工作原理、程序邏輯、延時參數的預設等大同小異。一般程序指令運行的過程是:

1.電力異常時間<0.5秒ATS不予響應,以防電網竄入的干擾造成ATS不停地切換。

2.超過0.5秒,再經5秒的判別,ATS控制器確認市電故障后,報警并指令市電切換開關在0.2秒內斷開市電側,機械電氣互鎖部件隨即鎖定此斷開狀態。然后在3秒內向發電機組的控制柜傳遞開啟發動機的指令。由于數據中心的不可斷電設備均是由UPS供電,所以ATS的判別、切換等動作不會影響它們的工作。

3.發電機組的發動機飛輪兩側各有一臺直流啟動電機,通電后帶動飛輪和曲軸旋轉,發動機進入啟動狀態。

4.發動機在發電機組控制柜的指令下應在8～10秒內啟動成功。否則每隔8～10秒再啟動一次,最多3次,仍不成功則報警并關閉機組。經驗锝出:第一次就可順暢地將發電機組開動起來,說明平時維護、保養到位。

5.發動機啟動成功后,控制柜指令其轉速升到每分鐘600～650轉,這稱為怠速。一切正常后再加速到每分鐘1500轉的額定轉速。

6.發電機組的同步發電機在額定轉速下15秒內即可穩定輸出額定400V(線電壓)和50HZ頻率的電力。

7.ATS控制器根據用戶在0～5分鐘范圍內選定的時刻,指令ATS切換到發電機組供電側,并由互鎖部件鎖緊。UPS變為發電機組供電。

8.市電恢復正常后,ATS控制器根據用戶在1～30分鐘范圍內選定的時刻指令ATS切換到市電供電側,并將關閉發電機組的指令傳給控制柜,延時1～3秒后控制柜指令發動機怠速運轉1～5分鐘后停機。

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