柴油发电机组应急电源的方案
发布时间：2024-06-23 点击：124
通信行业对应急柴油发电机组的要求
通信电源是为通信设备提供直流电能或交流电能的电源装置，是任何通信系统赖以正常运行的重要组成部分。通信质量的高低，不仅取决于通信设备的性能和质量，而且与通信电源系统供电的质量密切相关，通信电源是通信系统的重要基础设施，一旦通信电源系统发生故障而中断，就会使通信中断，甚至使整个通信基站陷于瘫痪，从而造成严重损失，因此通信电源在通信网络中处于极为重要的位置。为保障在市电较长时间停电时通话通信设备能够正常工作，通信基站必须配置油机（汽油机和柴油机）发电机组，因柴油发电机组压缩比高，热效率高、经济性和排放性能都优于汽油发电机组，所以在通信基站中主要采用柴油发电机组。
1．对交流应急电源的要求
近10年的通信大发展及产品技术的更新，使得当前通信设备呈现网络规模大、智能化程度高、品牌系列繁杂、无人值守和集中监控化程度高的新特点，同时随着it技术的发展，金融、通信、互联网等行业数据量迅猛增加，虚拟化和云计算技术的兴起，各行业的业务都离不开数据中心的建设，其中通信、金融、中大型企业和政府部门的idc中心建设规模和数量在迅速增加，促使国内外数据中心建设如雨后春笋。数据中心供配电系统，必须保证为数据中心用电设备提供稳定、可靠和安全的电源，因供电中断，而造成数据中心瘫痪，将造成巨大经济损失。大型数据中心的定义已经从以前的几千平方米以上规模，发展到了目前的几万平方米，甚至几十万平方米的规模。然而大型数据中心的耗电量惊人，甚至超过一个城市的用电规模。2013年1月工业和信息化部联合国家发展改革委、国土资源部、电监会、能源局发布了《关于数据中心建设布局的指导意见》，绿色、环保、节能越来越成为大型数据中心的主题，为保障数据中心的供电可靠性，同时兼顾绿色、环保、节能的主题通信行业的发展，对以柴油发电机组为主设备的应急电源系统提出新的要求。
根据电监会和中电联发布数据显示，近年来全国10kv城市用户平均供电可靠性为99.92％，可见，市电可靠性远不能满足重要数据中心供配电系统99.995％或更高可靠性的要求。数据中心用户必须配置自备应急电源系统，才能满足高级别数据中心供配电系统高可靠性的要求。
柴油发电机组系统作为自备应急电源的一种形式被广泛地应用于数据中心，保证idc中心的设备安全运行时，往往要采用大功率ups和柴油发电机组组成安全的供电系统。一般实现方法是发电机组作为市电的备用电源，在断电的情况下，由自动转换开关（ats）将ups、机房专用空调、应急照明等设备的输入由市电切换到发电机组，防止ups后备电池耗尽引起系统供电中断。
图1 应急柴油发电机组自启动原理图
根据tla-942标准，大型数据中心基地分为4个等级：
1）等级tierl是基本数据中心，对供电系统要求较低。
2）等级tier2是基础设施冗余，对供电系统要求略高。
3）等级tier3要求基础设施同时可维修，对供电系统要求较高。
4）等级tier4 需满足基础设施故障容错要求，对供电系统要求最高。
国内通信运营商对大型数据中心基地的要求等级大多数至少要满足tier4的标准，即要求需引入两路二级以上市电和2n方式发电机组配置。目前，通信行业使用的油机基本为400v低压柴油发电机组，但随着数据中心的容量越来越大，低压柴油发电机组的并机汇流成为大功率段低压柴油发电机组应用的瓶颈，高压柴油发电机具有大容量，供电距离远，损耗小，机房集中建设、可靠性强等优点，是数据中心的大容量发电机组选型应用的必然趋势，单台功率一般在1000kw以上，多台发电机组并联使用高压发电，越来越得到广泛的应用，可为通信行业及数据中心提供后备电源，避免中心完全断电，保护数据传输不会中断。因此，越来越多10kv 高压柴油发电机组得到了广泛应用。
2．对直流应急电源的要求
用于通信行业应急供电的直流柴油发电机组，是一种新型的发电机组产品，主要用于通信基站正常维护、应急抢险等应急供电。发电机组由内燃机（柴油机）、稀土永磁发电机、智能电源模块、操作面板和自启动切换模块组成，发电机组发电时输出直流电源，可直接并联在蓄电池组输出端子或开关电源母排上给负载设备提供电源，代替基站开关电源的供电和充电功能，可以实现基站发电无人值守，当市电停电后油机自动启动后给设备供电，同时给蓄电池组充电；当市电来电后，油机自动停机。直流发电机组的应用避免了交流柴油发电机组需经ats接入交流回路，需要中断供电进行线路改造的不便，目前在通信基站得到大范围推广应用。
安装直流柴油发电机组的基站供电系统如图7-1所示，电源系统由交流配电箱（含spd）、直流风冷固定柴油发电机组、开关电源、蓄电池组、空调、直流风机（选配）、动力环境监控设备等组成。供电系统运行方式如下：
图2 直流柴油发电机组应急供电示意图
1）市电正常时，由市电电源供电。
2）市电停电后，直流发电机组对直流母线电压进行检测，当直流电压降低到一定阀值（可设置），直流发电机组自动启动，直接对通信设备、直流风机、动力环境监控系统供电，不对蓄电池组进行均充（可选）。
3）市电恢复后，直流发电机组对直流母线电压进行检测，当直流电压升高到一定阀值（可设置），直流发电机组自动停机。
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通信电源是为通信设备提供直流电能或交流电能的电源装置，是任何通信系统赖以正常运行的重要组成部分。通信质量的高低，不仅取决于通信设备的性能和质量，而且与通信电源系统供电的质量密切相关，通信电源是通信系统的重要基础设施，一旦通信电源系统发生故障而中断，就会使通信中断，甚至使整个通信基站陷于瘫痪，从而造成严重损失，因此通信电源在通信网络中处于极为重要的位置。为保障在市电较长时间停电时通话通信设备能够正常工作，通信基站必须配置油机（汽油机和柴油机）发电机组，因柴油发电机组压缩比高，热效率高、经济性和排放性能都优于汽油发电机组，所以在通信基站中主要采用柴油发电机组。
1．对交流应急电源的要求
近10年的通信大发展及产品技术的更新，使得当前通信设备呈现网络规模大、智能化程度高、品牌系列繁杂、无人值守和集中监控化程度高的新特点，同时随着it技术的发展，金融、通信、互联网等行业数据量迅猛增加，虚拟化和云计算技术的兴起，各行业的业务都离不开数据中心的建设，其中通信、金融、中大型企业和政府部门的idc中心建设规模和数量在迅速增加，促使国内外数据中心建设如雨后春笋。数据中心供配电系统，必须保证为数据中心用电设备提供稳定、可靠和安全的电源，因供电中断，而造成数据中心瘫痪，将造成巨大经济损失。大型数据中心的定义已经从以前的几千平方米以上规模，发展到了目前的几万平方米，甚至几十万平方米的规模。然而大型数据中心的耗电量惊人，甚至超过一个城市的用电规模。2013年1月工业和信息化部联合国家发展改革委、国土资源部、电监会、能源局发布了《关于数据中心建设布局的指导意见》，绿色、环保、节能越来越成为大型数据中心的主题，为保障数据中心的供电可靠性，同时兼顾绿色、环保、节能的主题通信行业的发展，对以柴油发电机组为主设备的应急电源系统提出新的要求。
根据电监会和中电联发布数据显示，近年来全国10kv城市用户平均供电可靠性为99.92％，可见，市电可靠性远不能满足重要数据中心供配电系统99.995％或更高可靠性的要求。数据中心用户必须配置自备应急电源系统，才能满足高级别数据中心供配电系统高可靠性的要求。
柴油发电机组系统作为自备应急电源的一种形式被广泛地应用于数据中心，保证idc中心的设备安全运行时，往往要采用大功率ups和柴油发电机组组成安全的供电系统。一般实现方法是发电机组作为市电的备用电源，在断电的情况下，由自动转换开关（ats）将ups、机房专用空调、应急照明等设备的输入由市电切换到发电机组，防止ups后备电池耗尽引起系统供电中断。
图1 应急柴油发电机组自启动原理图
根据tla-942标准，大型数据中心基地分为4个等级：
1）等级tierl是基本数据中心，对供电系统要求较低。
2）等级tier2是基础设施冗余，对供电系统要求略高。
3）等级tier3要求基础设施同时可维修，对供电系统要求较高。
4）等级tier4 需满足基础设施故障容错要求，对供电系统要求最高。
国内通信运营商对大型数据中心基地的要求等级大多数至少要满足tier4的标准，即要求需引入两路二级以上市电和2n方式发电机组配置。目前，通信行业使用的油机基本为400v低压柴油发电机组，但随着数据中心的容量越来越大，低压柴油发电机组的并机汇流成为大功率段低压柴油发电机组应用的瓶颈，高压柴油发电机具有大容量，供电距离远，损耗小，机房集中建设、可靠性强等优点，是数据中心的大容量发电机组选型应用的必然趋势，单台功率一般在1000kw以上，多台发电机组并联使用高压发电，越来越得到广泛的应用，可为通信行业及数据中心提供后备电源，避免中心完全断电，保护数据传输不会中断。因此，越来越多10kv 高压柴油发电机组得到了广泛应用。
2．对直流应急电源的要求
用于通信行业应急供电的直流柴油发电机组，是一种新型的发电机组产品，主要用于通信基站正常维护、应急抢险等应急供电。发电机组由内燃机（柴油机）、稀土永磁发电机、智能电源模块、操作面板和自启动切换模块组成，发电机组发电时输出直流电源，可直接并联在蓄电池组输出端子或开关电源母排上给负载设备提供电源，代替基站开关电源的供电和充电功能，可以实现基站发电无人值守，当市电停电后油机自动启动后给设备供电，同时给蓄电池组充电；当市电来电后，油机自动停机。直流发电机组的应用避免了交流柴油发电机组需经ats接入交流回路，需要中断供电进行线路改造的不便，目前在通信基站得到大范围推广应用。
安装直流柴油发电机组的基站供电系统如图7-1所示，电源系统由交流配电箱（含spd）、直流风冷固定柴油发电机组、开关电源、蓄电池组、空调、直流风机（选配）、动力环境监控设备等组成。供电系统运行方式如下：
图2 直流柴油发电机组应急供电示意图
1）市电正常时，由市电电源供电。
2）市电停电后，直流发电机组对直流母线电压进行检测，当直流电压降低到一定阀值（可设置），直流发电机组自动启动，直接对通信设备、直流风机、动力环境监控系统供电，不对蓄电池组进行均充（可选）。
3）市电恢复后，直流发电机组对直流母线电压进行检测，当直流电压升高到一定阀值（可设置），直流发电机组自动停机。
400KW上柴柴油发电机气缸盖的组成连接结构及原理
柴油发电机组喷油提前角调节装置
康明斯柴油发电机故障检修实例二则
散装柴油发电机润滑油需要如何存储？
翻新套牌柴油发电机组泛滥成灾，购买时如何判断？
导致发电机温度过高故障的8个大原因
如何科学挑选柴油发电机，要明白发电机组售后服务重要性
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