整个柴油发电机组系统,一般还包括进排风系统、储油及油路系统、排烟系统、并机输出系统、消声降噪系统等。
数据中心关键负载为IT负载、制冷设备负载、照明负载、新风设备负载、生产用水设备负载、消防设备负载、控制设备负载、安防设备负载等,非关键负载为日常通风设备负载、普通办公负载等。
柴油发电机组必须保障关键负载,对非关键负载柴油发电机可不进行保障。
1.柴油发电机组选型步骤
1)根据关键负载总容量进行柴油发电机容量的配比,确定柴油发电机容量及并机数量。
2)根据设计等级的要求,确定柴油发电机系统的架构。
3)根据供电系统的整体要求,确定柴油发电机控制方案。
2.柴油发电机组容量的选择
柴油发电机组容量还受到海拔、大气压力、负载谐波、使用环境温度等因素影响。这些使用条件的变化,都会不同程度地影响柴油发电机组实际机组容量,选型时应考虑容量修正。
柴油发电机组的多种功率容易使用户产生混淆。在实际工程项目中应按照国标GB/T2820.1—2009(同ISO8528⁃1:2005)要求,同一款柴油发电机组同时提供COP、PRP、LTP、ESP输出功率以供参考。
柴油发电机组连续运行主要有两个情况,即长时间市电中断及UPS系统灾难性故障。对于银行数据中心,A级及AA级发电机组应带上所有的“N”负载连续不断地运行,应按照持续功率(COP)来选用柴油发电机容量。COP是科学客观的参考,由于COP验证成本较高,在实际工程实践中通过ESP值进行验证,参考COP与ESP的比值,对于其他级别的数据中心,才可考虑采用基本功率(PRP),但并不推荐。
3.柴油发电机组负载匹配
因非线性负载有容性及感性两种,因此功率因数也有超前和滞后两种。功率因数越低,给负载供电时对发电机的容量要求越高。商用三相发电机标称为PF(功率因数)是0.8(滞后)。任何时候用发电机给功率因数为超前的负载供电时应特别注意这一点。
而IT负载的开关电源均为容性负载,功率因数超前。某品牌柴油发电机工作区域图如图4⁃30所示。
图中发电机组的功率在安全运行区域内,图左边是功率因数超前,图右边是功率因数滞后,放射线表示各数值的功率因数。
从图中可以看出,当负载功率因数大于0.8(滞后)时,机组带载能力保持在额定功率值;当负载功率因数小于0.8(滞后)时,机组带载能力小幅持续下降。当负载功率因数小于0.92(超前)时,机组带载能力保持在额定功率值;当负载功率因数小于0.92(超前)时,机组带载能力大幅持续下降。(www.xing528.com)
而IT设备均为容性负载,功率因数超前,在直接由柴油发电机供电时,应特别注意,需要计算其可行性。
图4⁃30 某品牌柴油发电机工作区域图
4.柴油发电机组系统配置
针对银行数据中心,均应配置柴油发电机组(或其他自备可持续供电的电源设备)。
在配电系统中,柴油发电机组的使用一般采用机组独立使用和机组并机使用两种方式。独立使用,即单台柴油发电机组直接输出供电。并机使用,是将多台柴油发电机输出侧接到配电设备一个汇流排上,通过并机控制系统控制,同时或分步起动柴油发电机组,为一个汇流排供电,此种方式将多台柴油发电机发出的电能汇集在一处。
两种方式相比较,独立使用系统结构简单,故障时影响面小,且单台起动快,可靠性相对高;并机使用,可将电能汇集为一个资源池,有利于资源调配和资源共享,但多台起动送电时间相对长,且增加了并机环节,可靠性相对降低。两种方式,各具优缺点,在选择时应根据用户需求、场地条件、可靠性、经济性、管理维护性等诸多因素综合考虑选用。
对于银行数据中心的B级、A级及AA级机房,柴油发电机组的台数,至少应按N+1台配置。对于当地电力特别不稳定的地区,如必须要建设数据中心,可考虑按照2N配置。
对于并机使用的柴油发电机组,其并机配电系统一般采用将多台机组输出电源线路接在同一条母线(汇流排)的方式。并机系统的主接线形式类似于图4⁃12所示单母线接线形式。对于A级及AA级机房,考虑到系统要求有计划的在线维护,一般采用每台柴油发电机输出两条供电线路,分别接至A、B两段母线,即双汇流排。其并机系统主接线形式类似于图4⁃13所示单母线分段接线形式。
5.柴油发电机房配套工程
如专为柴油发电机组设置柴油发电机房,除机组安装外,还有进排风系统、排烟系统、储油和油路系统、照明系统、暖通系统、消防系统等配套支持系统。各系统应保证柴油发电机的正常发电。
柴油发电机的进风、排风、排烟系统设计,需经计算确定。正确合理的进风、排风、排烟系统,是柴油发电机可靠运行的保证。
柴油发电机运行时,会产生烟气和噪声。因此,柴油发电机的进风、排风、排烟需要考虑消声降噪和消烟,其运行不应对环境造成破坏和严重影响,需要满足当地环保部门要求。目前,消声可在风道上安装消声装置,并采用吸音材料对管道墙面进行包裹等方式;消烟主要是在烟道处设置净化过滤设备。
银行数据中心在选用大容量柴油发电机时,特别是多台柴油发电机时,可能需要设置室外储油罐等储油设备,并需要设置可靠的油路系统作为支撑,以满足系统要求。
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