發(fā)電機組的自啟動裝置及其維護

由同步發(fā)電機(柴油、汽油、燃氣)發(fā)動機、控制柜等組成的發(fā)電機組,在數(shù)據(jù)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(shè)備,又可在市電長時間停電蓄電池容量不夠時由發(fā)電機組供UPS連續(xù)工作,確保數(shù)據(jù)中心不可斷電設(shè)備的用電安全。發(fā)電機組由平時的待機狀態(tài)能隨時自動運轉(zhuǎn)起來并發(fā)出合格的電力,這些關(guān)鍵的轉(zhuǎn)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(fā)電機組的自啟動裝置主要是由自動切換開關(guān)(ATS)、發(fā)電機組控制柜、直流啟動電機、蓄電池組及充電器聯(lián)合構(gòu)成。

ATS是由兩臺電動切換開關(guān)和以可編程控制器(PLC)或微處理器作為控制器而構(gòu)成的,是自啟動裝置的核心。在數(shù)據(jù)中心的應(yīng)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(guān)延時動作的時間等參數(shù)預(yù)設(shè)定在ATS控制器中。智能化的控制器實時監(jiān)測著進入ATS的市電或發(fā)電機組的電壓和頻率,若超出預(yù)先設(shè)定好的限值,即判定為電力異常,發(fā)出報警并進入切換程序。ATS內(nèi)的兩臺電動切換開關(guān)分別管制市電接入和發(fā)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(guān)后再合上另一開關(guān)、杜絕同時合閘的基本規(guī)則,有步驟地執(zhí)行預(yù)先設(shè)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(shù)的預(yù)設(shè)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(yīng),以防電網(wǎng)竄入的干擾造成ATS不停地切換。

2.超過0.5秒,再經(jīng)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(guān)在0.2秒內(nèi)斷開市電側(cè),機械電氣互鎖部件隨即鎖定此斷開狀態(tài)。然后在3秒內(nèi)向發(fā)電機組的控制柜傳遞開啟發(fā)動機的指令。由于數(shù)據(jù)中心的不可斷電設(shè)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(fā)電機組的發(fā)動機飛輪兩側(cè)各有一臺直流啟動電機,通電后帶動飛輪和曲軸旋轉(zhuǎn),發(fā)動機進入啟動狀態(tài)。

4.發(fā)動機在發(fā)電機組控制柜的指令下應(yīng)在8～10秒內(nèi)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(guān)閉機組。經(jīng)驗锝出:第一次就可順暢地將發(fā)電機組開動起來,說明平時維護、保養(yǎng)到位。

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

6.發(fā)電機組的同步發(fā)電機在額定轉(zhuǎn)速下15秒內(nèi)即可穩(wěn)定輸出額定400V(線電壓)和50HZ頻率的電力。

7.ATS控制器根據(jù)用戶在0～5分鐘范圍內(nèi)選定的時刻,指令A(yù)TS切換到發(fā)電機組供電側(cè),并由互鎖部件鎖緊。UPS變?yōu)榘l(fā)電機組供電。

8.市電恢復(fù)正常后,ATS控制器根據(jù)用戶在1～30分鐘范圍內(nèi)選定的時刻指令A(yù)TS切換到市電供電側(cè),并將關(guān)閉發(fā)電機組的指令傳給控制柜,延時1～3秒后控制柜指令發(fā)動機怠速運轉(zhuǎn)1～5分鐘后停機。

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