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科普丨柴油發電機組自啟動裝置及其維護方法

作者：華全編輯點擊：發布時間：2024-11-13 13:17:19

數據中心普遍應用的發電機組,在市電中斷時能自主啟動并輸出優良的電能代替市電供設備工作,其自啟動裝置是重要的運作機構。應讀者咨詢,本文介紹它的運行過程和維護要點。

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。
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二、自啟動裝置的維護提要
自啟動裝置是發電機組能否開動的關鍵機構。熟悉它們的工作原理和過程有助于提高運維工作的效率。對數據中心常用的中、大功率發電機組而言,在維護實踐中有些關注的要點供參考:
1.市電直接接入ATS,雷電出現時竄入電力網的高壓尖峰有可能擊壞電力采樣傳感器、控制器。所以ATS柜和與它相連的輸入配電柜必須做好防雷措施。
2.連接ATS柜和發電機組控制柜的信號線須采用橫截面積大于2平方毫米且帶有屏蔽層的電纜,以減少控制脈沖信號損失和電磁場的干擾。
3.常用兩個12V100～200AH的鉛酸蓄電池串聯成24V電池組,用來啟動發電機組的發動機。除此,電池組還是發電機組控制柜和ATS控制器的電源,其性能至關重要。蓄電池內阻的變化是考量標志,一般大于15mΩ的已不宜再做啟動電池,因為瞬間啟動電流太大。
4.市電正常時由發電機組控制柜的充電器對電池組充電,面板上的電壓表指示27V左右,表明處于浮充狀態。市電中斷時,發電機組開始供電,機組自帶的硅整流充電發電機及其電壓調節器給電池組充電。此時應查看電壓表的示值是否正常、穩定。否則維護時需仔細檢查。
5.發動機飛輪兩側的直流驅動電機,在啟動時它們的傳動齒輪自動伸出并與飛輪外齒圈嚙合,帶動曲軸、飛輪轉動。發動機啟動成功后它會自動脫離嚙合。當發動機啟動無力時,可能是飛輪外齒圈油泥過多或嚙合不到位所致。啟動成功后,驅動電機傳動齒輪若脫離不到位,就會發出噪聲。應停機檢查。
6.對于待機狀態的發電機組,無論何時何地,只要接到啟動指令就應隨即開動并發出額定電力。這是對運維工作的根本要求。第二次指令才啟動成功的發電機組,表明其油路、汽路、電路等環節中尚有維護不足之處。第三次啟動成功的可能性是很小的。應查明原因進行深一步的維護保養工作。
7.ATS大都具有自動測試功能,這種操作模式是根據用戶預設定參數,在指定的時刻運行啟動發電機組的指令。待機組運行平穩且輸出額定電力后,ATS控制器指令斷開市電側開關然后接通發電機組開關,負載變為發電機組供電工作。運行15~30分鐘后,控制器指令發電機組開關斷開,市電開關閉合,變為市電供電。然后指令發電機組停機。自動測試過程不僅是對ATS各相關裝置軟、硬件的全面檢驗,也是對發電機組自動啟動裝置各功能部件的測試。每隔十天半月運行一次自動測試程序,是運維工作的一項內容。