在市電中斷時，柴油發電機除在最快的時間内能自起動外，還應該最大限度的滿足應急負荷的起動及供電容量要求，若容量選擇小，電動機起動時電壓降過大，容量選得過大，則運作經濟效益差。文中探讨了該如何選擇單台柴油發電機的容量，選用幾台柴油發電機并列才能既滿足系統的應急要求，又不造成容量的浪費的問題。
在規模較大的資料中心機房，數台甚至十幾台柴油發電機并列運作的情況越來越多。在市電中斷時，柴油發電機除在最快的時間内能自起動外，還應該最大限度的滿足應急負荷的起動及供電容量要求，若容量選擇小，電動機起動時電壓降過大，容量選得過大，則運作經濟效益差。文中探讨了該如何選擇單台柴油發電機的容量，選用幾台柴油發電機并列才能既滿足系統的應急要求，又不造成容量的浪費的問題。
柴油發電機是内燃發電機的一種，它以柴油為一次能源，柴油機為原動機，它有如下幾個特點：
① 燃料價格便宜，容易儲存;
② 構造簡單，輔助裝置少;
③ 起動迅速，帶負荷和停機的動作時間短;
④ 操作維護簡單、友善。
正是因為上述特點，柴油發電機在資料中心的使用範圍也越來越廣泛。随着資料中心機房規模的逐漸擴大，進階别配電系統的資料中心機房也在成比例的增加，由于a級機房要求供電系統不能中斷，是以，在規模較大的資料中心機房，數台甚至十幾台柴油發電機并列運作的情況越來越多。在市電中斷時，除在最快的時間内能自起動外，還應該最大限度的滿足應急負荷的起動及供電容量的要求，若容量選擇小，電動機起動時電壓降過大。容量選得過大，則運作經濟效益差。那麼，該如何選擇單台柴油發電機的容量呢?選用幾台柴油發電機并列才能既滿足系統的應急要求，又不造成容量的浪費呢?
1 柴油發電機的功率
(1) 持續功率(cop)(恒定負荷持續運作)
cop為在商定的運作條件下并按照制造商的規定進行維護保養，機組以恒定負載持續運作，且每年運作時間不受限制的最大功率。
(2) 基本功率(prp)(變負荷持續運作)
prp為在商定的運作條件下并按照制造商的規定進行維護保養，機組以可變負載持續運作，且每年運作時間不受限制的最大功率。
(3) 限時運作功率(ltp)
ltp為在商定的運作條件下并按照制造商的規定進行維護保養，機組每年運作時間可達500h的最大功率。
(4) 應急備用功率(esp)
(變負荷限時運作)esp為在商定的運作條件下并按照制造商的規定進行維護保養，在市電中斷或在試驗條件下，機組以可變負載運作且每年運作時間可達200h的最大功率。
資料中心機房的應急柴油發電機性能等級不應低于g3級;a級資料中心發電機組應按照基本功率(prp)選擇;b級資料中心發電機組的輸出功率可按照限時運作功率(ltp)來選擇。
2 選擇柴油發電機的必要條件
選擇柴油發電機的必要條件如下：
(1) 安裝現場的環境溫度、濕度和海拔高度
當使用環境的溫濕度和海拔高度超過發電機的額定值時，發電機需要降容使用;
(2) 柴油發電機供電負荷總容量
需要所有柴油發電機供電負荷的容量資料，包括裝機容量、負荷系數、功率因數等。電動機負荷還要給出台數、效率、起動電流倍數等參數;
(3) 起動順序
①按照負荷的重要性分出起動的先後順序;
②按照負荷大小及起動電流大小，同樣重要的電動機容量大、起動電流大的優先。
③系統允許的電壓降，常用電氣裝置端子的電壓偏差允許值。
電動機起動時，其端子電壓應能保證被拖動機械要求的起動轉矩，且在起動時，配電母線上的電壓應符合下列要求：
電動機不頻繁起動時，不宜低于标稱電壓的85%(資料中心機房在柴油發電機供電時，電動機屬于不頻繁起動的情況);
配電母線上未接照明或其他對電壓下降敏感的負荷時，不應低于标稱電壓的80%;
配電母線上隻有電動機時，可按照保證電動機起動轉矩的條件決定;對于低壓電動機，還應保證接觸器線圈電壓不低于釋放電壓(從産品樣本中可以查到，查不到樣本時，可按照70%考慮)。
3 柴油發電機的容量選擇和計算
(1) 計算全部應急負荷的容量式中
sg1——按所供全部應急負荷計算的發電機容量，kva;psz——事故照明負荷，kw;ηsz——事故照明負荷的效率;tgφsz——事故照明負荷功率因數角的正切值;
pm——電動機的額定容量，kw;ηm——電動機的額定效率，通常可以取0.8～0.9，或由産品樣本中查得;tgφm——電動機功率因數角的正切值;k——需要系數，在資料中心機房應急情況下取1.
(2) 考慮發電機過負荷能力的計算式中
sg2——按滿足需要起動的大容量電動機起動時計算的發電機容量，kva;
p0——pmmax投運前已投入運作的負荷容量，kva;
cosφ0——p0負荷的功率因數;
sinφ0——p0負荷的功率因素角的正弦值;
pmmax——投入的最大容量電動機的額定容量，kw;
cosφmmax——最大容量電動機的起動功率因數;
sinφmmax——最大容量電動機的起動功率因數角的正弦值;
kg——發電機的過負荷倍數，一般可取1.5;
β'——相當于pmmax電動機起動時的kva值與電動機額定容量kw值之比;
β'=β/ηmn×cosφmn
上式中，β——電動機的起動電流倍數;
ηmn——最大容量電動機的效率;
cosφmn——最大容量電動機的功率因數;
kq——起動電流倍數，詳見表2。
(3)按起動時允許電壓降計算
式中，sg3——滿足大容量電動機起動時允許電壓降計算的發電機容量，kva;
xd——發電機的電抗，為發電機暫态電抗x'd和次暫态電抗x''d的算術平均值，即xd=(x'd+x''d)/2，當查不到産品樣本時，xd一般可取0.15～0.3;
Δu——起動時母線允許的電壓降，一般可取0.25～0.3v;
按照前面三種要求算出柴油發電機容量後，如果sg2、sg3比sg1大的較多，則說明電動機的起動方式需要進行适當的改變。在選擇柴油發電機容量的時候，需要分析是電動機降壓起動選擇小容量發電機組，還是電動機直接起動選擇較大容量發電機組，應該根據綜合技術經濟比較來确定。
4 資料中心機房柴油發電機選擇執行個體
某資料中心機房負荷見表3。
其中動力負荷當中，制冷主機功率為340.2kw(容量最大電動機)，水泵為45kw，均為三用一備，柴油發電機的單台容量及台數選擇計算如下：
(1) 總的應急負荷計算
從上述計算當中可以發現，此處的柴油發電機總容量已經超過了2500kw，是以其電壓等級應為10.5kv.從負荷計算表中不難發現，2層與3、4層機房的機櫃用電量接近，是以可以把動力負荷與機房ups負荷分為兩個容量接近的部分，然後計算單台柴油發電機的容量。
(2 )按照發電機過負荷能力選擇的計算
起動時柴油發電機1所帶負荷：2層機房負荷+2層動力負荷+兩台冷水機組+兩台水泵=1669.64kw，起動時柴油發電機2所帶負荷：3、4層機房負荷+3、4層動力負荷+一台冷水機組+一台水泵+插座=1540.27kw。
可以看出，柴油發電機1所帶負荷大容量電動機台數多，是以，可以根據柴油發電機1的計算結果确定單台柴油發電機的容量，計算結果如下：
從上述計算可以看出，在冷凍機采用軟起動方式，起動系數為3時，單台柴油發電機的容量可以選擇2000kw。
(3)按照母線允許的電壓降計算
綜上所述，本例當中的柴油發電機采用10.5kv，2000kw柴油發電機并機方式或者采用單母線分段接線方式。
5 結束語
資料中心機房柴油發電機系統多使用柴油發電機并機運作的方式，是以在計算柴油發電機容量的時候，需要先對由柴油發電機所帶負荷進行合理的分組，根據分組容量計算單台容量，再确定台數，經多方面比較後确定一個既保證系統可靠穩定，又保證良好經濟效益的方案。
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