多台柴油发电机组并机和电网切换的控制逻辑

摘要：怎生**整个供电装置的安全将是数据中心建设所面临和思考的重大问题，随着当前大数据中心建设的规模、等级、供电装置的复杂程度越来越高，在整个供电系统的安全供电和安全运维上，仅仅依赖于柴油发电机组运维人员的经验、技能水平的以往人工操作显然已无法满足大中型数据中心在供电发生故障时，能够在因素有限的情形下快速恢复供电这一重要需求。

当数据中心10kV供电系统可能出现各种不一样事故场景，如大电正常、一路市电失电、两路市电失电、备用电源失电、电网保护跳闸、馈线保护跳闸、开关拒分拒合、按照供发电机技术员艺要求，预先设置与之对应的应急切换举措，当故障产生时装置自动根据损坏场景进行逻辑判断，完成预案设置的10kV装置事故报警、备自投、自动投切等自动控制用途，实现装置尽快恢复供电，快速的指导运维人员解除供电装置在运行流程中产生的不同故障，降低事故时由运维人员手动操作导致的误判定、误操作。使运维更加大概便捷，使系统更加安全可靠，致力于提高参数中心整个系统持续运行的安全可靠性。

参数中心是为集中放置的电子信息装置供应运转环境的建筑场所，是推行“互联网+”战略发展的重要支撑平台，近些年来蓬勃发展，规模和数量增长迅速。对于数据中心的供电装置，《参数中心规划规范》gb50174-2017要点，a级参数中心需要“具备双重电网”，同时“宜配备柴油发电机组作为备载电源”。为确保数据中心可靠、完备、正常的柴发机组后备电源发输配电要点，要点变压器、柴油发电机组、高低压开关柜等发输配电装备可靠工作，同时功能完备的柴发机组监控装置可以连续收集和管理装置的运行状态，便于集中控制管理，进一步**可靠安全运行。

目前，参数中心备用电源系统多台柴发机组并机使用时，传统的程序为通过设置优先级来控制优先级别较高的机组进行并机，这种方法并列的时间受优先级高的机组影响，甚至会造成优先级别过低的机组无法进行并列。

10kV反措预案控制系统的规划，严格遵循参数中心规划要点，结合实际运维的需求进行深化布置，整个控制逻辑在编程之前提交给甲方进行确认。控制逻辑遵循下列原则设计：

各中压配电所引入的两路10kV大电之间、所有发电机电源和10kV市电电源之间不允许并网运转，同一段母线市电电源与油机电源不允许并网运转。为二选一逻辑关系；两路电网进线开关、大电母联开关、两路油机电源进线开关为五选二逻辑关系。

为防范带负荷送电，大电失电后需由油机备用电源供电时，先需断开对应失电母线上所有馈出线断路器开关，再执行单\双路大电失电的自动化切换控制逻辑；当失电母线重新带电时（转换至油机电源供电），根据参数中心工艺要点或负荷等级的重要程度依次遥控合闸馈线断路器开关，逐步恢复供电。

为了10KV供电装置的安全稳定，按招标要求方案规划时只考虑10KV装置无法满足供电需求时的自动控制投切功能，当大电恢复或者故障解除后，装置不需要做自复用途控制，由运维人员跟上级供电部门核实确认之后，并进行现场确认后再手动使用。

10kV反措预案控制系统详细是在大电失电时完成恢复供电的切换，为智能运维管理的提供**服务，因此高压配电装置保护功用由综合保护装置完成，如速断，过流、过载保护、短路保护，变压器超过热跳闸等所有保护作用，当综合继电保护装置因保护动作使配电设备断路器跳闸动作时，控制装置将闭锁应不动作，但供应相应的告警信号告知运行维保人员。

整个装置布置应考虑后期装置扩建的的需求，确保后期扩建装置能接入，并对原有装置不会造成危害，控制程序只按当期进行规划，后期系统扩容时再进行控制步骤的升级。

每段市电电源进线前端的PT 状态由本段母线上的控制界面进行监测，当两路市电的PT均失电，且大电进线开关未分闸（开关无保护分闸）时，延时4s对两路市电开关进行分闸，分闸后延时2s 对发电机组并机控制装置发出启动机组的信号。

当同时收到任意一组内两台操作界面发来的起动信号时，柴油发电机并列控制装置发出指令起动所有发电机组，并在应急（并车）母线上进行逐台并联。当发电机组并联台数达到11台（可根据负载调节数量）时，机组完成并车，并联控制装置再次发出指令闭合备用母线上的馈电开关，备用母线向大电母线输出电能。

当市电母线上的备用电源进线开关前端的PT 被检测到带电，且监测电网无压后，断开本段母线个（二、三、四层）馈电变压器的馈电开关（一层馈电变压器的馈电开关不断开）。首先延时2 s，闭合本段母线上的应急电源进线 s，闭合本段母线上馈电至二层变压器的馈电开关；再次延时5 s，闭合本段母线上馈电至三层变压器的馈电开关；最后延时5 s，闭合本段母线上馈电至四层变压器的馈电开关。此时，完成市电电源向备用电源的切换和应急电源分步加载的程序，另一段母线控制要求同上。

电网电源恢复后，运维人员手动逐级切换恢复至市电电源供电状态，同时要点具备自动恢复功用，当设置为自动恢复时，要点如下。电网电源恢复后，10kV 自动切换系统会读取综保参数，预判市电电源已符合电源正常条件时，先控制跳开发电机组进线开关，确认跳开信号后（若未得到跳开信号应立即发出报警信号并车锁暂停下一步使用），跳开馈线至变压器的输出开关，再合上大电电源10kV 进线s步距，逐步闭合市电电源母线上馈电至每层变压器的输出开关，并在设定的发电机组停机延时时间到后发出机组停机命令。自动状态下，在柴发并机完成，备用电源开关尚未闭合前，若电网电源来电，则终止柴发实载逻辑，切换至电网侧实载。

一路大电失电后由另一路大电带两段母线时，此时如果第二路电网再失电，则断开母线s后断开第二路市电进线s后向发电机组并车控制装置发出起动机组的信号。逐步完成大电电源向应急电源的转换和备用电源分步加载的流程。若油机测试时两路市电失电，此时为手动操作，不涉及控制逻辑。

上述架构为了更加清晰的引荐了参数中心机房的电力架构和柴油发电机组的工作模式和切换逻辑，拆分的情况，各个数据中心的控制方案可以灵活的购买，并配备EOP响应下的人员数量和程序。数据中心柴油发电机的控制逻辑非常重要，适用于多种情形下的电网失电及大电恢复等状况，会随着数据中心建设规模和等级的不同而复杂多样。它是参数中心供电装置的安全、可靠以及长期的强力**，对提升数据中心整个装置的可靠性起到深远意义。