高压柴油发电机组的组成与低压柴油发电机组基本相同，其区别在于高压发电机和高压配电系统。安装要求和操作技术在柴油发电机组工程应用中有明显差异。高压柴油发电机组的发展历程汇集了柴油发电机、发电机和发电机控制系统的技术发展历程，是应急电源或地区常用电源的一个分支。然而，由于过去动力系统和控制系统技术的不成熟，几十年来一直没有得到推广和应用。


高电压柴油发电机组概述

近年来，随着社会的发展和人们物质生活水平的不断提高，包括大型数据中心在内的许多地方(数据中心基地的功能一般包括许多功能，一般定位为IDC业务承载中心、综合通信机房、呼叫中心、移动互联网、智慧城市、三网融合、物联网、游戏、大型救灾备用数据中心等)。)，现代高层建筑、多晶硅生产厂、矿山等。，对电力的需求越来越大，常用的低压400V交流备用柴油发电机组的输电线径大，线损大，难以敷设，成本高。在许多情况下，这种情况充分满足了实际需求。

随着机房的扩大，柴油发电机组作为备用电源的容量要求越来越高，需要多台大功率柴油发电机组单机或并网才能满足负载的功率要求。由于发电机组数量的增加，需要建造一个独立的机房，与实际负载的距离越来越远。多台低压柴油发电机组并联运行存在传输缺陷。为了更安全可靠地运行，使用高压发电机组无疑是最佳选择。

随着大功率柴油发电机、大容量高压发电机和发电机控制系统技术的发展和完善，高压柴油发电机组的优势逐渐显现，市场需求旺盛，成为解决大容量、远距离传输、高智能、高可靠性应急电源问题的主要技术解决方案。高压发电机组用于高端服务业和高端制造业的应急备用电源系统，如通信、冶金、机场、矿山、码头、岛屿、大型数据中心、大型城市综合体、中大型电厂黑启动等。

高电压发电机组的主要技术特点

1)电压等级高

我国主要电压等级为6.6kV、10.5kV等。

二是单机容量大

通常在1000kW以上，可以实现多个发电机组并联运行，最多可以实现组与组之间并联256台。

三是输出电流小

可以长距离输电，输配电中线路损耗小。

4)灵活的负载分配模式

可以直接给高压负载供电，也可以通过变压器降压后给低压负载供电。

5)自动化程度等级高。

集电气系统的保护、测量、遥控、遥信、遥测和信号于一体，实现了电气系统的综合自动化，具有保护和报警信号的功能，并传输到主控室。



高电压柴油发电机组的组成

高电压柴油发电机组与低电压柴油发电机组的组成基本相同，主要区别在于柴油发电机组容量相同，400V发电机组出口电流比10kV发电机组出口电流大25倍以上。对高低压发电机组进行多角度分析比较，见表1。

表1 高、低电压发电机组技术特点的比较

序	特点	低压发电机组	高压发电机组
1	安装场地选择	宜设置在接近负载中心的位置	可以设置在机房楼外，可解决多台发电机组同时运行时的震动、噪声和发电机房的进、排风等问题，可远离负载中心
2	容量	单机容量基本在2000kW及以下，可单机或多台发电机组并联运行，但并机容量过大时受输出电源的限制	单机容量基本在2000kW及以上，可单台或多台发电机组并联运行，机房可集中建设
3	输送距离	可短距离输电，长距离输送不经济，电压压降大	可长距离输电 （在15～20km时采用10kV，有的则用6.6kV，输电电压在110kV以上的线路，称为超高压输电线路）
4	损耗	在输配电中线路损耗较大	在输配电中线路损耗较小，不存在输送发热问题，高压输电电流相当于低压的1/25
5	储油及供油管路	地下油罐分散设置在各机房的备用发电站附近，如集中设置地下油罐，机房内外管线交叉处较多	在备用发电站建筑物附近区域集中设置地下油罐，避免在区域内与其余管线（电缆、水管等）的交叉，外网相对简单
6	操作维护	操作使用较为简单，对操作使用人员要求较低	操作使用较为复杂，对操作使用人员要求较高，必须具有相应的高压操作证等资格，才能操作和维护
7	配置	配置较为简单，输配电基本为标准低压柜等	配置较为复杂，尤其在发电机及输出配电柜全部为高压设备
8	并机运行	受低压配电设备电流限制，并机容量小，受非线性负载影响大	方便实现大功率发电机组并联成大容量系统，受非线性负载影响小
9	安全	安全性能较高，技术较为成熟，技术门槛较低	安全性能较高，技术较为成熟，技术门槛较高
10	发展趋势	小功率段保持传统市场，大功率段有被高压系统替代的趋势	大功率段采用高压系统为应用趋势，需求逐渐增大
11	与市电切换	采用ATS，电流大、ATS数量多，占地面积大，成本高	可在10kV母线处通过综保控制开关集中切换，占地面积小，成本低

1．节能性能强

从表1可以看出，高压柴油发电机组在技术性能上与低压柴油发电机组没有太大区别，但由于前者发电机组出线电压等级的提高，在电缆配置上节约成本优势明显。同时，从节能减排的角度来看，高压发电机组传输电流小，发热量小，能耗小，输配电效率高，因此高压发电机组比低压发电机组更节能。

2．带载性能好

非线性负载对油轮的承载能力影响很大。低压柴油发电机组通过ATS与市电切换直接承载，受非线性负载影响较大，也受功率因数影响较大；但高压发电机组可以通过综合保护控制开关在10kV母线处集中切换，一般通过变压器承载。变压器可以部分消除非线性负载对发电机组的影响，方便调节功率因数，避免低功率因数影响发电机组的功率输出，说明高压发电机组的承载性能优于低压发电机组。

3．完善的控制技术

高电压发电机组输出为交流高压10kV，配电系统差异见表2。

表2 部分高压发电机组成部分

序号	名称	备注
1	高电压柴油发电机组	6.3kV＼10kV等
2	控制系统	单机或多台并机系统
3	输出开关柜	630A、1250A、1600A...
4	馈线开关柜	630A、1250A、1600A
5	PT柜	并机系统母线PT
6	DC直流屏	开关柜的操作电源
7	接地电阻柜	可以单台配套一个接地电阻，也可以几台共用一个接地电阻
8	低压配电柜	提供设备及机房应急照明等
9	集控系统	多台发电机组并机集中控制系统
10	供油系统	消防规定基本室内的采用1000L日用油箱

1)高压发电机组

发动机为高压发电机，输出电压可根据负载或变配电一次市电端电压选择。

2）控制系统

高低压控制系统的选择基本相同。主要区别在于控制器不能直接检测中高压，只能接受低压检测，分为单机控制系统和并机控制系统。

三是输出开关柜

也就是说，发电机组配套的输出断路器，中高压发电机组配套的开关柜根据电压等级选择，主要分为12kV、17.5kV、24kV等。，由于国家电网工频电源的进线端基本为10kV，所以12kV的额定电压选择较多，需要配置综合保护(分为差动保护和无差动保护选择)等。壳架电流最小为630A，因此需要注意选择。根据发电机组的功率范围，基本集中在630A。

四是馈线开关柜及假负载试验柜

也就是说，根据发电机组的功率区段，发电机组并机输出配套的输出断路器基本集中在630A。、1250A、1600A、2000A，主要根据并机发电机组的台数、分支负载的容量进行选型。

5）PT柜

PT柜是母线PT，主要用于并机。由于上述控制系统无法直接检测高压信号，二次侧信号需要在PT柜变送后作为检测信号，每个发电机组的进线柜的进线端都有一个小母线PT作为发电机输出端的电压检测。

6)DCDC屏幕

由于中高压输出断路器的操作电源基本选择DC。 110V／DC220V，选用DCDC电源，作为控制输出断路器的自动合分闸电操作机构的电源，DCDC屏幕的容量需要根据开关柜和PT柜的数量来确定。

接地电阻柜7)

中高压发电机组的中性点需要通过电阻接地，根据发电机组的用途和橱柜排放的空间位置进行选择。多个发电机组可以共用一个接地电阻，通过真空接触器切换；也可以采用单个发电机组点对点选择接地电阻柜，主要是因为控制逻辑需要按照只允许一个发电机组接地电阻柜投入的原则进行设计。

表3 综合比较常用的中性点接地方式

指标	不接地	消弧圈接地	电阻器接地	直接接地
单相接地电流	小	小	100~1000 A(低电阻)	大
			5~20 A(高电阻)
一相接地时非故障相电压升高	≥1.732Ux	≥1.732Ux	(0.8~1.732)Ux	<0.8Ux
弧光接地过电压	(1.732-3.5)Ux	≤3.2Ux	≤2.5Ux	最低
重复故障可能性	大	小	较小	最小
对通信的干扰	小	小	大(低电阻)	最大
			小(高电阻)
运行维护	简单	复杂	相对简单	简单
供电可靠性	高	高	较高	较高
人身设备安全			一般(低电阻)	一般
	好	好	较好(高电阻)
综合费用	低	高	较高	低

8)低压配电柜

适用于发电机组本地的低压负载类型和容量选择。

9）集控系统

多台发电机主要用于集中监控，可根据用户要求个性化设计，主要通过多台发电机组进行监控。（Monitor and Control Generated System，MCGS）个性化编程的组态软件，方便用户对每个发电机组的状态进行实时监控。

10）供油系统

由于消防要求，基本采用1000L日用油箱设计，配备大容量日用油箱，满足每台发电机组长期运行的要求，主要针对供油系统的项目进行设计，与低压油机的供油系统没有太大区别。