多台柴油发电机组并联和大电转换的控制逻辑

　　导读：如何保障整个供电装置的安全将是参数中心建设所面临和思考的重大问题，随着当前大参数中心建设的规模、等级、供电装置的复杂程度越来越高，在整个供电装置的安全供电和安全运维上，仅仅依赖于康明斯发电机组运维人员的经验、技能水平的以往人工使用显然已不能满足大中型数据中心在供电发生故障时，能够在条件有限的情况下快速恢复供电这一重要需求。

　　当参数中心10kV供电装置可能出现各种不一样事故场景，如市电正常、一路市电失电、两路电网失电、备用电源失电、大电保护跳闸、馈线保护跳闸、开关拒分拒合、按照供发电机维修师傅艺要点，预先设置与之对应的备用转换方案，当故障产生时机构自动根据事故场景进行逻辑预判，完成预案设置的10kV装置损坏报警、备自投、自动投切等自动控制功用，实现装置尽快恢复供电，快速的指导运维人员解决供电装置在运转程序中产生的不同损坏，降低损坏时由运维人员手动操作引起的误预判、误操作。使运维更加简单便捷，使机构更加安全可靠，致力于增强数据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提供运行环境的建筑场所，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。对于参数中心的供电装置，《参数中心设计规范》gb50174-2017要求，a级数据中心需要“具备双重市电”，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、正常的柴油发电机组备用电源发输配电要点，要点变压器、康明斯发电机组、高低压开关柜等发输配电装置可靠作业，同时功能完备的康明斯发电机组监控系统可以持续收集和管理装置的运转状态，便于集中控制管理，进一步保障可靠安全运转。

　　目前，数据中心后备电源装置多台康明斯发电机组并机操作时，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列，这种方法并机的时间受优先级高的机组危害，甚至会造成优先级别较低的机组无法进行并联。

　　10kV反措预案控制机构的布置，严格遵循参数中心布置要求，结合实际运维的需求进行深化规划，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布置：

　　各中压配电所引入的两路10kV市电之间、所有发电机电源和10kV大电电源之间不允许并网运转，同一段母线大电电源与油机电源不允许并网运行。为二选一逻辑关系；两路电网进线开关、市电母联开关、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，电网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柴油发电机销售，再执行单\双路市电失电的自动化转换控制逻辑；当失电母线重新带电时（切换至油机电源供电），根据参数中心工艺要点或负载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供电机构的安全稳定，按招标要求方案规划时只考虑10KV机构不能满足供电需求时的自动控制投切功能，当市电恢复或者事故排查后，系统不需要做自复作用控制，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市电失电时完成恢复供电的转换，为智能运维管理的供应保障服务，因此高压配电机构保护功用由综合保护设备完成，如速断，过流、过载保护、短路保护，变压器超发烫跳闸等所有保护功能，当综合继电保护机构因保护动作使配电装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转维保人员。

　　整个机构设计应考虑后期机构扩建的的需求，确保后期扩建装置能接入，并对原有装置不会造成危害，控制步骤只按当期进行规划，后期系统扩容时再进行控制方法的升级。

　　每段电网电源进线前端的PT 状态由本段母线上的控制模块进行监测，当两路市电的PT均失电，且电网进线开关未分闸（开关无保护分闸）时，延时4s对两路电网开关进行分闸天津康明斯发电机，分闸后延时2s 对发电机组并列控制系统发出起动机组的信号。

　　当同时收到任意一组内两台控制屏发来的启动信号时，柴油发电机并联控制装置发出指令起动所有发电机组，并在应急（并车）母线上进行逐台并机。当发电机组并联台数达到11台（可根据负荷调节数量）时，机组完成并机，并联控制系统再次发出指令闭合备用母线上的馈电开关，应急母线向大电母线输出电能。

　　当市电母线上的后备电源进线开关前端的PT 被检修到带电，且监测大电无压后，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，闭合本段母线上的备载电源进线 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，完成大电电源向备载电源的转换和备载电源分步加载的程序，另一段母线控制要点同上。

　　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，同时要求具备自动恢复功用，当设置为自动恢复时，要求如下。电网电源恢复后，10kV 自动切换装置会读取综保参数，判断大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操作），跳开馈线至变压器的输出开关，再合上市电电源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，在柴发并列完成，后备电源开关尚未闭合前，若大电电源来电发电机组配件，则终止柴发带载逻辑，转换至电网侧带载。

　　一路市电失电后由另一路市电带两段母线时，此时如果第二路大电再失电，则断开母线s后断开第二路电网进线s后向发电机组并联控制机构发出起动机组的信号。逐步完成大电电源向备载电源的切换和备用电源分步加载的流程。若油机测试时两路大电失电，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数据中心机房的电力架构和柴油发电机组的作业模式和切换逻辑，拆分的情形，各个参数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教程。参数中心柴油发电机的控制逻辑非常重要，适合于多种状况下的大电失电及市电恢复等情形，会随着数据中心建设规模和等级的不同而复杂多样。它是数据中心供电机构的安全、可靠以及持久的强力保障，对提高数据中心整个装置的可靠性起到深远意义。