备用发电机基础知识

在规划更长的备用电源来补充 UPS 时，备用发电机基础知识非常重要。备用发电机是任何高可用性电力系统的关键要素。数据中心、网络机柜、医院、校园、制造车间——所有这些负载都需要最长的正常运行时间。  不间断电源(UPS) 系统可提供几分钟的电池电力，但长时间停电时需要本地发电。在大多数情况下，该电源是备用发电机。

三种最常见的发电机类型

选择发电机的第一步是了解您需要哪种类型的发电机。三种最常见的发电机类型是备用发电机、主用发电机和连续发电机。

• 当另一个连续电源（例如市电）是主要电源时，备用发电机最常用于紧急电源应用。建议仅在停电期间或用于所需的维护或测试时使用它们，并且是 I 级和 II 级数据中心最常见的发电机。
• 主发电机被认为具有无限的运行时间，可用于备用应用或作为主要电源。Tier III 和 Tier IV 数据中心需要优质发电机。
• 连续发电机与主发电机类似，但通常为恒定负载供电。连续发电机不适合过载条件或可变负载。由于这些限制，连续发电机很少在数据中心或有市电可用的关键应用中使用。

备用发电机系统

发电机系统通常称为发电机组，包括备用发电机、自动转换开关（ATS）和输出配电。ATS 由公用事业公司和发电机供电，其中公用事业公司作为首选来源。当 ATS 检测到市电出现问题时，它会自动命令发电机启动并将电源切换至发电机。

备用发电机系统如何工作

当 UPS 检测到电源中断时，它会在几毫秒内立即为负载提供备用电池。因此，就受保护设备而言，不会出现电源中断，现有的流程和计算也不会中断。同时，ATS 检测到市电停电，命令发电机启动并将电源切换至发电机。一旦 UPS 将发电机识别为稳定电源，它就会开始将负载从电池转移到发电机上。当市电恢复时，ATS 和开关设备将负载转移回市电，并命令发电机关闭。

三种最常见的备用发电机系统

在大多数情况下，备用发电机系统将分为三类之一：紧急备用发电机系统、多台隔离备用发电机、与公用系统并联运行的多台发电机。

• 紧急备用发电机系统——紧急备用发电机系统是最简单的发电机组类型。有一个公用电源、一个发电机电源和一个 ATS。这种类型的发电机系统提高了可靠性，但在发电机无法正常启动的情况下不提供任何冗余，并且在较小、不太关键的应用中最常见。
• 多个隔离备用发电机– 在需要冗余的关键应用中，多个隔离备用发电机系统更为常见。在此配置中，多个发电机连接到为多个转换开关供电的并联总线。当需要 N+1 或 2N 冗余时，通常使用此配置。
• 多台发电机与市电系统并联运行– 虽然紧急备用发电机系统和多台隔离备用发电机系统都要求通过一台或多台 ATS 的运行由市电或发电机供电，但当多台发电机与市电系统并联运行时，在公用系统中，发电机与市电并联。这在需要减载或调峰的应用中最常见。

备用发电机基础知识：如何为数据中心选择发电机

虽然您需要电气工程师来帮助您确定发电机、ATS 和/或开关设备的确切规格，但在大多数数据中心应用中，您会在单个或多个隔离系统中找到备用或主用柴油发电机。换句话说，不与效用并行。虽然可以使用汽油、天然气、液体丙烷、蒸汽和其他燃料，但柴油发电机仍然是首选，因为内燃机启动快且功率大。此外，柴油仍然是最容易获得和最经济的燃料类型之一。

选择发电机时要考虑的因素

如何确定发电机尺寸——在大多数商业应用中，一般经验法则是将发电机尺寸确定为 UPS 负载的 2 倍，同时考虑 PUE。其基本原理是，超出连接到 UPS 的负载所需的发电机容量将为机械、冷却和其他关键建筑系统提供足够的电力。

发电机系统——在决定是使用带有一台发电机的发电机系统还是带有多台发电机的发电机系统时，要问的最大问题是是否需要冗余。虽然这通常是数据中心运营商和高级管理层的问题，但医院或大学校园等一些设施制定了监管规则，而不是强制要求一定程度的冗余。

发电机类型– 如果设计需要一台应急发电机，那么备用发电机可能最适合您的应用。对于高度关键的负载和冗余配置，主发电机可能是首选甚至是必需的。

环境——除了选择发电机和发电机系统本身之外，设计电力系统时需要考虑的其他因素包括：

• 排气和当地 EPA 法规
• 噪音和当地噪音条例
• 美观和任何可能需要将发电机隐藏在普通场地的分区法规
• 基础或填充尺寸和类型
• 由于高海拔或环境温度过高导致发电机组降额
• 燃料储罐和危险废物注意事项
• 可能阻塞或污染进气和/或排气的环境危害，例如海岸附近的大雪或含盐空气

选择发电机时需要考虑许多不同的因素。每种配置都是独特的，需要仔细规划和考虑。值得强调的是，本文仅作为一般指南。熟悉建筑配电系统的电气工程师是最有资格的专业人员，可以根据您的要求正确调整发电机的尺寸。Power Solutions LLC 可以协助完成此过程。我们的团队已成功为全国各地的客户设计、装备和安装发电机和电力系统。