🥇 Kenmerke van kragtoevoerstelsels wat DDIBP gebruik

Kenmerke van kragtoevoerstelsels wat Diesel Dynamic Uninterruptible Power Sources (DDIUPS) gebruik

In die volgende aanbieding sal die skrywer bemarkingsclichés probeer vermy en uitsluitlik op praktiese ervaring staatmaak. DDIBP's van HITEC Power Protection sal as proefpersone beskryf word.

DDIBP installasie toestel

Die DDIBP-toestel, uit 'n elektromeganiese oogpunt, lyk redelik eenvoudig en voorspelbaar.
Die hoofbron van energie is 'n dieselenjin (DE), met voldoende krag, met inagneming van die doeltreffendheid van die installasie, vir langtermyn deurlopende kragtoevoer na die vrag. Dit stel dus streng vereistes vir die betroubaarheid, gereedheid om te begin en die stabiliteit van die werking daarvan. Daarom is dit heeltemal logies om skeeps-DD's te gebruik, wat die verkoper van geel na sy eie kleur oorverf.

As 'n omkeerbare omskakelaar van meganiese energie in elektriese energie en terug, sluit die installasie 'n motoropwekker in met 'n drywing wat die nominale drywing van die installasie oorskry om eerstens die dinamiese eienskappe van die kragbron tydens verbygaande prosesse te verbeter.

Aangesien die vervaardiger aanspraak maak op ononderbroke kragtoevoer, bevat die installasie 'n element wat krag na die las behou tydens oorgange van een bedryfsmodus na 'n ander. 'n Traagheidsakkumulator of induksiekoppeling dien hierdie doel. Dit is 'n massiewe liggaam wat teen hoë spoed roteer en meganiese energie ophoop. Die vervaardiger beskryf sy toestel as 'n asinchrone motor binne 'n asinchrone motor. Dié. Daar is 'n stator, 'n buiterotor en 'n binnerotor. Die eksterne rotor is boonop stewig aan die gemeenskaplike as van die installasie gekoppel en roteer sinchronies met die as van die motorgenerator. Die interne rotor draai ook relatief tot die eksterne een en is eintlik 'n bergingstoestel. Om krag en interaksie tussen die individuele dele te verskaf, word borseleenhede met glipringe gebruik.

Om die oordrag van meganiese energie van die motor na die oorblywende dele van die installasie te verseker, word 'n oorloopkoppelaar gebruik.

Die belangrikste deel van die installasie is die outomatiese beheerstelsel, wat, deur die bedryfsparameters van individuele dele te ontleed, die beheer van die installasie as geheel beïnvloed.
Die belangrikste element van die installasie is ook 'n reaktor, 'n driefase-smoor met 'n wikkelkraan, wat ontwerp is om die installasie in die kragtoevoerstelsel te integreer en relatief veilige oorskakeling tussen modusse moontlik te maak, wat gelykmaakstrome beperk.
En laastens, hulp, maar geensins sekondêre substelsels nie - ventilasie, brandstoftoevoer, verkoeling en gasuitlaat.

Bedryfsmodusse van die DDIBP-installasie

Ek dink dit sal nuttig wees om die verskillende toestande van 'n DDIBP-installasie te beskryf:

bedryfsmodus AF

Die meganiese deel van die installasie is roerloos. Krag word aan die beheerstelsel, die voorverhittingstelsel van die motorvoertuig, die drywende laaistelsel vir aansitterbatterye en die hersirkulasie-ventilasie-eenheid voorsien. Na voorverhitting is die installasie gereed om te begin.

bedryfsmodus BEGIN

Wanneer die START-opdrag gegee word, begin die DD, wat die eksterne rotor van die aandrywing en die motoropwekker deur die oorloopkoppelaar laat draai. Soos die enjin opwarm, word sy verkoelingstelsel geaktiveer. Nadat die werkspoed bereik is, begin die interne rotor van die aandrywing opdraai (laai). Die proses om 'n stoortoestel te laai, word indirek beoordeel deur die stroom wat dit verbruik. Hierdie proses duur 5-7 minute.

As eksterne krag beskikbaar is, neem dit 'n geruime tyd vir finale sinchronisasie met die eksterne netwerk en, wanneer 'n voldoende mate van in-fase bereik word, word die installasie daaraan gekoppel.

Die DD verminder die rotasiespoed en gaan in 'n afkoelsiklus, wat ongeveer 10 minute neem, gevolg deur 'n stop. Die oorloopkoppelaar ontkoppel en verdere rotasie van die installasie word deur die motoropwekker ondersteun terwyl dit vergoed word vir verliese in die akkumulator. Die installasie is gereed om die vrag aan te dryf en skakel oor na UPS-modus.

In die afwesigheid van eksterne kragtoevoer, is die installasie gereed om die vrag en sy eie behoeftes van die motor-opwekker aan te dryf en gaan voort om in DIESEL-modus te werk.

bedryfsmodus DIESEL

In hierdie modus is die energiebron die DD. Die motor-opwekker wat daardeur gedraai word, dryf die las aan. Die motoropwekker as 'n spanningsbron het 'n uitgesproke frekwensierespons en het merkbare traagheid, wat met 'n vertraging reageer op skielike veranderinge in lasgrootte. Omdat Die vervaardiger voltooi die installasies met mariene DD werking in hierdie modus word slegs beperk deur brandstofreserwes en die vermoë om die termiese toestande van die installasie te handhaaf. In hierdie bedryfsmodus oorskry die klankdrukvlak naby die installasie 105 dBA.

UPS-bedryfsmodus

In hierdie modus is die energiebron die eksterne netwerk. Die motoropwekker, wat deur 'n reaktor aan beide die eksterne netwerk en die las gekoppel is, werk in die sinchrone kompensatormodus, wat binne sekere perke die reaktiewe komponent van die laskrag vergoed. Oor die algemeen vererger 'n DDIBP-installasie wat in serie met 'n eksterne netwerk gekoppel is, per definisie sy eienskappe as 'n spanningsbron, wat die ekwivalente interne impedansie verhoog. In hierdie bedryfsmodus is die klankdrukvlak naby die installasie ongeveer 100 dBA.

In die geval van probleme met die eksterne netwerk, word die eenheid daarvan ontkoppel, 'n opdrag word gegee om die dieselenjin te begin en die eenheid skakel oor na DIESEL-modus. Daar moet kennis geneem word dat die bekendstelling van 'n voortdurend verhitte motor sonder las plaasvind totdat die rotasiespoed van die motoras die oorblywende dele van die installasie oorskry met die sluiting van die oorloopkoppelaar. Die tipiese tyd vir die opstart en die bereiking van bedryfsspoed van die DD is 3-5 sekondes.

BYPASS bedryfsmodus

Indien nodig, byvoorbeeld tydens instandhouding, kan die laskrag direk vanaf die eksterne netwerk na die omleidingslyn oorgedra word. Oorskakeling na die omleidingslyn en terug vind plaas met 'n oorvleueling in die reaksietyd van die skakeltoestelle, wat jou toelaat om selfs 'n korttermyn verlies aan krag na die las te vermy, want Die beheerstelsel streef daarna om in-fase tussen die uitsetspanning van die DDIBP-installasie en die eksterne netwerk te handhaaf. In hierdie geval verander die bedryfsmodus van die installasie self nie, d.w.s. as die DD gewerk het, sal dit aanhou werk, of die installasie self is van 'n eksterne netwerk aangedryf, dan sal dit voortgaan.

bedryfsmodus STOP

Wanneer die STOP-opdrag gegee word, word die laskrag na die verbyvloeilyn oorgeskakel, en die kragtoevoer na die motoropwekker en stoortoestel word onderbreek. Die installasie gaan voort om vir 'n geruime tyd deur traagheid te roteer en nadat dit gestop is, gaan dit in AF-modus.

DDIBP-verbindingsdiagramme en hul kenmerke

Enkel installasie

Dit is die eenvoudigste opsie vir die gebruik van 'n onafhanklike DDIBP. Die installasie kan twee uitsette hê - NB (geen onderbreking, ononderbroke krag) sonder om die kragtoevoer te onderbreek en SB (kort onderbreking, gewaarborgde krag) met 'n korttermyn onderbreking van krag. Elkeen van die uitsette kan sy eie omleiding hê (sien Fig. 1.).

Fig. 1

Die NB-uitset is gewoonlik gekoppel aan 'n kritieke las (IT, verkoelingsirkulasiepompe, presisielugversorgers), en die SB-uitset is 'n las waarvoor 'n korttermyn onderbreking van kragtoevoer nie krities is nie (verkoelingsverkoelers). Om 'n volledige verlies aan kragtoevoer na die kritieke las te vermy, word die omskakeling van die installasie-uitset en die omleidingskring uitgevoer met tydoorvleueling, en die stroombaanstrome word tot veilige waardes verminder as gevolg van die komplekse weerstand van deel van die reaktorwikkeling.

Spesifieke aandag moet gegee word aan die kragtoevoer vanaf die DDIBP na die nie-lineêre las, d.w.s. las, wat gekenmerk word deur die teenwoordigheid van 'n merkbare hoeveelheid harmonieke in die spektrale samestelling van die verbruikte stroom. As gevolg van die eienaardighede van die werking van die sinchrone kragopwekker en die verbindingsdiagram, lei dit tot 'n vervorming van die spanningsgolfvorm by die uitset van die installasie, sowel as die teenwoordigheid van harmoniese komponente van die verbruikte stroom wanneer die installasie aangedryf word van 'n eksterne wisselspanningsnetwerk.

Hieronder is beelde van die vorm (sien Fig. 2) en harmoniese analise van die uitsetspanning (sien Fig. 3) wanneer dit van 'n eksterne netwerk aangedryf word. Die harmoniese vervormingskoëffisiënt het 10% oorskry met 'n beskeie nie-lineêre las in die vorm van 'n frekwensie-omsetter. Terselfdertyd het die installasie nie na dieselmodus oorgeskakel nie, wat bevestig dat die beheerstelsel nie so 'n belangrike parameter soos die harmoniese vervormingskoëffisiënt van die uitsetspanning monitor nie. Volgens waarnemings hang die vlak van harmoniese vervorming nie af van die laskrag nie, maar van die verhouding van die magte van die nie-lineêre en lineêre las, en wanneer dit op 'n suiwer aktiewe, termiese las getoets word, die spanningsvorm by die uitset van die installasie is regtig naby aan sinusvormig. Maar hierdie situasie is baie ver van die werklikheid af, veral wanneer dit kom by die aandryf van ingenieurstoerusting wat frekwensie-omsetters insluit, en IT-vragte wat skakelkragbronne het wat nie altyd toegerus is met 'n kragfaktorkorrigeerder (PFC).

Fig. 2

Fig. 3

In hierdie en daaropvolgende diagramme is drie omstandighede opmerklik:

Galvaniese verbinding tussen die inset en uitset van die installasie.
Die wanbalans van die faselas vanaf die uitset bereik die inset.
Die behoefte aan bykomende maatreëls om lasstroomharmoniese te verminder.
Harmoniese komponente van die lasstroom en vervorming wat veroorsaak word deur oorgange vloei van die uitset na die inset.

Parallelle stroombaan

Om die kragtoevoerstelsel te verbeter, kan DDIBP-eenhede parallel gekoppel word, wat die inset- en uitsetkringe van individuele eenhede verbind. Terselfdertyd is dit nodig om te verstaan dat die installasie sy onafhanklikheid verloor en deel word van die stelsel wanneer die voorwaardes van sinchronisme en in-fase nagekom word; in fisika word dit in een woord verwys - koherensie. Uit 'n praktiese oogpunt beteken dit dat alle installasies wat in die stelsel ingesluit is in dieselfde modus moet werk, dit wil sê, byvoorbeeld, 'n opsie met gedeeltelike werking vanaf die DD, en gedeeltelike werking vanaf die eksterne netwerk is nie aanvaarbaar nie. In hierdie geval word die omleidingslyn gemeenskaplik vir die hele stelsel geskep (sien Fig. 4).

Met hierdie verbindingskema is daar twee potensieel gevaarlike modusse:

Koppel die tweede en daaropvolgende installasies aan die stelseluitsetbus terwyl samehangende toestande gehandhaaf word.
Ontkoppel 'n enkele installasie van die uitsetbus terwyl koherensietoestande gehandhaaf word totdat die uitsetskakelaars oopgemaak word.

Fig. 4

'n Noodafskakeling van 'n enkele installasie kan lei tot 'n situasie waar dit begin stadiger word, maar die uitsetskakeltoestel het nog nie oopgemaak nie. In hierdie geval, in 'n kort tyd, kan die faseverskil tussen die installasie en die res van die stelsel noodwaardes bereik, wat 'n kortsluiting veroorsaak.

Jy moet ook aandag gee aan vragbalansering tussen individuele installasies. In die toerusting wat hier oorweeg word, word balansering uitgevoer as gevolg van die dalende las-kenmerk van die kragopwekker. As gevolg van sy nie-idealiteit en nie-identiese kenmerke van installasie-gevalle tussen installasies, is die verspreiding ook ongelyk. Daarbenewens, wanneer die maksimum laswaardes benader word, begin die verspreiding beïnvloed word deur sulke oënskynlik onbeduidende faktore soos die lengte van die gekoppelde lyne, die punte van verbinding met die verspreidingsnetwerk van installasies en vragte, sowel as die kwaliteit (oorgangsweerstand). ) van die verbindings self.

Ons moet altyd onthou dat DDIBP's en skakeltoestelle elektromeganiese toestelle is met 'n beduidende traagheidsmoment en merkbare vertragingstye in reaksie op beheeraksies vanaf die outomatiese beheerstelsel.

Parallelle stroombaan met "medium" spanning konneksie

In hierdie geval word die kragopwekker aan die reaktor gekoppel deur 'n transformator met 'n toepaslike transformasieverhouding. Die reaktor en skakelmasjiene werk dus op 'n "gemiddelde" spanningsvlak, en die kragopwekker werk op 'n vlak van 0.4 kV (sien Fig. 5).

Fig. 5

Met hierdie gebruiksgeval moet u aandag gee aan die aard van die finale las en sy verbindingsdiagram. Dié. indien die finale las deur aftraptransformators verbind word, moet in gedagte gehou word dat die koppeling van die transformator aan die toevoernetwerk hoogs waarskynlik gepaard gaan met 'n magnetisasie-omkeerproses van die kern, wat op sy beurt 'n instroom van stroomverbruik veroorsaak en, gevolglik 'n spanningsdip (sien Fig. 6).

Sensitiewe toerusting mag dalk nie korrek werk in hierdie situasie nie.

Ten minste flikker die lae-traagheid-beligting en die verstekmotorfrekwensie-omsetters word weer aangeskakel.

Fig. 6

Kring met 'n "gesplete" uitsetbus

Om die aantal installasies in die kragtoevoerstelsel te optimaliseer, stel die vervaardiger voor om 'n skema te gebruik met 'n "gesplete" uitsetbus, waarin die installasies parallel is, beide in inset en uitset, met elke installasie individueel gekoppel aan meer as een uitset bus. In hierdie geval moet die aantal omleidingslyne gelyk wees aan die aantal uitsetbusse (sien Fig. 7).

Dit moet verstaan word dat die uitsetbusse nie onafhanklik is nie en galvanies met mekaar verbind is deur die skakeltoestelle van elke installasie.

Dus, ten spyte van die vervaardiger se versekerings, verteenwoordig hierdie stroombaan een kragbron met interne oortolligheid, in die geval van 'n parallelle stroombaan, met verskeie galvanies-verbonde uitsette.

Fig. 7

Hier, soos in die vorige geval, is dit nodig om nie net aandag te gee aan lasbalansering tussen installasies nie, maar tussen uitsetbusse.

Sommige kliënte maak ook kategories beswaar teen die verskaffing van "vuil" kos, d.w.s. met behulp van 'n omleiding na die vrag in enige bedryfsmodus. Met hierdie benadering, byvoorbeeld in datasentrums, lei 'n probleem (oorlading) op een van die speke tot 'n stelselongeluk met 'n volledige afskakeling van die loonvrag.

Lewensiklus van DDIBP en die impak daarvan op die kragtoevoerstelsel as geheel

Ons moet nie vergeet dat DDIBP-installasies elektromeganiese toestelle is wat oplettende, om die minste te sê, eerbiedige gesindheid en periodieke instandhouding vereis.

Die instandhoudingskedule sluit uit diens gestel, afskakel, skoonmaak, smering (een keer elke ses maande), asook die laai van die kragopwekker na 'n toetslading (een keer per jaar). Dit neem gewoonlik twee werksdae om een installasie te versien. En die afwesigheid van 'n spesiaal ontwerpte stroombaan om die kragopwekker aan die toetslading te koppel, lei tot die behoefte om die loonvrag te ontspan.

Kom ons neem byvoorbeeld 'n oortollige stelsel van 15 parallel werkende DDIUPS wat teen "gemiddelde" spanning gekoppel is aan 'n dubbele "gesplete" bus in die afwesigheid van 'n toegewyde stroombaan om die toetslas te koppel.

Met sulke aanvanklike data, om die stelsel vir 30(!) kalenderdae in elke ander dagmodus te diens, sal dit nodig wees om een van die uitsetbusse te ontkrag om die toetslas te verbind. Dus, die beskikbaarheid van kragtoevoer na die loonvrag van een van die uitsetbusse is - 0,959, en in werklikheid selfs 0,92.

Daarbenewens sal die terugkeer na die standaard loonvragkragtoevoerkring vereis dat die vereiste aantal afstaptransformators aangeskakel word, wat op sy beurt veelvuldige spanningsdalings deur die hele(!) stelsel sal veroorsaak wat met magnetisasie-omkering van die transformators geassosieer word.

Aanbevelings vir die gebruik van DDIBP

Uit bogenoemde maak 'n nie-bemoedigende gevolgtrekking homself voor - by die uitset van die kragtoevoerstelsel wat 'n DDIBP gebruik, is hoë kwaliteit (!) ononderbroke spanning teenwoordig wanneer aan al die volgende voorwaardes voldoen word:

Eksterne kragtoevoer het geen noemenswaardige nadele nie;
Die stelsellading is konstant oor tyd, aktief en lineêr van aard (die laaste twee kenmerke is nie van toepassing op datasentrumtoerusting nie);
Daar is geen vervormings in die stelsel wat veroorsaak word deur die omskakeling van reaktiewe elemente nie.

Om op te som, kan die volgende aanbevelings geformuleer word:

Skei die kragtoevoerstelsels van ingenieurs- en IT-toerusting, en verdeel laasgenoemde in substelsels om wedersydse invloed te minimaliseer.
Wy 'n aparte netwerk toe om die vermoë te verseker om 'n enkele installasie te bedien met die vermoë om 'n buitelugtoetslading te koppel met 'n kapasiteit gelykstaande aan 'n enkele installasie. Berei die terrein en kabelfasiliteite vir aansluiting vir hierdie doeleindes voor.
Monitor voortdurend die lasbalans tussen kragbusse, individuele installasies en fases.
Vermy die gebruik van aftrektransformators wat aan die uitset van die DDIBP gekoppel is.
Toets en teken die werking van outomatisering en kragskakeltoestelle noukeurig aan om statistieke in te samel.
Om die kwaliteit van kragtoevoer na die las te verifieer, toets installasies en stelsels met 'n nie-lineêre las.
Wanneer jy versien, haal die aansitterbatterye uitmekaar en toets hulle individueel, want... Ten spyte van die teenwoordigheid van sogenaamde gelykmakers en 'n rugsteunbeginpaneel (RSP), sal die DD dalk nie begin nie, weens een foutiewe battery.
Neem bykomende maatreëls om lasstroomharmoniese te minimaliseer.
Dokumenteer die klank- en termiese velde van installasies, die resultate van vibrasietoetse vir 'n vinnige reaksie op die eerste manifestasies van verskeie tipes meganiese probleme.
Vermy langtermyn stilstand van installasies, neem maatreëls om motorhulpbronne eweredig te versprei.
Voltooi die installasie met vibrasiesensors om noodsituasies te voorkom.
As klank- en termiese velde verander, vibrasie of vreemde reuke verskyn, neem die installasies onmiddellik uit diens vir verdere diagnostiek.

NS Die skrywer sal dankbaar wees vir terugvoer oor die onderwerp van die artikel.

Bron: will.com

Kenmerke van kragtoevoerstelsels wat DDIBP gebruik