DDIBP-dən istifadə edən enerji təchizatı sistemlərinin xüsusiyyətləri

Butsev I.V.
[e-poçt qorunur]

Dizel dinamik fasiləsiz enerji mənbələrindən (DDIUPS) istifadə edən enerji təchizatı sistemlərinin xüsusiyyətləri

Növbəti təqdimatda müəllif marketinq klişelərindən qaçmağa çalışacaq və yalnız praktik təcrübəyə arxalanacaq. HITEC Power Protection-dan DDIBP-lər test subyektləri kimi təsvir olunacaq.

DDIBP quraşdırma cihazı

DDIBP cihazı, elektromexaniki baxımdan olduqca sadə və proqnozlaşdırıla bilən görünür.
Əsas enerji mənbəyi yükün uzunmüddətli fasiləsiz enerji təchizatı üçün quraşdırmanın səmərəliliyi nəzərə alınmaqla kifayət qədər gücə malik Dizel Mühərrikdir (DE). Bu, müvafiq olaraq, onun etibarlılığına, işə salınmağa hazırlığına və əməliyyat sabitliyinə kifayət qədər ciddi tələblər qoyur. Buna görə də, satıcının sarıdan öz rənginə boyadığı gəmi DD-lərindən istifadə etmək tamamilə məntiqlidir.

Mexanik enerjinin elektrik enerjisinə və geriyə çevrilə bilən çeviricisi kimi, quraşdırma, ilk növbədə, keçid prosesləri zamanı enerji mənbəyinin dinamik xüsusiyyətlərini yaxşılaşdırmaq üçün qurğunun nominal gücünü aşan gücü olan bir motor-generatoru əhatə edir.

İstehsalçı fasiləsiz enerji təchizatı tələb etdiyindən, quraşdırma bir iş rejimindən digərinə keçid zamanı yükün gücünü saxlayan bir elementi ehtiva edir. İnertial akkumulyator və ya induksiya muftası bu məqsədə xidmət edir. Bu, yüksək sürətlə fırlanan və mexaniki enerji toplayan kütləvi bir cisimdir. İstehsalçı öz cihazını asinxron mühərrik içərisində asinxron mühərrik kimi təsvir edir. Bunlar. Bir stator, bir xarici rotor və bir daxili rotor var. Üstəlik, xarici rotor quraşdırmanın ümumi şaftına sərt şəkildə bağlıdır və motor-generatorun şaftı ilə sinxron şəkildə fırlanır. Daxili rotor əlavə olaraq xarici birinə nisbətən fırlanır və əslində bir saxlama cihazıdır. Ayrı-ayrı hissələr arasında güc və qarşılıqlı əlaqəni təmin etmək üçün sürüşmə üzükləri olan fırça qurğuları istifadə olunur.

Mexanik enerjinin mühərrikdən quraşdırmanın qalan hissələrinə ötürülməsini təmin etmək üçün həddindən artıq debriyaj istifadə olunur.

Quraşdırmanın ən vacib hissəsi ayrı-ayrı hissələrin iş parametrlərini təhlil edərək, bütövlükdə qurğunun idarə edilməsinə təsir göstərən avtomatik idarəetmə sistemidir.
Quraşdırmanın ən vacib elementi də reaktordur, quraşdırmanı enerji təchizatı sisteminə inteqrasiya etmək və bərabərləşdirici cərəyanları məhdudlaşdıran rejimlər arasında nisbətən təhlükəsiz keçid etmək üçün nəzərdə tutulmuş, dolama kranı olan üç fazalı boğucudur.
Və nəhayət, köməkçi, lakin heç bir şəkildə ikincil alt sistemlər - ventilyasiya, yanacaq təchizatı, soyutma və qaz egzozları.

DDIBP quraşdırılmasının iş rejimləri

Düşünürəm ki, DDIBP quraşdırılmasının müxtəlif vəziyyətlərini təsvir etmək faydalı olardı:

• iş rejimi OFF

Quraşdırmanın mexaniki hissəsi hərəkətsizdir. Enerji idarəetmə sisteminə, avtomobilin qabaqcadan isitmə sisteminə, starter akkumulyatorları üçün üzən doldurma sisteminə və resirkulyasiya ventilyasiya qurğusuna verilir. Əvvəlcədən qızdırıldıqdan sonra quraşdırma başlamağa hazırdır.

• iş rejimi START

BAŞLAT əmri verildikdə, sürücünün xarici rotorunu və mühərrik generatorunu həddindən artıq debriyaj vasitəsilə döndərən DD işə düşür. Mühərrik isindikcə onun soyutma sistemi işə düşür. İş sürətinə çatdıqdan sonra sürücünün daxili rotoru fırlanmağa başlayır (doldurulur). Saxlama cihazının doldurulması prosesi dolayısı ilə onun istehlak etdiyi cərəyanla mühakimə olunur. Bu proses 5-7 dəqiqə çəkir.

Xarici enerji varsa, xarici şəbəkə ilə son sinxronizasiya üçün müəyyən vaxt tələb olunur və kifayət qədər in-faza dərəcəsi əldə edildikdə, quraşdırma ona qoşulur.

DD fırlanma sürətini azaldır və təxminən 10 dəqiqə çəkən soyutma dövrünə keçir, sonra isə dayanır. Həddindən artıq debriyaj sökülür və qurğunun sonrakı fırlanması akkumulyatordakı itkiləri kompensasiya edərkən motor-generator tərəfindən dəstəklənir. Quraşdırma yükü gücləndirməyə hazırdır və UPS rejiminə keçir.

Xarici enerji təchizatı olmadıqda, quraşdırma motor-generatordan yükü və öz ehtiyaclarını təmin etməyə hazırdır və DİZEL rejimində işləməyə davam edir.

• iş rejimi DİZEL

Bu rejimdə enerji mənbəyi DD-dir. Onun tərəfindən fırlanan motor-generator yükü gücləndirir. Gərginlik mənbəyi kimi motor generatoru aydın tezlik reaksiyasına malikdir və yükün böyüklüyündə qəfil dəyişikliklərə gecikmə ilə cavab verən nəzərəçarpacaq ətalətə malikdir. Çünki İstehsalçı qurğuları bu rejimdə dəniz DD əməliyyatı ilə tamamlayır, yalnız yanacaq ehtiyatları və quraşdırmanın istilik şəraitini saxlamaq imkanı ilə məhdudlaşır. Bu iş rejimində quraşdırma yaxınlığında səs təzyiqinin səviyyəsi 105 dBA-dan keçir.

• UPS iş rejimi

Bu rejimdə enerji mənbəyi xarici şəbəkədir. Reaktor vasitəsilə həm xarici şəbəkəyə, həm də yükə qoşulan motor-generator, yük gücünün reaktiv komponentini müəyyən hədlərdə kompensasiya edərək, sinxron kompensator rejimində işləyir. Ümumiyyətlə, xarici şəbəkə ilə seriyalı birləşdirilmiş bir DDIBP qurğusu, tərifinə görə, ekvivalent daxili empedansı artıraraq, gərginlik mənbəyi kimi xüsusiyyətlərini pisləşdirir. Bu iş rejimində quraşdırma yaxınlığında səs təzyiqinin səviyyəsi təxminən 100 dBA-dır.

Xarici şəbəkədə problemlər yarandıqda, qurğu ondan ayrılır, dizel mühərrikini işə salmaq əmri verilir və qurğu DİZEL rejiminə keçir. Qeyd etmək lazımdır ki, daim qızdırılan bir mühərrikin işə salınması, mühərrik şaftının fırlanma sürəti, həddindən artıq debriyajın bağlanması ilə quraşdırmanın qalan hissələrini aşana qədər yük olmadan baş verir. DD-nin işə salınması və işləmə sürətinə çatması üçün tipik vaxt 3-5 saniyədir.

• BYPASS iş rejimi

Lazım gələrsə, məsələn, texniki xidmət zamanı yük gücü birbaşa xarici şəbəkədən bypass xəttinə ötürülə bilər. Yan keçid xəttinə və geriyə keçid keçid cihazlarının cavab müddətinin üst-üstə düşməsi ilə baş verir ki, bu da yükə qısa müddətli güc itkisinin qarşısını almağa imkan verir, çünki İdarəetmə sistemi DDIBP qurğusunun çıxış gərginliyi ilə xarici şəbəkə arasında fazada saxlamağa çalışır. Bu halda, quraşdırmanın iş rejimi özü dəyişmir, yəni. DD işləyirdisə, o, işləməyə davam edəcək və ya quraşdırma özü xarici şəbəkədən qidalanırsa, davam edəcək.

• iş rejimi STOP

STOP əmri verildikdə, yükün gücü yan keçid xəttinə keçir, motor-generator və saxlama qurğusunun enerji təchizatı kəsilir. Quraşdırma bir müddət ətalətlə fırlanmağa davam edir və dayandıqdan sonra OFF rejiminə keçir.

DDIBP əlaqə diaqramları və onların xüsusiyyətləri

Tək quraşdırma

Bu, müstəqil DDIBP-dən istifadə etmək üçün ən sadə seçimdir. Quraşdırmanın iki çıxışı ola bilər - enerji təchizatı kəsilmədən NB (fasiləsiz, fasiləsiz güc) və qısamüddətli enerji kəsilməsi ilə SB (qısa fasilə, zəmanətli güc). Çıxışların hər birinin öz bypass yolu ola bilər (bax. Şəkil 1.).

Şəkil 1

NB çıxışı adətən kritik yükə (İT, soyuducu dövriyyə nasosları, dəqiq kondisionerlər) qoşulur və SB çıxışı enerji təchizatının qısa müddətli kəsilməsinin kritik olmadığı bir yükdür (soyuducu soyuducular). Kritik yükə enerji təchizatının tam itkisinin qarşısını almaq üçün quraşdırma çıxışının və bypass dövrəsinin dəyişdirilməsi vaxt üst-üstə düşür və hissənin mürəkkəb müqaviməti səbəbindən dövrə cərəyanları təhlükəsiz dəyərlərə endirilir. reaktor sarımının.

DDIBP-dən qeyri-xətti yükə qədər enerji təchizatına xüsusi diqqət yetirilməlidir, yəni. istehlak olunan cərəyanın spektral tərkibində nəzərəçarpacaq miqdarda harmoniklərin olması ilə xarakterizə olunan yük. Sinxron generatorun işinin xüsusiyyətlərinə və əlaqə diaqramına görə bu, quraşdırmanın çıxışında gərginlik dalğa formasının təhrif edilməsinə, həmçinin quraşdırma elektrik enerjisi ilə təchiz edildikdə istehlak olunan cərəyanın harmonik komponentlərinin olmasına səbəb olur. xarici alternativ gərginlik şəbəkəsi.

Aşağıda forma şəkilləri (bax. Şəkil 2) və xarici şəbəkədən qidalandıqda çıxış gərginliyinin harmonik təhlili (bax. Şəkil 3) verilmişdir. Harmonik təhrif əmsalı tezlik çeviricisi şəklində təvazökar qeyri-xətti yüklə 10% -i keçdi. Eyni zamanda, quraşdırma dizel rejiminə keçmədi ki, bu da idarəetmə sisteminin çıxış gərginliyinin harmonik təhrif əmsalı kimi mühüm parametrə nəzarət etmədiyini təsdiqləyir. Müşahidələrə görə, harmonik təhrifin səviyyəsi yük gücündən deyil, qeyri-xətti və xətti yükün güclərinin nisbətindən və təmiz aktiv, istilik yükü üzərində sınaqdan keçirildikdə, çıxışda gərginlik şəklindən asılıdır. quraşdırma sinusoidala həqiqətən yaxındır. Lakin bu vəziyyət reallıqdan çox uzaqdır, xüsusən də söhbət tezlik çeviriciləri daxil olan mühəndislik avadanlığının və hər zaman güc faktorunun korreksiyası (PFC) ilə təchiz edilməyən kommutasiya enerji təchizatı olan İT yüklərinin güclənməsinə gəldikdə.

Şəkil 2

Şəkil 3

Bu və sonrakı diaqramlarda üç hal diqqəti cəlb edir:

• Quraşdırmanın giriş və çıxışı arasında qalvanik əlaqə.
• Çıxışdan gələn faza yükünün balanssızlığı girişə çatır.
• Yük cərəyanının harmonikasını azaltmaq üçün əlavə tədbirlərə ehtiyac.
• Yük cərəyanının harmonik komponentləri və keçidlərin yaratdığı təhriflər çıxışdan girişə axır.

Paralel dövrə

Enerji təchizatı sistemini təkmilləşdirmək üçün DDIBP qurğuları ayrı-ayrı blokların giriş və çıxış sxemlərini birləşdirərək paralel qoşula bilər. Eyni zamanda başa düşmək lazımdır ki, sinxronizm və fazadaxili şərtlər yerinə yetirildikdə quraşdırma öz müstəqilliyini itirir və sistemin bir hissəsinə çevrilir, fizikada bu bir sözlə ifadə edilir - uyğunluq. Praktik nöqteyi-nəzərdən bu, sistemə daxil olan bütün qurğuların eyni rejimdə işləməsi deməkdir, məsələn, DD-dən qismən əməliyyat olan bir seçim və xarici şəbəkədən qismən əməliyyat qəbuledilməzdir. Bu halda, bypass xətti bütün sistem üçün ümumi yaradılır (bax. Şəkil 4).

Bu əlaqə sxemi ilə iki potensial təhlükəli rejim var:

• Uyğunluq şərtlərini qoruyarkən ikinci və sonrakı qurğuların sistemin çıxış avtobusuna qoşulması.
• Çıxış açarları açılana qədər uyğunluq şərtlərini qoruyarkən çıxış avtobusundan tək quraşdırmanın ayrılması.

Şəkil 4

Tək bir quraşdırmanın fövqəladə dayandırılması onun yavaşlamağa başladığı vəziyyətə gətirib çıxara bilər, lakin çıxış keçid cihazı hələ açılmayıb. Bu halda, qısa müddətdə, quraşdırma ilə sistemin qalan hissəsi arasındakı faza fərqi, qısa bir dövrə səbəb olan fövqəladə dəyərlərə çata bilər.

Fərdi quraşdırmalar arasında yük balansına da diqqət yetirməlisiniz. Burada nəzərdən keçirilən avadanlıqlarda balanslaşdırma generatorun düşən yük xarakteristikasına görə həyata keçirilir. Quraşdırmalar arasında qeyri-ideal və qeyri-bərabər xüsusiyyətlərinə görə, paylama da qeyri-bərabərdir. Bundan əlavə, maksimum yük dəyərlərinə yaxınlaşdıqda, paylamaya qoşulmuş xətlərin uzunluğu, qurğuların və yüklərin paylayıcı şəbəkəyə qoşulma nöqtələri, habelə keyfiyyət (keçid müqaviməti) kimi əhəmiyyətsiz görünən amillər təsir etməyə başlayır. ) əlaqələrin özləri.

Həmişə yadda saxlamalıyıq ki, DDIBP və keçid cihazları avtomatik idarəetmə sistemindən idarəetmə hərəkətlərinə cavab olaraq əhəmiyyətli bir ətalət anına və nəzərəçarpacaq gecikmə vaxtlarına malik elektromexaniki cihazlardır.

"Orta" gərginlik bağlantısı ilə paralel dövrə

Bu halda generator müvafiq transformasiya nisbətinə malik transformator vasitəsilə reaktora qoşulur. Beləliklə, reaktor və keçid maşınları "orta" gərginlik səviyyəsində işləyir və generator 0.4 kV səviyyəsində işləyir (bax. Şəkil 5).

Şəkil 5

Bu istifadə halında, son yükün təbiətinə və onun əlaqə diaqramına diqqət yetirməlisiniz. Bunlar. son yük aşağı endirici transformatorlar vasitəsilə birləşdirilirsə, nəzərə alınmalıdır ki, transformatorun təchizatı şəbəkəsinə qoşulması çox güman ki, nüvənin maqnitləşmə prosesi ilə müşayiət olunur, bu da öz növbəsində cərəyan istehlakının artmasına səbəb olur və, nəticədə, bir gərginlik düşməsi (bax. Şəkil 6).

Bu vəziyyətdə həssas avadanlıq düzgün işləməyə bilər.

Ən azı aşağı ətalətli işıqlandırma yanıb-sönür və standart motor tezlik çeviriciləri yenidən işə salınır.

Şəkil 6

"Bölünmüş" çıxış avtobusu ilə dövrə

Enerji təchizatı sistemindəki qurğuların sayını optimallaşdırmaq üçün istehsalçı, hər bir quraşdırmanın ayrı-ayrılıqda birdən çox qurğuya qoşulduğu, həm girişdə, həm də çıxışda paralel olan "parçalanmış" çıxış avtobusu olan bir sxemdən istifadə etməyi təklif edir. çıxış avtobusu. Bu halda, bypass xətlərinin sayı çıxış avtobuslarının sayına bərabər olmalıdır (bax. Şəkil 7).

Çıxış avtobuslarının müstəqil olmadığını və hər bir qurğunun keçid cihazları vasitəsilə bir-birinə qalvanik şəkildə bağlandığını başa düşmək lazımdır.

Beləliklə, istehsalçının təminatlarına baxmayaraq, bu dövrə bir neçə qalvanik olaraq bir-birinə bağlı çıxışa malik olan paralel dövrə vəziyyətində daxili ehtiyatla bir enerji təchizatını təmsil edir.

Şəkil 7

Burada, əvvəlki vəziyyətdə olduğu kimi, yalnız qurğular arasında deyil, çıxış avtobusları arasında yük balansına diqqət yetirmək lazımdır.

Həmçinin, bəzi müştərilər “çirkli” qidaların tədarükünə qəti şəkildə etiraz edirlər, yəni. istənilən iş rejimində yükə bypassdan istifadə etməklə. Bu yanaşma ilə, məsələn, məlumat mərkəzlərində, spikerlərdən birində problem (aşırı yüklənmə) faydalı yükün tam bağlanması ilə sistemin çökməsinə səbəb olur.

DDIBP-nin həyat dövrü və bütövlükdə enerji təchizatı sisteminə təsiri

Unutmamalıyıq ki, DDIBP qurğuları ən azı diqqətli münasibət və dövri texniki qulluq tələb edən elektromexaniki cihazlardır.

Baxım cədvəlinə istismardan çıxarılması, dayandırılması, təmizlənməsi, yağlanması (altı ayda bir dəfə), həmçinin generatorun sınaq yükünə yüklənməsi (ildə bir dəfə) daxildir. Bir quraşdırmaya xidmət etmək üçün adətən iki iş günü çəkir. Generatoru sınaq yükü ilə birləşdirmək üçün xüsusi hazırlanmış bir dövrənin olmaması faydalı yükün enerjisizləşdirilməsi ehtiyacına səbəb olur.

Məsələn, sınaq yükünü birləşdirmək üçün xüsusi bir dövrə olmadıqda, "orta" gərginlikdə ikiqat "split" avtobusa qoşulmuş 15 paralel işləyən DDIUPS-dən ibarət ehtiyat sistemi götürək.

Belə ilkin məlumatlarla sistemə hər gün rejimində 30(!) təqvim günü xidmət göstərmək üçün sınaq yükünü birləşdirmək üçün çıxış avtobuslarından birini enerjisizləşdirmək lazım gələcək. Beləliklə, çıxış avtobuslarından birinin faydalı yükünə enerji təchizatının mövcudluğu - 0,959, əslində isə hətta 0,92-dir.

Bundan əlavə, standart faydalı yüklü enerji təchizatı dövrəsinə qayıtmaq üçün lazımi sayda aşağı salınan transformatorların işə salınması tələb olunur ki, bu da öz növbəsində transformatorların maqnitləşmənin tərsinə çevrilməsi ilə əlaqəli bütün(!) sistemdə çoxsaylı gərginlik enişlərinə səbəb olacaqdır.

DDIBP-dən istifadə üçün tövsiyələr

Yuxarıda göstərilənlərdən rahat olmayan bir nəticə özünü göstərir - bir DDIBP istifadə edərək enerji təchizatı sisteminin çıxışında, bütün aşağıdakı şərtlər yerinə yetirildikdə yüksək keyfiyyətli (!) Fasiləsiz gərginlik mövcuddur:

• Xarici enerji təchizatı əhəmiyyətli çatışmazlıqlara malik deyil;
• Sistem yükü zamanla sabitdir, aktiv və xətti xarakter daşıyır (son iki xüsusiyyət məlumat mərkəzinin avadanlıqlarına aid deyil);
• Sistemdə reaktiv elementlərin dəyişdirilməsi nəticəsində yaranan təhriflər yoxdur.

Xülasə etmək üçün aşağıdakı tövsiyələri tərtib etmək olar:

• Mühəndislik və İT avadanlıqlarının enerji təchizatı sistemlərini ayırın və qarşılıqlı təsirləri minimuma endirmək üçün sonuncuları alt sistemlərə bölün.
• Tək quraşdırmaya bərabər tutumlu açıq hava sınaq yükünü birləşdirmək imkanı ilə bir qurğuya xidmət göstərmək imkanı təmin etmək üçün ayrı bir şəbəkə ayırın. Bu məqsədlər üçün əlaqə üçün sahəni və kabel qurğularını hazırlayın.
• Güc avtobusları, fərdi qurğular və fazalar arasında yük balansına daim nəzarət edin.
• DDIBP çıxışına qoşulmuş aşağı endirici transformatorlardan istifadə etməkdən çəkinin.
• Statistikanı toplamaq üçün avtomatlaşdırma və güc keçid cihazlarının işini diqqətlə yoxlayın və qeyd edin.
• Yükün enerji təchizatının keyfiyyətini yoxlamaq üçün qeyri-xətti yükdən istifadə edərək qurğuları və sistemləri sınaqdan keçirin.
• Xidmət edərkən başlanğıc akkumulyatorlarını sökün və ayrı-ayrılıqda sınaqdan keçirin, çünki... Sözdə ekvalayzerlərin və ehtiyat başlanğıc panelinin (RSP) olmasına baxmayaraq, bir nasaz batareyaya görə DD başlamaya bilər.
• Yük cərəyanının harmoniklərini minimuma endirmək üçün əlavə tədbirlər alın.
• Müxtəlif növ mexaniki problemlərin ilk təzahürlərinə tez cavab vermək üçün qurğuların səs və istilik sahələrini, vibrasiya testlərinin nəticələrini sənədləşdirin.
• Quraşdırmaların uzunmüddətli dayanma müddətindən qaçın, motor resurslarının bərabər paylanması üçün tədbirlər alın.
• Fövqəladə halların qarşısını almaq üçün quraşdırmanı vibrasiya sensorları ilə tamamlayın.
• Səs və istilik sahələri dəyişirsə, vibrasiya və ya yad qoxular yaranarsa, əlavə diaqnostika üçün qurğuları dərhal istismardan çıxarın.

PS Müəllif məqalənin mövzusu ilə bağlı rəy bildirdiyiniz üçün minnətdar olardı.

Mənbə: www.habr.com