Mga bahin sa mga sistema sa suplay sa kuryente gamit ang DDIBP

Butsev I.V.
[protektado sa email]

Mga bahin sa mga sistema sa suplay sa kuryente gamit ang Diesel Dynamic Uninterruptible Power Sources (DDIUPS)

Sa mosunod nga presentasyon, ang tagsulat mosulay sa paglikay sa marketing clichés ug mosalig lamang sa praktikal nga kasinatian. Ang mga DDIBP gikan sa HITEC Power Protection ihulagway nga mga subject sa pagsulay.

DDIBP nga kagamitan sa pag-install

Ang DDIBP device, gikan sa usa ka electromechanical nga punto sa panglantaw, morag yano ug matag-an.
Ang nag-unang tinubdan sa enerhiya mao ang Diesel Engine (DE), nga adunay igong gahum, nga gikonsiderar ang kaepektibo sa pag-instalar, alang sa dugay nga padayon nga suplay sa kuryente sa load. Kini, sumala niana, nagpahamtang ug higpit nga mga kinahanglanon sa kasaligan niini, kaandam sa paglansad ug kalig-on sa operasyon. Busa, hingpit nga makatarunganon nga gamiton ang mga DD sa barko, nga gipintalan pag-usab sa vendor gikan sa yellow ngadto sa kaugalingon nga kolor niini.

Ingon nga usa ka mabalik nga converter sa mekanikal nga enerhiya ngadto sa elektrikal nga enerhiya ug likod, ang pag-instalar naglakip sa usa ka motor-generator nga adunay gahum nga labaw sa gimarkahan nga gahum sa pag-instalar aron mapalambo, una sa tanan, ang dinamikong mga kinaiya sa tinubdan sa kuryente sa panahon sa lumalabay nga mga proseso.

Tungod kay ang tiggama nag-angkon nga walay hunong nga suplay sa kuryente, ang pag-instalar adunay usa ka elemento nga nagmintinar sa gahum sa load sa panahon sa mga transisyon gikan sa usa ka operating mode ngadto sa lain. Ang usa ka inertial accumulator o induction coupling nagsilbi niini nga katuyoan. Kini usa ka dako nga lawas nga nagtuyok sa taas nga tulin ug nagtigum sa mekanikal nga kusog. Gihubit sa tiggama ang aparato niini ingon usa ka asynchronous nga motor sa sulod sa usa ka asynchronous nga motor. Mga. Adunay usa ka stator, usa ka gawas nga rotor ug usa ka sulod nga rotor. Dugang pa, ang eksternal nga rotor hugot nga konektado sa komon nga shaft sa pag-instalar ug nagtuyok nga dungan sa shaft sa motor-generator. Ang internal nga rotor dugang nga nagtuyok kalabot sa gawas ug sa tinuud usa ka aparato sa pagtipig. Aron mahatagan ang gahum ug interaksyon tali sa indibidwal nga mga bahin, gigamit ang mga yunit sa brush nga adunay mga slip ring.

Aron masiguro ang pagbalhin sa mekanikal nga enerhiya gikan sa motor ngadto sa nahabilin nga mga bahin sa pag-instalar, gigamit ang usa ka overrunning clutch.

Ang labing hinungdanon nga bahin sa pag-instalar mao ang awtomatik nga sistema sa pagkontrol, nga, pinaagi sa pag-analisar sa mga parameter sa pag-operate sa indibidwal nga mga bahin, nakaimpluwensya sa pagkontrol sa pag-install sa kinatibuk-an.
Usab ang labing importante nga elemento sa pag-instalar mao ang usa ka reactor, usa ka three-phase choke nga adunay usa ka winding tap, nga gidisenyo aron i-integrate ang instalasyon ngadto sa power supply system ug tugotan ang medyo luwas nga pagbalhin tali sa mga mode, nga naglimite sa pag-equal sa mga sulog.
Ug sa katapusan, auxiliary, apan dili sa ikaduha nga mga subsystem - bentilasyon, suplay sa gasolina, makapabugnaw ug gas exhaust.

Operating mode sa DDIBP installation

Sa akong hunahuna kini mapuslanon nga ihulagway ang lainlaing mga estado sa usa ka pag-instalar sa DDIBP:

• operating mode OFF

Ang mekanikal nga bahin sa pag-instalar walay paglihok. Gisuplay ang gahum sa sistema sa pagkontrol, ang sistema sa preheating sa motor nga awto, ang naglutaw nga sistema sa bayad alang sa mga starter nga baterya, ug ang yunit sa bentilasyon sa recirculation. Human sa preheating, ang pag-instalar andam na nga magsugod.

• operating mode SUGOD

Kung gihatag ang START command, magsugod ang DD, nga magtuyok sa external rotor sa drive ug ang motor-generator pinaagi sa overrunning clutch. Samtang nagpainit ang makina, ang sistema sa pagpabugnaw niini gi-aktibo. Human sa pagkab-ot sa operating speed, ang internal rotor sa drive magsugod sa pagtuyok (charge). Ang proseso sa pag-charge sa usa ka storage device dili direkta nga gihukman sa kasamtangan nga gigamit niini. Kini nga proseso nagkinahanglan og 5-7 ka minuto.

Kung adunay magamit nga gahum sa gawas, nagkinahanglag pila ka oras alang sa katapusan nga pag-synchronize sa eksternal nga network ug, kung ang usa ka igo nga lebel sa in-phase nakab-ot, ang pag-install konektado niini.

Ang DD nagpamenos sa katulin sa pagtuyok ug moadto sa usa ka siklo sa pagpabugnaw, nga mokabat ug mga 10 ka minuto, gisundan sa paghunong. Ang overrunning clutch disngages ug dugang nga rotation sa instalasyon gisuportahan sa motor-generator samtang nagbayad sa mga pagkawala sa accumulator. Andam na ang pag-instalar aron ma-power ang load ug mobalhin sa UPS mode.

Kung wala ang eksternal nga suplay sa kuryente, ang pag-instalar andam na nga magamit ang load ug ang kaugalingon nga mga panginahanglanon gikan sa motor-generator ug nagpadayon sa pag-operate sa DIESEL mode.

• operating mode DIESEL

Niini nga mode, ang tinubdan sa enerhiya mao ang DD. Ang motor-generator nga gipatuyok niini nagpalihok sa karga. Ang motor-generator isip usa ka tinubdan sa boltahe adunay usa ka gipahayag nga frequency nga tubag ug adunay mamatikdan nga inertia, pagtubag sa usa ka paglangan sa kalit nga mga pagbag-o sa magnitude sa load. Kay Nakompleto sa tiggama ang mga pag-install gamit ang marine DD nga operasyon sa kini nga mode limitado lamang sa mga reserba sa gasolina ug ang abilidad sa pagpadayon sa thermal nga rehimen sa pag-install. Niini nga operating mode, ang lebel sa presyur sa tingog duol sa instalasyon milapas sa 105 dBA.

• UPS operating mode

Niini nga mode, ang tinubdan sa enerhiya mao ang eksternal nga network. Ang motor-generator, konektado pinaagi sa usa ka reactor sa gawas nga network ug sa load, naglihok sa synchronous compensator mode, compensating sulod sa pipila ka mga limitasyon sa reaktibo nga bahin sa load gahum. Sa kinatibuk-an, ang usa ka pag-instalar sa DDIBP nga konektado sa serye sa usa ka eksternal nga network, pinaagi sa kahulugan, nagpalala sa mga kinaiya niini isip usa ka tinubdan sa boltahe, nga nagdugang sa katumbas nga internal impedance. Niini nga operating mode, ang lebel sa presyur sa tingog duol sa pag-instalar mga 100 dBA.

Sa kaso sa mga problema sa gawas nga network, ang yunit gidiskonekta gikan niini, usa ka mando ang gihatag aron masugdan ang diesel nga makina ug ang yunit mobalhin sa DIESEL mode. Kinahanglan nga hinumdoman nga ang paglansad sa usa ka kanunay nga gipainit nga motor mahitabo nga wala’y karga hangtod nga ang katulin sa rotation sa shaft sa motor molapas sa nahabilin nga mga bahin sa pag-install nga adunay pagsira sa nag-overrunning clutch. Ang kasagaran nga oras sa pagsugod ug pagkab-ot sa mga katulin sa operasyon sa DD mao ang 3-5 segundos.

• BYPASS operating mode

Kon gikinahanglan, pananglitan, sa panahon sa pagmentinar, ang load power mahimong ibalhin ngadto sa bypass line direkta gikan sa external network. Ang pagbalhin sa linya sa bypass ug likod mahitabo nga adunay usa ka pagsapaw sa oras sa pagtubag sa mga aparato sa pagbalhin, nga nagtugot kanimo nga malikayan bisan ang usa ka hamubo nga pagkawala sa gahum sa karga tungod kay Ang sistema sa pagkontrol naningkamot sa pagpadayon sa in-phase tali sa output boltahe sa pag-instalar sa DDIBP ug sa gawas nga network. Sa kini nga kaso, ang operating mode sa pag-instalar mismo dili mausab, i.e. kung ang DD nagtrabaho, nan kini magpadayon sa pagtrabaho, o ang pag-instalar mismo gipadagan gikan sa usa ka eksternal nga network, nan kini magpadayon.

• operating mode STOP

Sa diha nga ang STOP nga sugo gihatag, ang load power ibalhin ngadto sa bypass line, ug ang power supply sa motor-generator ug storage device mabalda. Ang instalasyon nagpadayon sa pagtuyok pinaagi sa inertia sulod sa pipila ka panahon ug human sa paghunong kini moadto sa OFF mode.

Mga diagram sa koneksyon sa DDIBP ug ang ilang mga bahin

Usa ka instalasyon

Kini ang pinakasimple nga kapilian sa paggamit sa usa ka independenteng DDIBP. Ang pag-instalar mahimong adunay duha ka mga output - NB (walay break, uninterruptible power) nga dili makabalda sa power supply ug SB (short break, guaranteed power) nga adunay short-term interruption sa power. Ang matag usa sa mga output mahimong adunay kaugalingon nga bypass (tan-awa ang Fig. 1.).

Fig. 1

Ang output sa NB kasagaran konektado sa usa ka kritikal nga load (IT, refrigeration circulation pumps, precision air conditioners), ug ang SB output kay usa ka load diin ang usa ka hamubo nga panahon nga pagkabalda sa power supply dili kritikal (refrigeration chillers). Aron malikayan ang usa ka bug-os nga pagkawala sa suplay sa kuryente sa kritikal nga pagkarga, ang pagbalhin sa output sa pag-install ug ang bypass circuit gihimo uban ang pag-overlap sa oras, ug ang mga sulog sa sirkito gipakunhod sa luwas nga mga kantidad tungod sa komplikado nga pagsukol sa bahin. sa reactor winding.

Ang partikular nga pagtagad kinahanglan ibayad sa suplay sa kuryente gikan sa DDIBP ngadto sa nonlinear load, i.e. load, nga gihulagway pinaagi sa presensya sa usa ka mamatikdan nga kantidad sa harmonics sa spectral komposisyon sa gigamit nga kasamtangan. Tungod sa mga peculiarities sa operasyon sa synchronous generator ug ang koneksyon diagram, kini modala ngadto sa usa ka pagtuis sa boltahe waveform sa output sa instalasyon, ingon man usab sa presensya sa harmonic nga mga sangkap sa nahurot nga kasamtangan sa diha nga ang instalar gipadagan gikan sa. usa ka eksternal nga alternating boltahe nga network.

Sa ubos mao ang mga hulagway sa porma (tan-awa ang Fig. 2) ug ang harmonic analysis sa output boltahe (tan-awa ang Fig. 3) kung gipadagan gikan sa usa ka eksternal nga network. Ang harmonic distortion coefficient milapas sa 10% nga adunay kasarangan nga nonlinear load sa porma sa frequency converter. Sa parehas nga oras, ang pag-install wala magbalhin sa mode nga diesel, nga nagpamatuod nga ang sistema sa pagkontrol wala mag-monitor sa usa ka hinungdanon nga parameter sama sa harmonic distortion coefficient sa output boltahe. Sumala sa mga obserbasyon, ang lebel sa harmonic distortion wala magdepende sa gahum sa pagkarga, apan sa ratio sa mga gahum sa nonlinear ug linear load, ug kung gisulayan sa usa ka lunsay nga aktibo, thermal load, ang porma sa boltahe sa output sa Ang pag-instalar duol ra sa sinusoidal. Apan kini nga sitwasyon layo kaayo sa reyalidad, ilabi na kon bahin sa powering engineering equipment nga naglakip sa frequency converters, ug IT load nga adunay switching power supply nga dili kanunay adunay power factor correction (PFC).

Fig. 2

Fig. 3

Niini ug sa sunod nga mga diagram, tulo ka mga kahimtang ang mamatikdan:

• Galvanic nga koneksyon tali sa input ug output sa instalasyon.
• Ang imbalance sa phase load gikan sa output moabot sa input.
• Ang panginahanglan alang sa dugang nga mga lakang sa pagpakunhod sa load kasamtangan nga harmonics.
• Harmonic nga mga sangkap sa load nga kasamtangan ug pagtuis tungod sa mga lumalabay nga agos gikan sa output ngadto sa input.

Parallel circuit

Aron mapauswag ang sistema sa suplay sa kuryente, ang mga yunit sa DDIBP mahimong konektado nga managsama, nga nagkonektar sa input ug output nga mga sirkito sa mga indibidwal nga yunit. Sa samang higayon, gikinahanglan nga masabtan nga ang pag-instalar mawad-an sa kagawasan niini ug mahimong bahin sa sistema kung ang mga kondisyon sa synchronism ug in-phase nahimamat; sa pisika kini gipasabut sa usa ka pulong - coherence. Gikan sa usa ka praktikal nga punto sa panglantaw, kini nagpasabot nga ang tanan nga mga instalasyon nga gilakip sa sistema kinahanglan nga molihok sa sama nga mode, i.e., pananglitan, ang usa ka kapilian nga adunay partial nga operasyon gikan sa DD, ug ang partial nga operasyon gikan sa eksternal nga network dili madawat. Niini nga kaso, ang bypass nga linya gihimo nga komon sa tibuok nga sistema (tan-awa ang Fig. 4).

Uban niini nga laraw sa koneksyon, adunay duha nga posible nga peligro nga mga paagi:

• Pagkonektar sa ikaduha ug sunod-sunod nga mga instalasyon sa sistema sa output bus samtang nagmintinar sa mga kondisyon sa panag-uban.
• Ang pagdiskonekta sa usa ka instalasyon gikan sa output bus samtang nagmintinar sa mga kondisyon sa pagkahiusa hangtud nga ang mga switch sa output maablihan.

Fig. 4

Ang usa ka emerhensya nga pagsira sa usa ka instalasyon mahimong mosangpot sa usa ka sitwasyon diin kini nagsugod sa paghinay, apan ang output switching device wala pa maabli. Sa kini nga kaso, sa usa ka mubo nga panahon, ang kalainan sa hugna tali sa pag-install ug ang nahabilin nga sistema mahimong makaabut sa mga kantidad sa emerhensya, hinungdan sa usa ka mubo nga sirkito.

Kinahanglan mo usab nga hatagan ug pagtagad ang pagbalanse sa load tali sa indibidwal nga mga instalasyon. Sa mga ekipo nga gikonsiderar dinhi, ang pagbalanse gihimo tungod sa pagkahulog nga kinaiya sa pagkarga sa generator. Tungod sa dili maayo ug dili parehas nga mga kinaiya sa mga higayon sa pag-install tali sa mga instalasyon, dili parehas ang pag-apod-apod. Dugang pa, kung nagkaduol na sa labing kadaghan nga kantidad sa pagkarga, ang pag-apod-apod nagsugod nga maimpluwensyahan sa ingon dili hinungdanon nga mga hinungdan sama sa gitas-on sa mga konektado nga linya, ang mga punto sa koneksyon sa network sa pag-apod-apod sa mga pag-install ug mga karga, ingon man ang kalidad (pagsukol sa transisyon. ) sa mga koneksyon mismo.

Kinahanglan natong hinumdoman kanunay nga ang mga DDIBP ug mga switching device maoy mga electromechanical device nga adunay mahinungdanong gutlo sa inertia ug mamatikdan nga mga oras sa paglangan isip tubag sa pagkontrol sa mga aksyon gikan sa automatic control system.

Parallel circuit nga adunay "medium" nga koneksyon sa boltahe

Sa kini nga kaso, ang generator konektado sa reactor pinaagi sa usa ka transformer nga adunay angay nga ratio sa pagbag-o. Busa, ang reactor ug switching machine naglihok sa usa ka "average" nga lebel sa boltahe, ug ang generator naglihok sa lebel nga 0.4 kV (tan-awa ang Fig. 5).

Fig. 5

Uban niini nga kaso sa paggamit, kinahanglan nimo nga hatagan pagtagad ang kinaiya sa katapusan nga pagkarga ug ang diagram sa koneksyon niini. Mga. kung ang katapusan nga load konektado pinaagi sa step-down transformers, kini kinahanglan nga palas-anon diha sa hunahuna nga ang pagkonektar sa transformer ngadto sa supply network mao ang lagmit nga inubanan sa usa ka magnetization reversal proseso sa kinauyokan, nga sa baylo hinungdan sa usa ka inrush sa kasamtangan nga konsumo ug, sa ingon, usa ka paglusot sa boltahe (tan-awa ang Fig. 6).

Ang sensitibo nga kagamitan mahimong dili molihok sa husto sa kini nga sitwasyon.

Labing menos ang ubos nga inertia nga suga mokidlap ug ang default nga frequency sa motor nga mga converter gi-restart.

Fig. 6

Circuit nga adunay "split" output bus

Aron ma-optimize ang gidaghanon sa mga pag-install sa sistema sa suplay sa kuryente, ang tiggama nagsugyot nga mogamit usa ka laraw nga adunay usa ka "split" output bus, diin ang mga pag-install parehas sa input ug output, nga ang matag pag-install nga indibidwal konektado sa labaw sa usa output bus. Sa kini nga kaso, ang gidaghanon sa mga bypass nga linya kinahanglan nga katumbas sa gidaghanon sa mga output bus (tan-awa ang Fig. 7).

Kinahanglang sabton nga ang mga output bus dili independente ug galvanically konektado sa usag usa pinaagi sa switching device sa matag instalasyon.

Busa, bisan pa sa mga pasalig sa tiggama, kini nga sirkito nagrepresentar sa usa ka suplay sa kuryente nga adunay internal nga redundancy, sa kaso sa usa ka parallel circuit, nga adunay daghang galvanically interconnected nga mga output.

Fig. 7

Dinhi, sama sa miaging kaso, kinahanglan nga hatagan pagtagad dili lamang ang pagbalanse sa load tali sa mga instalasyon, apan tali sa mga output bus.

Usab, ang pipila ka mga kustomer categorically mosupak sa suplay sa "hugaw" nga pagkaon, i.e. gamit ang bypass sa load sa bisan unsang operating mode. Uban niini nga pamaagi, pananglitan sa mga sentro sa datos, ang usa ka problema (sobra nga karga) sa usa sa mga spokes mosangpot sa pagkahagsa sa sistema nga adunay bug-os nga pagsira sa payload.

Siklo sa kinabuhi sa DDIBP ug ang epekto niini sa sistema sa suplay sa kuryente sa kinatibuk-an

Dili nato kalimtan nga ang mga instalasyon sa DDIBP kay mga electromekanikal nga mga himan nga nanginahanglan ug pagtagad, sa labing gamay, matinahuron nga kinaiya ug kanunay nga pagmentinar.

Ang iskedyul sa pagmentinar naglakip sa decommissioning, shutdown, paglimpyo, lubrication (kausa sa matag unom ka bulan), ingon man ang pagkarga sa generator ngadto sa test load (kausa sa usa ka tuig). Kasagaran nagkinahanglan og duha ka adlaw sa negosyo aron maserbisyohan ang usa ka instalasyon. Ug ang pagkawala sa usa ka espesyal nga gidisenyo nga sirkito alang sa pagkonektar sa generator sa pagsulay nga load nagdala ngadto sa panginahanglan sa de-energize sa payload.

Pananglitan, magkuha kita og usa ka redundant nga sistema sa 15 parallel operating DDIUPS nga konektado sa "average" nga boltahe sa usa ka double "split" nga bus kung wala ang usa ka dedikado nga sirkito alang sa pagkonektar sa test load.

Uban sa ingon nga inisyal nga datos, aron maserbisyohan ang sistema sa 30(!) nga mga adlaw sa kalendaryo sa matag adlaw nga mode, kinahanglan nga i-de-energize ang usa sa mga output bus aron makonektar ang pagsulay nga karga. Sa ingon, ang pagkaanaa sa suplay sa kuryente sa payload sa usa sa mga output bus mao ang - 0,959, ug sa tinuud bisan 0,92.

Dugang pa, ang pagbalik sa standard nga payload power supply circuit manginahanglan nga i-on ang gikinahanglan nga gidaghanon sa mga step-down transformer, nga, sa baylo, magpahinabog daghang boltahe nga dips sa tibuok(!) nga sistema nga nalangkit sa magnetization reversal sa mga transformer.

Mga rekomendasyon sa paggamit sa DDIBP

Gikan sa ibabaw, ang usa ka dili makapahupay nga konklusyon nagsugyot sa iyang kaugalingon - sa output sa sistema sa suplay sa kuryente gamit ang usa ka DDIBP, ang taas nga kalidad (!) nga walay hunong nga boltahe anaa kung ang tanan nga mosunod nga mga kondisyon natuman:

• Ang suplay sa kuryente sa gawas walay mahinungdanong mga kakulian;
• Ang load sa sistema mao ang makanunayon sa paglabay sa panahon, aktibo ug linear sa kinaiyahan (ang katapusan nga duha ka mga kinaiya dili magamit sa data center ekipo);
• Walay mga pagtuis sa sistema tungod sa pagbalhin sa mga reaktibo nga elemento.

Sa pag-summarize, ang mosunod nga mga rekomendasyon mahimong maporma:

• Ibulag ang mga sistema sa suplay sa kuryente sa mga kagamitan sa engineering ug IT, ug bahina ang naulahi sa mga subsystem aron maminusan ang impluwensya sa usag usa.
• Ipahinungod ang usa ka bulag nga network aron masiguro ang katakus sa pagserbisyo sa usa ka instalasyon nga adunay katakus sa pagkonektar sa usa ka load sa pagsulay sa gawas nga adunay kapasidad nga katumbas sa usa ka pag-install. Pag-andam sa site ug mga pasilidad sa cable alang sa koneksyon alang niini nga mga katuyoan.
• Kanunay nga bantayan ang balanse sa load tali sa mga bus sa kuryente, indibidwal nga pag-install ug mga hugna.
• Likayi ang paggamit sa mga step-down transformer nga konektado sa output sa DDIBP.
• Sulayi pag-ayo ug irekord ang operasyon sa mga aparato sa automation ug pagbalhin sa kuryente aron makolekta ang mga istatistika.
• Aron mapamatud-an ang kalidad sa suplay sa kuryente sa load, pagsulay sa mga instalasyon ug mga sistema gamit ang non-linear load.
• Kung nagserbisyo, i-disassemble ang mga starter nga baterya ug sulayi kini nga tagsa-tagsa, tungod kay... Bisan pa sa presensya sa gitawag nga mga equalizer ug usa ka backup start panel (RSP), tungod sa usa ka sayup nga baterya, ang DD mahimong dili magsugod.
• Paghimo og dugang nga mga lakang aron mamenosan ang load current harmonics.
• Idokumento ang tingog ug kainit nga mga natad sa mga instalasyon, ang mga resulta sa mga pagsulay sa vibration alang sa usa ka dali nga tubag sa unang mga pagpakita sa nagkalain-laing matang sa mekanikal nga mga problema.
• Likayi ang dugay nga downtime sa mga instalasyon, paghimog mga lakang aron parehas nga maapod-apod ang mga kahinguhaan sa motor.
• Kompletoha ang pag-instalar gamit ang mga vibration sensor aron malikayan ang mga sitwasyon sa emerhensya.
• Kung magbag-o ang sound ug thermal field, motungha ang vibration o langyaw nga baho, kuhaa dayon ang mga instalasyon sa serbisyo para sa dugang diagnostics.

PS Ang tagsulat mapasalamaton alang sa feedback sa hilisgutan sa artikulo.

Source: www.habr.com