🥇Caratteristiche di i sistemi di alimentazione chì utilizanu DDIBP

Funzioni di i sistemi di alimentazione elettrica chì utilizanu fonti di energia ininterrotta dinamica diesel (DDIUPS)

In a presentazione seguente, l'autore pruverà à evità i clichés di marketing è s'appoghjarà solu in l'esperienza pratica. I DDIBP da HITEC Power Protection seranu descritti cum'è sugetti di prova.

Dispositivu di stallazione DDIBP

U dispusitivu DDIBP, da un puntu di vista elettromeccanicu, pare abbastanza simplice è prevedibile.
A fonte principale di energia hè un Motore Diesel (DE), cù una putenza sufficiente, tenendu in contu l'efficienza di a stallazione, per un fornimentu d'energia cuntinuu à longu andà à a carica. Questu, per quessa, impone esigenze abbastanza strette nantu à a so affidabilità, a prontezza à lancià è a stabilità di u funziunamentu. Per quessa, hè cumplettamente logicu di utilizà DD di nave, chì u vinditore repinta da u giallu à u so culore.

Cum'è un convertitore reversibile di energia meccanica in energia elettrica è volta, a stallazione include un mutore-generatore cù una putenza chì supera a putenza nominale di a stallazione per migliurà, prima di tuttu, e caratteristiche dinamiche di a fonte di energia durante i prucessi transitori.

Siccomu u fabricatore dichjara l'alimentazione ininterrotta, a stallazione cuntene un elementu chì mantene a putenza à a carica durante e transizioni da un modu operativu à l'altru. Un accumulatore inerziale o un accoppiamentu induttivu serve stu scopu. Hè un corpu massivu chì gira à alta velocità è accumula energia meccanica. U fabricatore descrive u so dispusitivu cum'è un mutore asincronu in un mutore asincronu. Quelli. Ci hè un stator, un rotore esternu è un rotore internu. Inoltre, u rotore esternu hè rigidamente cunnessu à l'arburu cumunu di l'installazione è gira in sincronia cù l'arburu di u mutore-generatore. U rotore internu gira in più in quantu à l'esterno è hè in realtà un dispositivu di almacenamento. Per furnisce u putere è l'interazzione trà e parti individuali, unità di spazzole cù anelli di slip sò aduprate.

Per assicurà u trasferimentu di l'energia meccanica da u mutore à e parti restante di a stallazione, hè utilizatu un embrague overrunning.

A parte più impurtante di a stallazione hè u sistema di cuntrollu automaticu, chì, analizendu i paràmetri di u funziunamentu di e parti individuali, influenza u cuntrollu di a stallazione in tuttu.
Inoltre, l'elementu più impurtante di a stallazione hè un reactor, un choke trifase cù un tappettu di bobina, cuncepitu per integrà a stallazione in u sistema di alimentazione è permette un cambiamentu relativamente sicuru trà i modi, limitendu i currenti equalizing.
È, finarmenti, ausiliari, ma in nessun modu subsistemi secundari - ventilazione, supply fuel, cooling and gas exhaust.

Modi operativi di a stallazione DDIBP

Pensu chì saria utile per descriverà i diversi stati di una installazione DDIBP:

u modu di funziunamentu OFF

A parte meccanica di a stallazione hè immobile. L'energia hè furnita à u sistema di cuntrollu, u sistema di preriscaldamentu di u veiculu, u sistema di carica flottante per e batterie di starter, è l'unità di ventilazione di recirculazione. Dopu à preriscaldamentu, a stallazione hè pronta per inizià.

modu di funziunamentu START

Quandu u cumandamentu di START hè datu, u DD principia, chì gira u rotore esternu di l'accionamentu è u mutore-generatore attraversu u clutch overrunning. Quandu u mutore si riscalda, u so sistema di rinfrescante hè attivatu. Dopu avè righjuntu a vitezza di u funziunamentu, u rotore internu di l'accionamentu cumencia à spin up (carica). U prucessu di carica un dispositivu di almacenamentu hè ghjudicatu indirettamente da u currente chì cunsuma. Stu prucessu dura 5-7 minuti.

Se u putere esternu hè dispunibule, ci vole un pocu di tempu per a sincronizazione finali cù a reta esterna è, quandu un gradu sufficente di in-fase hè ottenutu, a stallazione hè cunnessa à questu.

U DD reduce a vitezza di rotazione è entra in un ciculu di rinfrescante, chì dura circa 10 minuti, seguita da una fermata. U clutch overrunning si disimpegna è a rotazione ulteriore di l'installazione hè supportata da u mutore-generatore mentre cumpensà e perdite in l'accumulatore. L'installazione hè pronta per alimentà a carica è cambia à u modu UPS.

In l'absenza di l'alimentazione esterna, a stallazione hè pronta per alimentà a carica è e so propiu bisogni da u mutore-generatore è cuntinueghja à travaglià in modu DIESEL.

modu di funziunamentu DIESEL

In questu modu, a fonte di energia hè u DD. U mutore-generatore rotatu da ellu alimenta a carica. U mutore-generatore cum'è una fonte di tensione hà una risposta di frequenza pronunciata è hà una inerzia notevuli, chì risponde cun ritardu à cambiamenti bruschi in a magnitudine di carica. Perchè U fabricatore compie l'installazione cù u funziunamentu marinu DD in questu modu hè limitatu solu da riserve di carburante è a capacità di mantene e cundizioni termali di a stallazione. In questu modu di funziunamentu, u livellu di pressione sonora vicinu à a stallazione supera 105 dBA.

Modu operativu UPS

In questu modu, a fonte di energia hè a reta esterna. U mutore-generatore, cunnessu à traversu un reattore à a reta esterna è à a carica, opera in modu di compensatore sincronu, cumpensendu in certi limiti a cumpunente reattiva di a putenza di carica. In generale, una stallazione DDIBP cunnessa in serie cù una rete esterna, per definizione, aggrava e so caratteristiche cum'è fonte di tensione, aumentendu l'impedenza interna equivalente. In questu modu di funziunamentu, u livellu di pressione di u sonu vicinu à a stallazione hè di circa 100 dBA.

In casu di prublemi cù a reta esterna, l'unità hè disconnected from it, un cumandamentu hè datu per inizià u mutore diesel è l'unità cambia à u modu DIESEL. Si deve esse nutatu chì u lanciamentu di un mutore constantemente riscaldatu si faci senza carica finu à chì a velocità di rotazione di l'arburu di u mutore supera a parte restante di a stallazione cù a chjusa di l'embrague overrunning. U tempu tipicu per inizià è ghjunghje à a velocità operativa di u DD hè di 3-5 seconde.

Modu operativu BYPASS

Se necessariu, per esempiu, durante u mantenimentu, u putere di carica pò esse trasferitu à a linea di bypass direttamente da a reta esterna. U cambiamentu à a linea di bypass è u ritornu si verifica cù una sovrapposizione in u tempu di risposta di i dispositi di commutazione, chì vi permette di evità ancu una perdita di putenza à cortu termine à a carica perchè U sistema di cuntrollu strive à mantene in fase trà a tensione di output di l'installazione DDIBP è a reta esterna. In questu casu, u modu di u funziunamentu di a stallazione stessu ùn cambia micca, i.e. se u DD hà travagliatu, allora hà da cuntinuà à travaglià, o l'installazione stessu hè stata alimentata da una reta esterna, allora cuntinuà.

modu di funziunamentu STOP

Quandu u cumandamentu STOP hè datu, a putenza di carica hè cambiata à a linea di bypass, è l'alimentazione di u mutore-generatore è u dispusitivu di almacenamentu hè interrotta. A stallazione cuntinueghja à rotà per inerzia per un certu tempu è dopu à esse firmata passa in modu OFF.

Schemi di cunnessione DDIBP è e so caratteristiche

Installazione unica

Questa hè l'opzione più simplice per utilizà un DDIBP indipendenti. A stallazione pò avè duie uscite - NB (senza ruttura, senza interruzzione) senza interrompe l'alimentazione è SB (short break, guarantis power) cù una interruzzione di corta durazione di u putere. Ognunu di l'outputs pò avè u so propiu bypass (vede Fig. 1.).

Fig. 1

L'output NB hè generalmente cunnessu à una carica critica (IT, pompe di circulazione di refrigerazione, condizionatori d'aria di precisione), è l'output SB hè una carica per quale una interruzzione di cortu termine di l'alimentazione ùn hè micca critica (chillers di refrigerazione). Per evità una perdita cumpleta di l'alimentazione à a carica critica, a commutazione di l'output di l'installazione è u circuitu di bypass hè realizatu cù sovrapposizione di u tempu, è i currenti di u circuitu sò ridotti à valori sicuri per via di a cumplessa resistenza di parte. di l'avvolgimentu di u reattore.

Una attenzione particulare deve esse pagata à l'alimentazione da u DDIBP à a carica non lineale, i.e. carica, chì hè carattarizatu da a prisenza di una quantità notevuli di armoniche in a cumpusizioni spettrali di u currente cunsumatu. A causa di e peculiarità di u funziunamentu di u generatore sincronu è u schema di cunnessione, questu porta à una distorsione di a forma d'onda di tensione à l'output di l'installazione, è ancu a presenza di cumpunenti armonichi di u currente cunsumatu quandu l'installazione hè alimentata da una rete esterna di tensione alternata.

Quì sottu sò l'imaghjini di a forma (vede Fig. 2) è l'analisi armonica di a tensione di output (vede Fig. 3) quandu hè alimentatu da una reta esterna. U coefficient di distorsione armonica superava u 10% cù una modesta carica non lineale in forma di convertitore di frequenza. À u stessu tempu, a stallazione ùn hà micca cambiatu à u modu di diesel, chì cunfirma chì u sistema di cuntrollu ùn monitoreghja micca un parametru cusì impurtante cum'è u coefficient di distorsione armonica di a tensione di output. Sicondu l'osservazioni, u livellu di distorsione armonica ùn dipende micca di a putenza di carica, ma di u rapportu di i putenzi di a carica non-linear è lineale, è quandu hè pruvatu nantu à una carica pura attiva, termale, a forma di tensione à l'output di u. a stallazione hè veramente vicinu à sinusoidal. Ma sta situazione hè assai luntanu da a realità, soprattuttu quandu si tratta di alimentà l'equipaggiu di l'ingegneria chì include convertitori di frequenza, è carichi IT chì anu un alimentatore di commutazione chì ùn sò micca sempre equipati di una correzione di fattore di putenza (PFC).

Fig. 2

Fig. 3

In questu è i diagrammi successivi, trè circustanze sò degne di nota:

Cunnessione galvanica trà l'input è l'output di l'installazione.
U sbilanciamentu di a carica di fasa da l'output righjunghji l'input.
A necessità di misure supplementari per riduce l'armoniche di corrente di carica.
Cumpunenti armonichi di u currenti di carica è distorsioni causati da transitori flussu da u output à l'input.

Circuitu parallellu

Per rinfurzà u sistema di supply supply, l'unità DDIBP ponu esse cunnessi in parallelu, culligandu i circuiti di input è output di unità individuali. À u listessu tempu, hè necessariu di capisce chì a stallazione perde a so indipendenza è diventa parte di u sistema quandu i cundizioni di sincronismo è in-fase sò scontri, in fisica questu hè riferitu in una sola parolla - coherenza. Da un puntu di vista praticu, questu significa chì tutte e installazioni incluse in u sistema devenu operanu in u stessu modu, vale à dì, per esempiu, una opzione cù operazione parziale da u DD, è l'operazione parziale da a reta esterna ùn hè micca accettata. In questu casu, a linea di bypass hè creata cumuna à tuttu u sistema (vede Fig. 4).

Cù stu schema di cunnessione, ci sò dui modi potenzialmente periculosi:

Cunnettendu a seconda è e successive installazioni à u bus di output di u sistema mantenendu e cundizioni di coerenza.
Disconnecting una sola installazione da u bus di output mantenendu e cundizioni di coerenza finu à chì i switches di output sò aperti.

Fig. 4

Un arrestu d'urgenza di una sola installazione pò purtà à una situazione induve principia à rallentà, ma u dispusitivu di cambiamentu di output ùn hè ancu apertu. In questu casu, in pocu tempu, a diferenza di fasa trà a stallazione è u restu di u sistema pò ghjunghje à i valori d'urgenza, causendu un cortu circuitu.

Avete ancu bisognu di attentu à l'equilibriu di carica trà installazioni individuali. In l'equipaggiu cunzidiratu quì, l'equilibriu hè realizatu per via di a caratteristica di caduta di carica di u generatore. A causa di a so non-idealità è e caratteristiche non identiche di l'istanzi di stallazione trà e installazioni, a distribuzione hè ancu irregulare. Inoltre, quandu si avvicina à i valori massimi di carica, a distribuzione principia à esse influinzata da fatturi chì apparentemente insignificanti cum'è a durata di e linee cunnessi, i punti di cunnessione à a reta di distribuzione di installazioni è carichi, è ancu a qualità (resistenza di transizione). ) di e cunnessione stessu.

Avemu sempre ricurdà chì i DDIBP è i dispositi di cunversione sò apparecchi elettromeccanici cù un momentu significativu di inerzia è tempi di ritardu notevuli in risposta à l'azzioni di cuntrollu da u sistema di cuntrollu automaticu.

Circuitu parallelu cù cunnessione di tensione "mediu".

In questu casu, u generatore hè cunnessu à u reattore per mezu di un transformatore cù un rapportu di trasfurmazioni adattatu. Cusì, u reattore è i machini di cunversione operanu à un livellu di tensione "media", è u generatore opera à un livellu di 0.4 kV (vede Fig. 5).

Fig. 5

Cù stu casu d'usu, avete bisognu di attentu à a natura di a carica finali è u so schema di cunnessione. Quelli. Se a carica finali hè cunnessa per mezu di trasformatori step-down, deve esse cunsideratu chì a cunnessione di u trasformatore à a reta di furnimentu hè assai prubabile accumpagnata da un prucessu di inversione di magnetizazione di u core, chì à u turnu pruvucarà un inrush di u cunsumu di corrente è, in cunseguenza, un dip di tensione (vede Fig. 6).

L'equipaggiu sensitivu ùn pò micca funzionà bè in questa situazione.

Almenu l'illuminazione di bassa inerzia lampeghja è i convertitori di frequenza di u mutore predeterminati sò riavviati.

Fig. 6

Circuitu cù un bus di output "split".

Per ottimisà u nùmeru di installazioni in u sistema di alimentazione, u fabricatore prupone di utilizà un schema cù un bus di output "split", in quale l'installazione sò parallele in input è output, cù ogni installazione individualmente cunnessa à più di una. bus di output. In questu casu, u numeru di linee di bypass deve esse uguali à u numeru di buses di output (vede Fig. 7).

Ci vole à capisce chì i busi di output ùn sò micca indipindenti è sò cunnessi galvanicamente l'un à l'altru attraversu i dispositivi di commutazione di ogni installazione.

Cusì, malgradu l'assicurazioni di u fabricatore, stu circuitu rapprisenta una fonte d'energia cù redundancy interna, in u casu di un circuitu parallelu, avè parechje outputs interconnessi galvanicamente.

Fig. 7

Quì, cum'è in u casu precedente, hè necessariu di attentu micca solu à l'equilibriu di carica trà e installazioni, ma trà i busi di output.

Inoltre, certi clienti oggettu categuricamente à u fornimentu di l'alimentu "sporcu", i.e. aduprendu un bypass à a carica in ogni modu operativu. Cù questu approcciu, per esempiu in i centri di dati, un prublema (sovracarga) nantu à unu di i raggi porta à un crash di u sistema cù un chjusu cumpletu di u payload.

Ciclu di vita di DDIBP è u so impattu annantu à u sistema di alimentazione in generale

Ùn ci vole à scurdà chì e installazioni DDIBP sò apparecchi elettromeccanici chì necessitanu attenti, per dì u minimu, attitudine reverente è mantenimentu periodicu.

U calendariu di mantenimentu include decommissioning, shutdown, cleaning, lubrication (una volta ogni sei mesi), è ancu di carricà u generatore à una carica di prova (una volta à l'annu). Di genere, ci vole dui ghjorni di travagliu per serve una installazione. È l'assenza di un circuitu apposta per cunnette u generatore à a carica di prova porta à a necessità di disenergizà a carica utile.

Per esempiu, pigliemu un sistema redundante di 15 DDIUPS operativi paralleli cunnessi à a tensione "media" à un busu doppiu "split" in l'absenza di un circuitu dedicatu per cunnette a carica di prova.

Cù tali dati iniziali, per u serviziu di u sistema per 30 (!) ghjorni di calendariu in ogni modu di l'altru ghjornu, serà necessariu di de-energize unu di i bus di output per cunnette a carica di prova. Cusì, a dispunibilità di l'alimentazione elettrica à a carica di unu di i busi di output hè - 0,959, è in fattu ancu 0,92.

In più, vultà à u circuitu standard di alimentazione di carichi pagali hà bisognu di accende u numeru necessariu di trasformatori step-down, chì, à u turnu, pruvucarà parechji dips di tensione in tuttu u sistema (!) assuciatu à l'inversione di magnetizazione di i trasformatori.

Raccomandazioni per l'usu di DDIBP

Da quì sopra, una cunclusione micca cunfortu suggerisce - à l'output di u sistema di alimentazione cù un DDIBP, una tensione ininterrotta d'alta qualità (!) hè presente quandu tutte e seguenti cundizioni sò soddisfatte:

L'alimentazione esterna ùn hà micca inconvenienti significativi;
A carica di u sistema hè custante in u tempu, attiva è lineare in natura (l'ultimi dui caratteristiche ùn sò micca appiicati à l'equipaggiu di u centru di dati);
Ùn ci sò micca distorsioni in u sistema causate da cambià elementi reattivi.

Per sintetizà, i seguenti cunsiglii ponu esse formulati:

Separate i sistemi di alimentazione di l'ingegneria è l'equipaggiu IT, è dividite l'ultimi in sottosistemi per minimizzà l'influenza mutuale.
Dedicate una rete separata per assicurà a capacità di serve una sola installazione cù a capacità di cunnette una carica di prova esterna cù una capacità uguale à una sola installazione. Preparate u situ è e facilità di cable per a cunnessione per questi scopi.
Monitorate constantemente u bilanciu di carica trà i bus di putenza, installazioni individuali è fasi.
Evite aduprà trasformatori step-down cunnessi à l'output di u DDIBP.
Pruvate cù cura è arregistrate u funziunamentu di l'automatizazione è i dispositi di cambiamentu di putenza per cullà statistiche.
Per verificà a qualità di l'alimentazione à a carica, teste installazioni è sistemi cù una carica non lineale.
Durante l'assistenza, smontate e batterie di starter è pruvate individualmente, perchè ... Malgradu a prisenza di i cosiddetti equalizers è un pannellu di partenza di salvezza (RSP), per via di una batteria difettu, u DD ùn pò micca principià.
Pigliate misure supplementari per minimizzà l'armoniche di corrente di carica.
Documentate i campi di sonu è termale di installazioni, i risultati di testi di vibrazione per una risposta rapida à e prime manifestazioni di varii tipi di prublemi meccanichi.
Evite i tempi di inattività à longu andà di l'installazione, pigliate misure per distribuisce uniformemente e risorse di u mutore.
Cumplete l'installazione cù sensori di vibrazione per prevene situazioni d'emergenza.
Se i campi sonori è termichi cambianu, vibrazioni o odori stranieri appariscenu, mette immediatamente l'installazione fora di serviziu per più diagnostichi.

PS L'autore seria grata per feedback nantu à u tema di l'articulu.

Source: www.habr.com

Caratteristiche di i sistemi di alimentazione chì utilizanu DDIBP