🥇Trajtoj de elektroprovizosistemoj uzantaj DDIBP

Trajtoj de elektroprovizsistemoj uzantaj Diesel Dynamic Uninterruptible Power Sources (DDIUPS)

En la sekva prezento, la aŭtoro provos eviti merkatajn kliŝojn kaj fidos ekskluzive al praktika sperto. DDIBP-oj de HITEC Power Protection estos priskribitaj kiel testsubjektoj.

DDIBP instala aparato

La DDIBP-aparato, de elektromekanika vidpunkto, aspektas sufiĉe simpla kaj antaŭvidebla.
La ĉefa fonto de energio estas Dizelmotoro (DE), kun sufiĉa potenco, konsiderante la efikecon de la instalaĵo, por longtempa kontinua elektroprovizo al la ŝarĝo. Ĉi tio, sekve, postulas sufiĉe striktajn postulojn pri sia fidindeco, preteco al lanĉo kaj stabileco de operacio. Tial, estas tute logike uzi ŝipajn DD-ojn, kiujn la vendisto repentras de flava al sia propra koloro.

Kiel reigebla konvertilo de mekanika energio en elektran energion kaj reen, la instalaĵo inkluzivas motoron-generatoron kun potenco superanta la taksitan potencon de la instalaĵo por plibonigi, antaŭ ĉio, la dinamikajn trajtojn de la energifonto dum pasemaj procezoj.

Ĉar la fabrikanto postulas seninterrompan elektroprovizon, la instalaĵo enhavas elementon, kiu konservas potencon al la ŝarĝo dum transiroj de unu operacia reĝimo al alia. Inercia akumulilo aŭ induktokuplado servas ĉi tiun celon. Ĝi estas masiva korpo, kiu turniĝas je alta rapideco kaj amasigas mekanikan energion. La fabrikanto priskribas sian aparaton kiel nesinkronan motoron ene de nesinkrona motoro. Tiuj. Estas statoro, ekstera rotoro kaj interna rotoro. Krome, la ekstera rotoro estas rigide ligita al la komuna ŝafto de la instalaĵo kaj sinkrone rotacias kun la ŝafto de la motorgeneratoro. La interna rotoro aldone turniĝas relative al la ekstera kaj fakte estas stoka aparato. Por provizi potencon kaj interagadon inter la individuaj partoj, brosunuoj kun glitringoj estas uzataj.

Por certigi la transdonon de mekanika energio de la motoro al la ceteraj partoj de la instalaĵo, oni uzas transkurantan kluĉilon.

La plej grava parto de la instalaĵo estas la aŭtomata kontrolsistemo, kiu, analizante la operaciajn parametrojn de individuaj partoj, influas la kontrolon de la instalaĵo entute.
Ankaŭ la plej grava elemento de la instalaĵo estas reaktoro, trifaza ĉokilo kun serpentuma krano, desegnita por integri la instalaĵon en la elektroprovizosistemon kaj permesi relative sekuran ŝanĝadon inter modoj, limigante egaligajn fluojn.
Kaj fine, helpaj, sed neniel malĉefaj subsistemoj - ventolado, brulaĵo, malvarmigo kaj gasa ellasilo.

Funkciaj reĝimoj de la DDIBP-instalaĵo

Mi pensas, ke estus utile priskribi la diversajn statojn de DDIBP-instalaĵo:

operaciumo OFF

La mekanika parto de la instalaĵo estas senmova. Potenco estas provizita al la kontrolsistemo, la antaŭvarmiga sistemo de la motorveturilo, la flosanta ŝarga sistemo por startpiloj, kaj la recirkulada ventoliga unuo. Post antaŭvarmigo, la instalado estas preta por komenci.

operaciumo START

Kiam la START-komando estas donita, la DD komenciĝas, kiu turnas la eksteran rotoron de la veturado kaj la motorgeneratoron tra la transkuranta kluĉilo. Dum la motoro varmiĝas, ĝia malvarmiga sistemo estas aktivigita. Post atingado de operacia rapideco, la interna rotoro de la stirado komencas ŝpini supren (ŝarĝo). La procezo de ŝarĝo de stoka aparato estas nerekte taksita laŭ la fluo kiun ĝi konsumas. Ĉi tiu procezo daŭras 5-7 minutojn.

Se ekstera potenco estas disponebla, necesas iom da tempo por fina sinkronigo kun la ekstera reto kaj, kiam sufiĉa grado de enfaza estas atingita, la instalaĵo estas konektita al ĝi.

La DD reduktas la rotacian rapidon kaj iras en malvarmigan ciklon, kiu daŭras ĉirkaŭ 10 minutojn, sekvitan de halto. La transkuranta kluĉilo malakceptas kaj plia rotacio de la instalaĵo estas subtenata de la motorgeneratoro dum kompenso de perdoj en la akumulilo. La instalado estas preta por funkciigi la ŝarĝon kaj ŝanĝas al UPS-reĝimo.

En foresto de ekstera elektroprovizo, la instalaĵo pretas funkciigi la ŝarĝon kaj siajn proprajn bezonojn de la motorgeneratoro kaj daŭre funkcias en DIESEL-reĝimo.

funkcianta reĝimo DIESEL

En ĉi tiu reĝimo, la energifonto estas la DD. La motoro-generatoro rotaciita de ĝi funkciigas la ŝarĝon. La motoro-generatoro kiel tensiofonto havas okulfrapan frekvencrespondon kaj havas videblan inercion, reagante kun prokrasto al subitaj ŝanĝoj en ŝarĝgrando. Ĉar La fabrikanto kompletigas la instalaĵojn kun mara DD operacio en ĉi tiu reĝimo estas limigita nur de brulaĵo rezervoj kaj la kapablo konservi la termikaj kondiĉoj de la instalado. En ĉi tiu operacia reĝimo, la sonpremnivelo proksime de la instalado superas 105 dBA.

UPS-funkciiga reĝimo

En ĉi tiu reĝimo, la energifonto estas la ekstera reto. La motoro-generatoro, ligita per reaktoro al kaj la ekstera reto kaj la ŝarĝo, funkcias en la sinkrona kompensorreĝimo, kompensante ene de certaj limoj la reaktivan komponenton de la ŝarĝpotenco. Ĝenerale, DDIBP-instalaĵo ligita en serio kun ekstera reto, per difino, plimalbonigas siajn karakterizaĵojn kiel tensiofonto, pliigante la ekvivalentan internan impedancon. En ĉi tiu operacia reĝimo, la sonpremnivelo proksime de la instalado estas ĉirkaŭ 100 dBA.

En kazo de problemoj kun la ekstera reto, la unuo estas malkonektita de ĝi, ordono estas donita por ekfunkciigi la dizelmotoron kaj la unuo ŝanĝas al DIESEL-reĝimo. Oni devas rimarki, ke la lanĉo de konstante varmigita motoro okazas sen ŝarĝo ĝis la rotacia rapido de la motora ŝafto superas la ceterajn partojn de la instalaĵo kun la fermo de la transkuranta kluĉilo. La tipa tempo por ekfunkciigo kaj atingado de operaciaj rapidecoj de la DD estas 3-5 sekundoj.

BYPASS operaciumo

Se necese, ekzemple, dum prizorgado, la ŝarĝpotenco povas esti transdonita al la pretervojo rekte de la ekstera reto. Ŝanĝi al la pretervojo kaj reen okazas kun interkovro en la responda tempo de la ŝanĝaparatoj, kio ebligas al vi eviti eĉ mallongdaŭran perdon de potenco al la ŝarĝo ĉar La kontrolsistemo strebas konservi en-fazon inter la elira tensio de la DDIBP-instalaĵo kaj la ekstera reto. En ĉi tiu kazo, la operacia reĝimo de la instalaĵo mem ne ŝanĝiĝas, t.e. se la DD funkciis, tiam ĝi daŭre funkcios, aŭ la instalado mem estis funkciigita de ekstera reto, tiam ĝi daŭrigos.

operaciumo STOP

Kiam la STOP-komando estas donita, la ŝarĝpotenco estas ŝanĝita al la pretervojo, kaj la elektroprovizo al la motorgeneratoro kaj stoka aparato estas interrompita. La instalaĵo daŭre rotacias per inercio dum iom da tempo kaj post halto ĝi iras en OFF-reĝimon.

DDIBP-konektdiagramoj kaj iliaj trajtoj

Ununura instalado

Ĉi tiu estas la plej simpla opcio por uzi sendependan DDIBP. La instalaĵo povas havi du elirojn - NB (sen paŭzo, neinterrompebla potenco) sen interrompo de la elektroprovizo kaj SB (mallonga paŭzo, garantiita potenco) kun mallongdaŭra interrompo de potenco. Ĉiu el la eliroj povas havi sian propran pretervojon (vidu Fig. 1.).

Fig. 1

La NB-produktaĵo estas kutime ligita al kritika ŝarĝo (IT, fridiga cirkuladpumpiloj, precizecaj klimatiziloj), kaj la SB-produktaĵo estas ŝarĝo por kiu mallongperspektiva interrompo de elektroprovizo ne estas kritika (fridigaj malvarmigiloj). Por eviti kompletan perdon de nutrado al la kritika ŝarĝo, la ŝanĝado de la instalaĵo-produktado kaj la pretervojo-cirkvito okazas kun tempa interkovro, kaj la cirkvitaj fluoj estas reduktitaj al sekuraj valoroj pro la kompleksa rezisto de parto. de la bobenaĵo de la reaktoro.

Aparta atento devus esti pagita al la elektroprovizo de la DDIBP al la nelinia ŝarĝo, t.e. ŝarĝo, kiu estas karakterizita per la ĉeesto de rimarkinda kvanto da harmonoj en la spektra komponado de la konsumita kurento. Pro la proprecoj de la funkciado de la sinkrona generatoro kaj la koneksa diagramo, ĉi tio kondukas al distordo de la tensio-ondformo ĉe la eligo de la instalaĵo, kaj ankaŭ al la ĉeesto de harmoniaj komponantoj de la konsumita kurento kiam la instalado estas funkciigita de. ekstera alterna tensio reto.

Malsupre estas bildoj de la formo (vidu Fig. 2) kaj harmonia analizo de la elira tensio (vidu Fig. 3) kiam funkciigite de ekstera reto. La harmonia distorda koeficiento superis 10% kun modesta nelinia ŝarĝo en formo de frekvenca konvertilo. Samtempe, la instalaĵo ne ŝanĝis al dizelreĝimo, kio konfirmas, ke la kontrolsistemo ne kontrolas tiel gravan parametron kiel la harmonia distorda koeficiento de la eliga tensio. Laŭ observoj, la nivelo de harmonia distordo ne dependas de la ŝarĝpotenco, sed de la rilatumo de la potencoj de la nelinia kaj linia ŝarĝo, kaj kiam testita sur pura aktiva, termika ŝarĝo, la tensioformo ĉe la eligo de la instalado estas vere proksima al sinusoida. Sed ĉi tiu situacio estas tre malproksime de la realo, precipe se temas pri funkciigi inĝenieran ekipaĵon, kiu inkluzivas frekvenctransformiloj, kaj IT-ŝarĝojn, kiuj havas ŝanĝajn elektroprovizojn, kiuj ne ĉiam estas ekipitaj per korekto de potenco-faktoro (PFC).

Fig. 2

Fig. 3

En ĉi tiu kaj postaj diagramoj, tri cirkonstancoj estas rimarkindaj:

Galvana konekto inter la enigo kaj eligo de la instalado.
La malekvilibro de la faza ŝarĝo de la eligo atingas la enigaĵon.
La bezono de pliaj mezuroj por redukti ŝarĝajn nunajn harmonojn.
Harmoniaj komponentoj de la ŝarĝfluo kaj misprezento kaŭzita de transient fluas de la eligo al la enigaĵo.

Paralela cirkvito

Por plibonigi la elektroprovizosistemon, DDIBP-unuoj povas esti konektitaj paralele, ligante la enigajn kaj elirajn cirkvitojn de individuaj unuoj. Samtempe, necesas kompreni, ke la instalaĵo perdas sian sendependecon kaj fariĝas parto de la sistemo kiam la kondiĉoj de sinkroneco kaj enfazo estas plenumitaj; en fiziko ĉi tio estas nomata per unu vorto - kohereco. De praktika vidpunkto, tio signifas, ke ĉiuj instalaĵoj inkluzivitaj en la sistemo devas funkcii en la sama reĝimo, t.e., ekzemple, opcio kun parta operacio de la DD, kaj parta operacio de la ekstera reto ne estas akceptebla. En ĉi tiu kazo, la pretervojo estas kreita komuna al la tuta sistemo (vidu Fig. 4).

Kun ĉi tiu ligskemo, ekzistas du eble danĝeraj reĝimoj:

Konekti la duan kaj postajn instalaĵojn al la sistema eligobuso konservante kohereckondiĉojn.
Malkonekti ununuran instalaĵon de la produktaĵbuso konservante kohereckondiĉojn ĝis la produktaĵŝaltiloj estas malfermitaj.

Fig. 4

Urĝa ĉesigo de ununura instalado povas konduki al situacio, kie ĝi komencas malrapidiĝi, sed la eliga ŝanĝa aparato ankoraŭ ne malfermiĝis. En ĉi tiu kazo, en mallonga tempo, la fazdiferenco inter la instalado kaj la resto de la sistemo povas atingi krizajn valorojn, kaŭzante mallongan cirkviton.

Vi ankaŭ devas atenti la ŝarĝan ekvilibron inter individuaj instalaĵoj. En la ekipaĵo ĉi tie konsiderata, ekvilibro estas farita pro la falanta ŝarĝo karakterizaĵo de la generatoro. Pro ĝia ne-idealeco kaj ne-identaj trajtoj de instalaĵokazoj inter instalaĵoj, la distribuo ankaŭ estas malebena. Krome, kiam alproksimiĝas al la maksimumaj ŝarĝvaloroj, la distribuo komencas esti influita de tiaj ŝajne sensignifaj faktoroj kiel la longo de la konektitaj linioj, la punktoj de konekto al la distribua reto de instalaĵoj kaj ŝarĝoj, same kiel la kvalito (transira rezisto). ) de la ligoj mem.

Ni devas ĉiam memori, ke DDIBP-oj kaj ŝanĝaj aparatoj estas elektromekanikaj aparatoj kun signifa momento de inercio kaj rimarkindaj prokrastaj tempoj en respondo al kontrolaj agoj de la aŭtomata kontrolsistemo.

Paralela cirkvito kun "meza" tensia konekto

En ĉi tiu kazo, la generatoro estas konektita al la reaktoro per transformilo kun taŭga transformproporcio. Tiel, la reaktoro kaj ŝanĝmaŝinoj funkcias je "averaĝa" tensionivelo, kaj la generatoro funkcias je nivelo de 0.4 kV (vidu Fig. 5).

Fig. 5

Kun ĉi tiu uzokazo, vi devas atenti la naturon de la fina ŝarĝo kaj ĝia koneksa diagramo. Tiuj. se la fina ŝarĝo estas konektita per malsuperaj transformiloj, oni devas konsideri, ke konekti la transformilon al la provizoreto estas tre verŝajne akompanata de magnetiga inversa procezo de la kerno, kiu siavice kaŭzas pliiĝon de kurenta konsumo kaj, sekve, tensio-malpliiĝo (vidu Fig. 6).

Sentema ekipaĵo eble ne funkcias ĝuste en ĉi tiu situacio.

Almenaŭ la malalt-inercia lumigado palpebrumas kaj la defaŭltaj motoraj frekvenctransformiloj estas rekomencitaj.

Fig. 6

Cirkvito kun "dividita" eligobuso

Por optimumigi la nombron da instalaĵoj en la elektroprovizosistemo, la fabrikanto proponas uzi skemon kun "dividita" eligobuso, en kiu la instalaĵoj estas paralelaj kaj en enigo kaj eligo, kun ĉiu instalaĵo individue konektita al pli ol unu. eligo buso. En ĉi tiu kazo, la nombro da pretervojaj linioj devas esti egala al la nombro da eligaj busoj (vidu Fig. 7).

Oni devas kompreni, ke la eliraj busoj ne estas sendependaj kaj estas galvane konektitaj unu al la alia per la ŝaltiloj de ĉiu instalaĵo.

Tiel, malgraŭ la certigoj de la fabrikanto, ĉi tiu cirkvito reprezentas unu elektroprovizon kun interna redundo, en la kazo de paralela cirkvito, havanta plurajn galvane interligitajn elirojn.

Fig. 7

Ĉi tie, kiel en la antaŭa kazo, necesas atenti ne nur al ŝarĝbalancado inter instalaĵoj, sed inter eliraj busoj.

Ankaŭ iuj klientoj kategorie kontraŭas la provizon de "malpura" manĝaĵo, t.e. uzante pretervojon al la ŝarĝo en iu ajn operacia reĝimo. Kun ĉi tiu aliro, ekzemple en datumcentroj, problemo (troŝarĝo) sur unu el la spokoj kondukas al sistema kraŝo kun kompleta ĉesigo de la utila ŝarĝo.

Vivciklo de DDIBP kaj ĝia efiko al la elektroprovizsistemo kiel tutaĵo

Ni ne devas forgesi, ke DDIBP-instalaĵoj estas elektromekanikaj aparatoj, kiuj postulas atentan, por diri almenaŭ, respektan sintenon kaj periodan prizorgadon.

La prizorgado-horaro inkluzivas malfunkciigon, ĉesigon, purigadon, lubrikadon (unufoje ĉiujn ses monatojn), same kiel ŝarĝi la generatoron al testŝarĝo (unufoje jare). Kutime necesas du labortagoj por servi unu instalaĵon. Kaj la foresto de speciale desegnita cirkvito por konekti la generatoron al la testa ŝarĝo kondukas al la bezono malenergigi la utilan ŝarĝon.

Ekzemple, ni prenu redundan sistemon de 15 paralelaj operaciaj DDIUPS konektitaj ĉe "averaĝa" tensio al duobla "dividita" buso en foresto de dediĉita cirkvito por konekti la testŝarĝon.

Kun tiaj komencaj datumoj, por servi la sistemon dum 30(!) kalendaraj tagoj en ĉiu alia taga reĝimo, estos necese malenergigi unu el la eliraj busoj por konekti la testŝarĝon. Tiel, la havebleco de nutrado al la utila ŝarĝo de unu el la eliraj busoj estas - 0,959, kaj fakte eĉ 0,92.

Krome, reveni al la norma utila ŝarĝa elektroprovizcirkvito postulos enŝalti la postulatan nombron da malkreskaj transformiloj, kiuj, en victurno, kaŭzos multoblajn tensiomalsukcesojn ĉie en la tuta (!) sistemo asociita kun magnetiga inversigo de la transformiloj.

Rekomendoj por uzi DDIBP

El ĉi-supra, ne konsola konkludo sugestas sin - ĉe la eligo de la elektroprovizosistemo uzante DDIBP, altkvalita (!) seninterrompa tensio ĉeestas kiam ĉiuj jenaj kondiĉoj estas plenumitaj:

Ekstera nutrado havas neniujn signifajn malavantaĝojn;
La sistema ŝarĝo estas konstanta laŭlonge de la tempo, aktiva kaj lineara en naturo (la lastaj du karakterizaĵoj ne validas por datumcentra ekipaĵo);
Ne estas misprezentoj en la sistemo kaŭzitaj de ŝanĝado de reaktivaj elementoj.

Por resumi, la sekvaj rekomendoj povas esti formulitaj:

Apartigu la elektroprovizsistemojn de inĝenieristiko kaj IT-ekipaĵo, kaj dividu ĉi-lastan en subsistemojn por minimumigi reciprokan influon.
Dediĉu apartan reton por certigi la kapablon servi ununuran instalaĵon kun la kapablo konekti subĉielan testan ŝarĝon kun kapacito egala al ununura instalado. Preparu la retejon kaj kabloinstalaĵojn por konekto por ĉi tiuj celoj.
Konstante monitoru la ŝarĝan ekvilibron inter potencaj busoj, individuaj instalaĵoj kaj fazoj.
Evitu uzi malaltigajn transformilojn konektitajn al la eligo de la DDIBP.
Zorge testi kaj registri la funkciadon de aŭtomatigaj kaj elektraj ŝaltiloj por kolekti statistikojn.
Por kontroli la kvaliton de nutrado al la ŝarĝo, provu instalaĵojn kaj sistemojn uzante ne-linian ŝarĝon.
Dum servado, malmuntu la startpilojn kaj provu ilin individue, ĉar... Malgraŭ la ĉeesto de tiel nomataj ekvaliziloj kaj rezerva startpanelo (RSP), pro unu misa baterio, la DD eble ne komenciĝas.
Prenu pliajn mezurojn por minimumigi ŝarĝajn nunajn harmonojn.
Dokumentu la sonajn kaj termigajn kampojn de instalaĵoj, la rezultojn de vibraj provoj por rapida respondo al la unuaj manifestiĝoj de diversaj specoj de mekanikaj problemoj.
Evitu longtempan malfunkcion de instalaĵoj, prenu mezurojn por egale distribui motorajn rimedojn.
Kompletigu la instaladon per vibraj sensiloj por malhelpi krizajn situaciojn.
Se sonaj kaj termikaj kampoj ŝanĝiĝas, vibro aŭ fremdaj odoroj aperas, tuj forigu la instalaĵojn por pliaj diagnozoj.

PS La aŭtoro dankus pro komentoj pri la temo de la artikolo.

fonto: www.habr.com

Trajtoj de elektroprovizosistemoj uzantaj DDIBP