Butsev I.V.
[e-post beskerme]
Skaaimerken fan stroomfoarsjenningssystemen dy't Diesel Dynamic Uninterruptible Power Sources (DDIUPS) brûke
Yn 'e folgjende presintaasje sil de auteur besykje marketingklisjees te foarkommen en sil allinich op praktyske ûnderfining fertrouwe. DDIBP's fan HITEC Power Protection sille wurde beskreaun as testûnderwerpen.
DDIBP ynstallaasje apparaat
DDIBP apparaat, út in elektromechanyske eachpunt, sjocht der frij ienfâldich en foarsisber.
De wichtichste boarne fan enerzjy is in dieselmotor (DE), mei genôch krêft, rekken hâldend mei de effisjinsje fan 'e ynstallaasje, foar lange termyn trochgeande stroomfoarsjenning oan' e lading. Dit, dus, stelt frij strange easken oan syn betrouberens, reewilligens om te lansearjen en stabiliteit fan operaasje. Dêrom is it folslein logysk te brûken skip DDs, dêr't de ferkeaper repaints fan giel nei syn eigen kleur.
As omkearbere converter fan meganyske enerzjy yn elektryske enerzjy en werom, omfettet de ynstallaasje in motorgenerator mei in krêft dy't de nominearre krêft fan 'e ynstallaasje grutter is om, yn it foarste plak, de dynamyske skaaimerken fan' e krêftboarne te ferbetterjen tidens transiente prosessen.
Sûnt de fabrikant beweart uninterruptible Netzteil, de ynstallaasje befettet in elemint dat ûnderhâldt macht oan 'e lading by oergongen fan de iene bestjoeringssysteem modus nei in oare. In inertial accumulator of induction coupling tsjinnet dit doel. It is in massaal lichem dat draait mei hege snelheid en accumulearret meganyske enerzjy. De fabrikant beskriuwt syn apparaat as in asynchrone motor yn in asynchrone motor. Dy. Der is in stator, in bûtenrotor en in binnenrotor. Boppedat is de eksterne rotor stiif ferbûn mei de mienskiplike skacht fan 'e ynstallaasje en draait synchroon mei de skacht fan' e motorgenerator. De ynterne rotor draait boppedat relatyf oan de eksterne en is eins in opslachapparaat. Om krêft en ynteraksje tusken de yndividuele dielen te leverjen, wurde borstel-ienheden mei slipringen brûkt.
Om de oerdracht fan meganyske enerzjy fan 'e motor nei de oerbleaune dielen fan' e ynstallaasje te garandearjen, wurdt in oerrinnende koppeling brûkt.
It wichtichste diel fan 'e ynstallaasje is it automatyske kontrôlesysteem, dat, troch analysearjen fan de bestjoeringsparameters fan yndividuele dielen, de kontrôle fan' e ynstallaasje as gehiel beynfloedet.
Ek it wichtichste elemint fan 'e ynstallaasje is in reaktor, in trije-faze choke mei in draaiende kraan, ûntworpen om de ynstallaasje te yntegrearjen yn it stroomfoarsjenningssysteem en relatyf feilich te wikseljen tusken modi, it beheinen fan lykwichtige streamingen.
En as lêste, auxiliary, mar op gjin inkelde wize sekundêre subsystemen - fentilaasje, brânstof oanbod, koeling en gas exhaust.
Bedriuwsmodi fan 'e DDIBP-ynstallaasje
Ik tink dat it nuttich wêze soe om de ferskate steaten fan in DDIBP-ynstallaasje te beskriuwen:
- wurkmodus OFF
It meganyske diel fan 'e ynstallaasje is bewegingleas. Macht wurdt levere oan it kontrôlesysteem, it foarferwaarmingsysteem fan 'e motorauto, it driuwende ladingsysteem foar starterbatterijen, en de resirkulaasje-ventilaasje-ienheid. Nei foarferwaarming is de ynstallaasje klear om te begjinnen.
- bestjoeringssysteem modus START
As it kommando START wurdt jûn, begjint de DD, dy't de eksterne rotor fan 'e oandriuwing en de motorgenerator troch de oerrinnende koppeling draait. As de motor opwarmt, wurdt syn koelsysteem aktivearre. Nei it berikken fan operaasjesnelheid begjint de ynterne rotor fan 'e oandriuwing omheech te spinnen (lading). It proses fan it opladen fan in opslachapparaat wurdt yndirekt beoardiele troch de stroom dy't it konsumearret. Dit proses duorret 5-7 minuten.
As eksterne macht beskikber is, duorret it wat tiid foar definitive syngronisaasje mei it eksterne netwurk en, as in foldwaande graad fan yn-fase wurdt berikt, is de ynstallaasje dêrmei ferbûn.
De DD ferleget de rotaasjesnelheid en giet yn in koelingssyklus, dy't sawat 10 minuten duorret, folge troch in stop. De oerrinnende koppeling ûntspringt en fierdere rotaasje fan 'e ynstallaasje wurdt stipe troch de motorgenerator, wylst de ferliezen yn' e accumulator kompensearje. De ynstallaasje is klear om de lading te bemachtigjen en skeakelt oer nei UPS-modus.
By it ûntbrekken fan eksterne stroomfoarsjenning is de ynstallaasje klear om de lading en har eigen behoeften fan 'e motorgenerator te bemachtigjen en bliuwt te operearjen yn DIESEL-modus.
- bestjoeringssysteem modus DIESEL
Yn dizze modus is de enerzjyboarne de DD. De motor-generator dy't dêrtroch draait, macht de lading. De motor-generator as spanningsboarne hat in útsprutsen frekwinsje-antwurd en hat merkbere inertia, reagearret mei fertraging op hommels feroarings yn loadgrutte. Omdat De fabrikant foltôget de ynstallaasjes mei marine DD-operaasje yn dizze modus wurdt allinich beheind troch brânstofreserves en de mooglikheid om de termyske omstannichheden fan 'e ynstallaasje te behâlden. Yn dizze bestjoeringsmodus is it lûddruknivo tichtby de ynstallaasje grutter as 105 dBA.
- UPS bestjoeringssysteem modus
Yn dizze modus is de enerzjyboarne it eksterne netwurk. De motorgenerator, ferbûn troch in reaktor oan sawol it eksterne netwurk as de lading, wurket yn 'e syngroane kompensatormodus, en kompensearret binnen bepaalde grinzen de reaktive komponint fan' e ladingskrêft. Yn 't algemien, in DDIBP-ynstallaasje ferbûn yn searje mei in ekstern netwurk, per definysje, fergruttet syn skaaimerken as in spanningsboarne, wêrtroch't de lykweardige ynterne impedânsje ferheget. Yn dizze bestjoeringsmodus is it lûddruknivo by de ynstallaasje sawat 100 dBA.
Yn gefal fan problemen mei it eksterne netwurk, de ienheid wurdt loskeppele fan it, in kommando wurdt jûn om te begjinnen de dieselmotor en de ienheid skeakelt nei DIESEL modus. Dêrby moat opmurken wurde dat de lansearring fan in konstant ferwaarme motor bart sûnder lading oant de rotaasje snelheid fan de motor skacht grutter is as de oerbleaune dielen fan de ynstallaasje mei it sluten fan de oerrinnende koppeling. De typyske tiid foar it opstarten en berikken fan wurksnelheden fan 'e DD is 3-5 sekonden.
- BYPASS bestjoeringssysteem modus
As it nedich is, bygelyks by ûnderhâld, kin de ladingskrêft direkt fan it eksterne netwurk oerbrocht wurde nei de bypassline. It wikseljen nei de rûnwei en werom komt foar mei in oerlaap yn 'e reaksjetiid fan' e skeakelapparaten, wêrtroch jo sels in koarte termyn ferlies fan krêft foar de lading kinne foarkomme om't It kontrôlesysteem stribbet dernei om yn-fase te hâlden tusken de útfierspanning fan 'e DDIBP-ynstallaasje en it eksterne netwurk. Yn dit gefal feroaret de bestjoeringsmodus fan 'e ynstallaasje sels net, d.w.s. as de DD wurke, dan sil it trochgean te wurkjen, of de ynstallaasje sels waard oandreaun fan in ekstern netwurk, dan sil it trochgean.
- bestjoeringssysteem modus STOP
As it kommando STOP wurdt jûn, wurdt de ladingskrêft oerskeakele nei de bypassline, en de stroomfoarsjenning nei de motorgenerator en opslachapparaat wurdt ûnderbrutsen. De ynstallaasje bliuwt in skoft troch inertia te draaien en nei it stopjen giet it yn OFF-modus.
DDIBP-ferbiningsdiagrammen en har funksjes
Single ynstallaasje
Dit is de ienfâldichste opsje foar it brûken fan in ûnôfhinklike DDIBP. De ynstallaasje kin hawwe twa útgongen - NB (gjin brek, uninterruptible macht) sûnder ûnderbrekking fan de macht oanbod en SB (koarte break, garandearre macht) mei in koarte-termyn ûnderbrekking fan macht. Elk fan de útgongen kin hawwe in eigen bypass (sjoch fig. 1.).
Figuer 1
De NB-útfier is meastentiids ferbûn mei in krityske lading (IT, koelsirkulaasjepompen, presysairconditioners), en de SB-útfier is in lading dêr't in koarte termyn ûnderbrekking fan 'e stroomfoarsjenning net kritysk is (koelchillers). Om in folslein ferlies fan stroomfoarsjenning foar de krityske lading te foarkommen, wurdt it wikseljen fan 'e ynstallaasjeútfier en it bypass-sirkwy útfierd mei tiidoerlap, en de circuitstreamen wurde werombrocht ta feilige wearden fanwegen de komplekse ferset fan diel fan de reaktorwinding.
Spesjaal omtinken moat betelle wurde oan 'e stroomfoarsjenning fan' e DDIBP nei de netlineêre lading, d.w.s. load, dat wurdt karakterisearre troch de oanwêzigens fan in merkber bedrach fan harmonics yn de spektrale gearstalling fan de konsumearre stroom. Troch de eigenaardichheden fan 'e wurking fan' e syngroane generator en it ferbiningsdiagram liedt dit ta in ferfoarming fan 'e spanningsgolffoarm by de útfier fan' e ynstallaasje, en ek de oanwêzigens fan harmoniske komponinten fan 'e konsumearre stroom as de ynstallaasje wurdt oandreaun fan in eksterne wikselspanning netwurk.
Hjirûnder binne bylden fan de foarm (sjoch figuer 2) en harmonic analyze fan de útfier spanning (sjoch figuer 3) doe't powered út in ekstern netwurk. De harmonyske ferfoarmingskoëffisjint is mear as 10% by in beskieden net-lineêre lading yn 'e foarm fan in frekwinsje-omrekkener. Tagelyk is de ynstallaasje net oerskeakele nei dieselmodus, wat befêstiget dat it kontrôlesysteem sa'n wichtige parameter net kontrolearret as de harmonische ferfoarmingskoëffisjint fan 'e útfierspanning. Neffens waarnimmings is it nivo fan harmoniske ferfoarming net ôfhinklik fan 'e ladingskrêft, mar fan' e ferhâlding fan 'e krêften fan' e net-lineêre en lineêre lading, en as testen op in suvere aktive, thermyske lading, de spanningsfoarm by de útfier fan 'e ynstallaasje is echt tichtby sinusoidal. Mar dizze situaasje is heul fier fan 'e realiteit, benammen as it giet om oandriuwing fan engineering-apparatuer dy't frekwinsje-omrekkeners omfettet, en IT-lasten dy't wikseljende stroomfoarsjenningen hawwe dy't net altyd binne foarsjoen fan in krêftfaktorkorreksje (PFC).
Figuer 2
Figuer 3
Yn dizze en folgjende diagrammen binne trije omstannichheden opmerklik:
- Galvanyske ferbining tusken de ynfier en útfier fan de ynstallaasje.
- It ûnbalâns fan 'e fazebelêsting fan' e útfier berikt de ynfier.
- De needsaak foar ekstra maatregels te ferminderjen load hjoeddeistige harmonics.
- Harmonyske komponinten fan de lading hjoeddeistige en ferfoarming feroarsake troch transients stream fan de útfier nei de ynfier.
Parallel sirkwy
Om it stroomfoarsjenningssysteem te ferbetterjen, kinne DDIBP-ienheden parallel wurde ferbûn, en ferbine de ynfier- en útfierkringen fan yndividuele ienheden. Tagelyk is it needsaaklik om te begripen dat de ynstallaasje har ûnôfhinklikens ferliest en diel wurdt fan it systeem as de betingsten fan syngronisaasje en yn-fase foldien wurde; yn 'e natuerkunde wurdt dit yn ien wurd neamd - gearhing. Ut in praktysk eachpunt betsjut dit dat alle ynstallaasjes opnommen yn it systeem moatte operearje yn deselde modus, dat wol sizze, bygelyks, in opsje mei in part operaasje fan de DD, en in part operaasje fan it eksterne netwurk is net akseptabel. Yn dit gefal, de bypass line wurdt makke mienskiplik foar it hiele systeem (sjoch figuer 4).
Mei dit ferbiningskema binne d'r twa mooglik gefaarlike modi:
- Ferbine de twadde en folgjende ynstallaasjes oan it systeem útfier bus wylst behâld fan gearhing betingsten.
- Losmeitsjen fan in inkele ynstallaasje fan de útfier bus wylst behâld fan gearhing betingsten oant de útfier Switches wurde iepene.
Figuer 4
In needôfsluting fan ien ynstallaasje kin liede ta in situaasje dêr't it begjint te fertrage, mar it útgongswikselapparaat is noch net iepene. Yn dit gefal, yn in koarte tiid, it faze ferskil tusken de ynstallaasje en de rest fan it systeem kin berikke needwearden, wêrtroch in koartsluting.
Jo moatte ek omtinken jaan oan load balancing tusken yndividuele ynstallaasjes. Yn 'e apparatuer dy't hjir beskôge wurdt, wurdt balânsjen útfierd fanwege de fallende lading karakteristyk fan' e generator. Troch syn net-idealiteit en net-identike skaaimerken fan ynstallaasje-eksimplaren tusken ynstallaasjes is de ferdieling ek unjildich. Derneist, by it benaderjen fan de maksimale loadwearden, begjint de distribúsje te wurde beynfloede troch sokke skynber ûnbelangrike faktoaren lykas de lingte fan 'e ferbûne linen, de punten fan ferbining mei it distribúsjenetwurk fan ynstallaasjes en loads, lykas ek de kwaliteit (oergongsferset ) fan de ferbiningen sels.
Wy moatte altyd betinke dat DDIBP's en skeakelapparaten elektromeganyske apparaten binne mei in signifikant momint fan inertia en merkbere fertragingstiden yn reaksje op kontrôleaksjes fan it automatyske kontrôlesysteem.
Parallel circuit mei "medium" spanning ferbining
Yn dit gefal is de generator ferbûn mei de reaktor troch in transformator mei in passende transformaasjeferhâlding. Sa wurkje de reaktor- en skeakelmasines op in "gemiddelde" spanningsnivo, en de generator wurket op in nivo fan 0.4 kV (sjoch Fig. 5).
Figuer 5
Yn dit gefal moatte jo omtinken jaan oan 'e aard fan' e lêste lading en har ferbiningsdiagram. Dy. as de lêste lading wurdt ferbûn fia step-down transformers, dan moat betocht wurde dat it ferbinen fan de transformator oan it oanbod netwurk is heechstwierskynlik begelaat troch in magnetization omkearing proses fan de kearn, dy't op syn beurt feroarsaket inrush fan stromkonsumpsje en, dêrtroch, in voltage dip (sjoch figuer 6).
Gefoelige apparatuer kin yn dizze situaasje net goed wurkje.
Op syn minst de ljocht-inertia-ljochting knippert en de standert motorfrekwinsje-omrekkeners wurde opnij starte.
Figuer 6
Circuit mei in "split" útfier bus
Om it oantal ynstallaasjes yn it stroomfoarsjenningssysteem te optimalisearjen, stelt de fabrikant foar om in skema te brûken mei in "splitte" útfierbus, wêryn de ynstallaasjes parallele binne sawol yn ynfier en útfier, mei elke ynstallaasje yndividueel ferbûn mei mear as ien útfier bus. Yn dit gefal moat it oantal bypasslinen gelyk wêze oan it oantal útfierbussen (sjoch figuer 7).
It moat begrepen wurde dat de útfierbussen net ûnôfhinklik binne en galvanysk mei elkoar ferbûn binne troch de skeakelapparaten fan elke ynstallaasje.
Sa, nettsjinsteande de fabrikant syn assurances, dit circuit fertsjintwurdiget ien macht oanbod mei ynterne redundânsje, yn it gefal fan in parallel circuit, hawwende ferskate galvanically inoar ferbûn útgongen.
Figuer 7
Hjir, lykas yn it foarige gefal, is it nedich om omtinken te jaan net allinich foar load balancing tusken ynstallaasjes, mar tusken útfierbussen.
Ek meitsje guon klanten kategoarysk beswier tsjin it oanbod fan "smoarch" iten, d.w.s. mei help fan in rûnwei nei de lading yn alle bestjoeringssysteem modus. Mei dizze oanpak, bygelyks yn datasintra, liedt in probleem (oerbelêsting) op ien fan 'e spaken ta in systeemcrash mei in folsleine ôfsluting fan 'e lading.
Libbenssyklus fan DDIBP en syn ynfloed op it macht oanbod systeem as gehiel
Wy moatte net ferjitte dat DDIBP-ynstallaasjes elektromeganyske apparaten binne dy't oandachtige, om it minste te sizzen, earbiedige hâlding en periodyk ûnderhâld fereaskje.
It ûnderhâldskema omfettet ûntbining, ôfsluting, skjinmeitsjen, smering (ien kear yn 'e seis moanne), en ek it laden fan 'e generator nei in testlading (ien kear yn't jier). Typysk duorret it twa wurkdagen om ien ynstallaasje te betsjinjen. En it ûntbrekken fan in spesjaal ûntwurpen circuit foar it ferbinen fan de generator oan de test lading liedt ta de needsaak om de-energize de lading.
Bygelyks, lit ús nimme in oerstallich systeem fan 15 parallel operearjend DDIUPS ferbûn oan "gemiddelde" spanning oan in dûbele "split" bus yn it ûntbrekken fan in tawijd circuit foar it ferbinen fan de test lading.
Mei sokke initial gegevens, foar in tsjinst it systeem foar 30 (!) kalinder dagen yn eltse oare deis modus, sil it nedich wêze om de-energize ien fan de útfier bussen te ferbinen de test lading. Sa, de beskikberens fan macht oanbod oan de lading fan ien fan de útfier bussen is - 0,959, en yn feite sels 0,92.
Dêrnjonken sil it weromgean nei it standert stromforsyningscircuit nedich wêze om it fereaske oantal stap-down-transformatoren yn te skeakeljen, wat op syn beurt meardere spanningsdips sil feroarsaakje troch it heule (!) Systeem ferbûn mei magnetisaasje-omkearing fan 'e transformatoren.
Oanbefellings foar it brûken fan DDIBP
Ut it boppesteande suggerearret in net treastlike konklúzje - oan 'e útfier fan' e macht oanbod systeem mei help fan in DDIBP, heechweardige (!) ûnûnderbrutsen spanning is oanwêzich as foldien oan alle folgjende betingsten:
- Eksterne Netzteil hat gjin wichtige neidielen;
- De systeembelêsting is konstant oer de tiid, aktyf en lineêr fan aard (de lêste twa skaaimerken jilde net foar datacenterapparatuer);
- D'r binne gjin fersteuringen yn it systeem feroarsake troch it wikseljen fan reaktive eleminten.
Om gearfetsje kinne de folgjende oanbefellings formulearre wurde:
- Skied de stroomfoarsjenningssystemen fan technyk en IT-apparatuer, en ferdiel de lêste yn subsystemen om ûnderlinge ynfloed te minimalisearjen.
- Dedicate in apart netwurk om te garandearjen de mooglikheid om te tsjinjen ien ynstallaasje mei de mooglikheid om te ferbinen in iepenloft test load mei in kapasiteit gelyk oan ien ynstallaasje. Bereid de side en kabelfoarsjenningen foar ferbining foar dizze doelen.
- Kontrolearje konstant de loadbalâns tusken machtbussen, yndividuele ynstallaasjes en fazen.
- Foarkom it brûken fan step-down transformators ferbûn mei de útfier fan 'e DDIBP.
- Testje en registrearje de wurking fan apparaten foar automatisearring en krêftwikseling foarsichtich om statistiken te sammeljen.
- Om de kwaliteit fan 'e stroomfoarsjenning oan' e lading te kontrolearjen, test ynstallaasjes en systemen mei in net-lineêre lading.
- By it ûnderhâlden, demontearje de starterbatterijen en test se yndividueel, om't ... Nettsjinsteande de oanwêzigens fan saneamde lykmakker en in reservekopy start paniel (RSP), fanwege ien defecte batterij, kin de DD net begjinne.
- Nim oanfoljende maatregels om load hjoeddeistige harmonics te minimalisearjen.
- Dokumintearje de lûd- en termyske fjilden fan ynstallaasjes, de resultaten fan trillingstests foar in rappe reaksje op 'e earste manifestaasjes fan ferskate soarten meganyske problemen.
- Foarkom lange-termyn downtime fan ynstallaasjes, nim maatregels om lykwichtich fersprieden motor middels.
- Folje de ynstallaasje mei trillingssensors om needsituaasjes te foarkommen.
- As lûd- en termyske fjilden feroarje, trilling of frjemde geuren ferskine, nim dan de ynstallaasjes daliks út tsjinst foar fierdere diagnoaze.
PS De skriuwer soe tankber wêze foar feedback oer it ûnderwerp fan it artikel.
Boarne: www.habr.com