Fonctiounen vun Energieversuergung Systemer benotzt DDIBP

Butsev I.V.
[Email geschützt]

Features vu Stroumversuergungssystemer mat Diesel Dynamic Uninterruptible Power Sources (DDIUPS)

An der folgender Presentatioun wäert den Auteur probéieren Marketing Clichéen ze vermeiden a wäert nëmmen op praktesch Erfahrung vertrauen. DDIBPs vun HITEC Power Protection wäert als Test Sujeten beschriwwe ginn.

DDIBP Installatioun Apparat

Den DDIBP Apparat, aus enger elektromechanescher Siicht, gesäit ganz einfach a prévisibel aus.
D'Haaptquell vun der Energie ass en Dieselmotor (DE), mat genuch Kraaft, d'Effizienz vun der Installatioun berücksichtegt, fir eng laangfristeg kontinuéierlech Energieversuergung un d'Laascht. Dëst, deementspriechend, setzt ganz streng Ufuerderunge fir seng Zouverlässegkeet, Bereetschaft fir d'Start a Stabilitéit vun der Operatioun. Dofir ass et komplett logesch fir Schëffer DDs ze benotzen, déi de Verkeefer vu giel op seng eege Faarf repaints.

Als reversibel Konverter vu mechanescher Energie an elektresch Energie an zréck, enthält d'Installatioun e Motor-Generator mat enger Kraaft déi d'bewäertte Kraaft vun der Installatioun iwwerschreift, fir d'éischt d'dynamesch Charakteristiken vun der Energiequelle während transiente Prozesser ze verbesseren.

Zënter datt den Hiersteller uninterruptible Energieversuergung behaapt, enthält d'Installatioun en Element dat d'Muecht op d'Laascht während Iwwergäng vun engem Betribsmodus an en anert hält. En Inertialakkumulator oder Induktiounskupplung déngt dësen Zweck. Et ass e massive Kierper dee mat héijer Geschwindegkeet rotéiert a mechanesch Energie accumuléiert. Den Hiersteller beschreift säin Apparat als en asynchrone Motor an engem asynchrone Motor. Déi. Et gëtt e Stator, e baussenzege Rotor an en banneschten Rotor. Ausserdeem ass den externen Rotor steif mam gemeinsame Schaft vun der Installatioun verbonnen a rotéiert synchron mat der Welle vum Motorgenerator. Den internen Rotor dréint och relativ zum externen an ass tatsächlech e Späicherapparat. Fir d'Kraaft an d'Interaktioun tëscht den eenzelnen Deeler ze bidden, gi Pinseleenheeten mat Rutschringen benotzt.

Fir den Transfer vun der mechanescher Energie vum Motor op déi verbleiwen Deeler vun der Installatioun ze garantéieren, gëtt eng Iwwerlafkupplung benotzt.

De wichtegsten Deel vun der Installatioun ass den automatesche Kontrollsystem, deen duerch d'Analyse vun de Betribsparameter vun eenzel Deeler d'Kontroll vun der Installatioun als Ganzt beaflosst.
Och dat wichtegst Element vun der Installatioun ass e Reaktor, e Dräi-Phas-Choke mat engem Wicklungskraaft, entwéckelt fir d'Installatioun an d'Energieversuergungssystem z'integréieren an et relativ sécher ze wiesselen tëscht Modi, Limitatiounsstroum ze limitéieren.
A schlussendlech, Hëllef, awer op kee Fall sekundär Subsystemer - Belëftung, Brennstoffversuergung, Killmëttel a Gasauspuff.

Operatiounsmodi vun der DDIBP Installatioun

Ech mengen et wier nëtzlech fir déi verschidde Staate vun enger DDIBP Installatioun ze beschreiwen:

• Operatiounsmodus OFF

De mechanesche Deel vun der Installatioun ass onbeweeglech. D'Kraaft gëtt un d'Kontrollsystem geliwwert, d'Virheizungssystem vum Motorauto, d'Schwemmlaassystem fir Startbatterien an d'Rezirkulatiounsventilatiounsunitéit. No der Preheizung ass d'Installatioun prett fir ze starten.

• Operatiounsmodus START

Wann de START Kommando gëtt, fänkt den DD un, deen den externen Rotor vum Drive an de Motorgenerator duerch d'Iwwerlafkupplung dréit. Wéi de Motor opwiermt, gëtt säi Killsystem ageschalt. Nodeems d'Betribsgeschwindegkeet erreecht ass, fänkt den internen Rotor vum Fuert un ze spinnen (oplueden). De Prozess fir e Späicherapparat ze laden gëtt indirekt beurteelt vum Stroum deen et verbraucht. Dëse Prozess dauert 5-7 Minutten.

Wann extern Kraaft verfügbar ass, dauert et e bëssen Zäit fir d'endgülteg Synchroniséierung mam externen Netzwierk an, wann e genuch Grad vun der Phase erreecht gëtt, ass d'Installatioun domat verbonnen.

D'DD reduzéiert d'Rotatiounsgeschwindegkeet a geet an e Killzyklus, deen ongeféier 10 Minutten dauert, gefollegt vun engem Stop. D'Iwwerlafkupplung trennt aus a weider Rotatioun vun der Installatioun gëtt vum Motorgenerator ënnerstëtzt, während d'Verloschter am Akkumulator kompenséiert ginn. D'Installatioun ass prett fir d'Laascht z'entwéckelen a schalt op den UPS-Modus.

Beim Fehlen vun externer Energieversuergung ass d'Installatioun prett fir d'Belaaschtung an d'Bedierfnesser vum Motorgenerator z'ënnerstëtzen a weider am DIESEL Modus ze bedreiwen.

• Operatiounsmodus DIESEL

An dësem Modus ass d'Energiequell den DD. De Motor-Generator, deen doduerch rotéiert gëtt, mécht d'Laascht. De Motor-Generator als Spannungsquell huet eng ausgeprägte Frequenzreaktioun an huet eng merkbar Inertia, reagéiert mat enger Verzögerung op plötzlech Ännerungen an der Laaschtgréisst. Well Den Hiersteller fäerdeg d'Installatiounen mat Marine DD Operatioun an dësem Modus ass limitéiert nëmme vu Brennstoffreserven an d'Fäegkeet fir den thermesche Regime vun der Installatioun z'erhalen. An dësem Operatiounsmodus ass den Toundrockniveau no bei der Installatioun méi wéi 105 dBA.

• UPS Operatioun Modus

An dësem Modus ass d'Energiequell dat externt Netzwierk. De Motor-Generator, deen duerch e Reaktor mat dem externen Netz an der Belaaschtung verbonnen ass, funktionnéiert am Synchron-Kompensatormodus, a kompenséiert bannent bestëmmte Grenzen de reaktive Bestanddeel vun der Laaschtkraaft. Am Allgemengen, eng DDIBP Installatioun an Serie mat engem externen Reseau verbonne, per Definitioun, verschlechtert seng Charakteristiken als Spannung Quell, Erhéijung vun der gläichwäerteg intern Impedanz. An dësem Operatiounsmodus ass den Toundrockniveau no bei der Installatioun ongeféier 100 dBA.

Am Fall vu Probleemer mam externen Netz gëtt d'Eenheet dovun ofgekoppelt, e Kommando gëtt fir den Dieselmotor ze starten an d'Eenheet wiesselt op DIESEL Modus. Et sollt bemierkt datt de Start vun engem stänneg erhëtzten Motor ouni Laascht geschitt bis d'Rotatiounsgeschwindegkeet vun der Motorwelle méi wéi déi verbleiwen Deeler vun der Installatioun mat der Zoumaache vun der Iwwerlafkupplung iwwerschreift. Déi typesch Zäit fir opzemaachen an Operatiounsgeschwindegkeet vun der DD z'erreechen ass 3-5 Sekonnen.

• BYPASS Operatioun Modus

Wann néideg, zum Beispill, während Ënnerhalt, kann d'Laaschtkraaft op d'Bypasslinn direkt vum externen Netz transferéiert ginn. De Wiessel op d'Bypass-Linn an zréck geschitt mat enger Iwwerlappung an der Äntwertzäit vun de Schaltgeräter, wat Iech erlaabt och e kuerzfristeg Kraaftverloscht op d'Laascht ze vermeiden, well De Kontrollsystem beméit sech fir d'In-Phase tëscht der Ausgangsspannung vun der DDIBP Installatioun an dem externen Netz z'erhalen. An dësem Fall ännert sech den Operatiounsmodus vun der Installatioun selwer net, d.h. wann d'DD funktionnéiert, da wäert se weider schaffen, oder d'Installatioun selwer gouf vun engem externen Netz ugedriwwen, da geet et weider.

• Betribssystemer STOPPEN

Wann de Kommando STOP gëtt, gëtt d'Laaschtkraaft op d'Bypass-Linn gewiesselt, an d'Energieversuergung vum Motorgenerator a Späicherapparat gëtt ënnerbrach. D'Installatioun dréit weider duerch Inertie fir eng Zäit an nom Stoppen geet se an den OFF Modus.

DDIBP Verbindungsdiagrammer an hir Funktiounen

Eenzel Installatioun

Dëst ass déi einfachst Optioun fir en onofhängege DDIBP ze benotzen. D'Installatioun kann zwee Ausgänge hunn - NB (keng Paus, Uninterruptible Power) ouni d'Energieversuergung ze ënnerbriechen an SB (Kuerz Paus, garantéiert Kraaft) mat enger kuerzfristeg Ënnerbriechung vun der Muecht. Jiddereng vun den Ausgänge kann säin eegene Bypass hunn (kuckt Fig. 1.).

Fig. 1

D'NB-Output ass normalerweis mat enger kritescher Belaaschtung verbonnen (IT, Kältekirkulatiounspompelen, Präzisiounsklimaanlagen), an d'SB-Output ass eng Laascht fir déi eng kuerzfristeg Ënnerbriechung vun der Energieversuergung net kritesch ass (Kältekühler). Fir e komplette Verloscht vun der Energieversuergung fir déi kritesch Belaaschtung ze vermeiden, gëtt d'Schaltung vum Installatiounsausgang an de Bypass Circuit mat Zäitiwwerlappung duerchgefouert, an d'Circuitstréim ginn op sécher Wäerter reduzéiert wéinst der komplexer Resistenz vum Deel vun der Reaktorwindung.

Besonnesch Opmierksamkeet sollt op d'Energieversuergung vum DDIBP op d'netlinear Belaaschtung bezuelt ginn, d.h. Belaaschtung, déi duerch d'Präsenz vun enger bemierkenswäerter Quantitéit vun Harmoniken an der Spektralkompositioun vum verbrauchte Stroum charakteriséiert ass. Wéinst de Besonneschheete vun der Operatioun vum Synchron-Generator an dem Verbindungsdiagramm féiert dat zu enger Verzerrung vun der Spannungswelleform beim Ausgang vun der Installatioun, wéi och d'Präsenz vun harmonesche Komponenten vum verbrauchte Stroum, wann d'Installatioun ugedriwwe gëtt. en externen Wiesselspannungsnetz.

Drënner sinn Biller vun der Form (kuckt Fig. 2) an harmonesch Analyse vun der Ausgangsspannung (kuckt Fig. 3) wann se vun engem externen Netz ugedriwwe ginn. Den harmonesche Verzerrungskoeffizient iwwerschratt 10% mat enger bescheidener netlinearer Belaaschtung a Form vun engem Frequenzkonverter. Zur selwechter Zäit huet d'Installatioun net op Dieselmodus gewiesselt, wat bestätegt datt de Kontrollsystem net sou e wichtege Parameter iwwerwaacht wéi den harmonesche Verzerrungskoeffizient vun der Ausgangsspannung. No Observatioune hänkt den Niveau vun der harmonescher Verzerrung net vun der Laaschtkraaft of, mee vum Verhältnis vun de Kräfte vun der netlinearer a linearer Belaaschtung, a wann se op enger reiner aktiver, thermescher Belaaschtung getest ginn, d'Spannungsform um Ausgang vum Installatioun ass wierklech no bei sinusoidal. Awer dës Situatioun ass ganz wäit vun der Realitéit, besonnesch wann et ëm d'Ingenieurausrüstung geet, déi Frequenzkonverter enthält, an IT Lasten déi Schaltkraaftversuergung hunn, déi net ëmmer mat enger Power Faktor Korrektur (PFC) ausgestatt sinn.

Fig. 2

Fig. 3

An dësem a spéider Diagrammer sinn dräi Ëmstänn bemierkenswäert:

• Galvanesch Verbindung tëscht Input an Ausgang vun der Installatioun.
• Den Ungleichgewicht vun der Phasbelaaschtung vum Ausgang erreecht den Input.
• De Besoin fir zousätzlech Moossname fir d'Laaschtstroumharmonesch ze reduzéieren.
• Harmonesch Komponente vum Laaschtstroum a Verzerrung verursaacht duerch Transienten fléissen vum Ausgang zum Input.

Parallel Circuit

Fir de Stroumversuergungssystem ze verbesseren, kënnen DDIBP-Eenheeten parallel verbonne sinn, d'Input- an Ausgangskreesser vun eenzelnen Eenheeten verbannen. Zur selwechter Zäit ass et néideg ze verstoen datt d'Installatioun seng Onofhängegkeet verléiert an en Deel vum System gëtt wann d'Konditioune vum Synchronismus an der Phase erfëllt sinn; an der Physik gëtt dat an engem Wuert bezeechent - Kohärenz. Aus enger praktescher Siicht heescht dat datt all Installatiounen, déi am System abegraff sinn, am selwechte Modus operéiere mussen, dh, zum Beispill, eng Optioun mat deelweiser Operatioun vun der DD, an deelweis Operatioun vum externen Netz ass net akzeptabel. An dësem Fall gëtt de Contournement Linn gemeinsam fir de ganze System geschaf (kuckt Fig. 4).

Mat dësem Verbindungsschema ginn et zwee potenziell geféierlech Modi:

• D'Verbindung vun der zweeter a spéider Installatiounen un de Systemausgangsbus wärend d'Kohärenzkonditioune behalen.
• Trennt eng eenzeg Installatioun vum Ausgangsbus wärend d'Kohärenzkonditioune behalen bis d'Ausgangsschalter opgemaach ginn.

Fig. 4

Eng Noutausschaltung vun enger eenzeger Installatioun kann zu enger Situatioun féieren, wou et ufänkt ze luesen, awer den Ausgangsschaltapparat ass nach net opgemaach. An dësem Fall, a kuerzer Zäit, kann de Phasendifferenz tëscht der Installatioun an dem Rescht vum System Noutwäerter erreechen, wat e Kuerzschluss verursaacht.

Dir musst och oppassen op d'Laaschtbalancéierung tëscht eenzel Installatiounen. An der Ausrüstung, déi hei berücksichtegt gëtt, gëtt d'Balance duerchgefouert wéinst der falende Lastcharakteristik vum Generator. Wéinst senger Net-Idealitéit an net identesch Charakteristiken vun Installatiounsinstanzen tëscht Installatiounen ass d'Verdeelung och ongläich. Zousätzlech, wann Dir op déi maximal Belaaschtungswäerter kënnt, fänkt d'Verdeelung un beaflosst ze ginn duerch sou scheinbar onbedeitend Faktoren wéi d'Längt vun de verbonne Linnen, d'Verbindungspunkte fir d'Verdeelungsnetz vun Installatiounen a Lasten, souwéi d'Qualitéit (Iwwergangsresistenz) ) vun de Verbindungen selwer.

Mir mussen ëmmer drun erënneren datt DDIBPs a Schaltergeräter elektromechanesch Geräter sinn mat engem wesentlechen Trägermoment a merkbare Verzögerungszäiten als Äntwert op Kontrollaktiounen vum automatesche Kontrollsystem.

Parallel Circuit mat "mëttel" Spannung Verbindung

An dësem Fall ass de Generator un de Reakter verbonnen duerch en Transformator mat engem passenden Transformatiounsverhältnis. Sou funktionnéieren d'Reaktor- a Schaltmaschinnen op engem "duerchschnëttleche" Spannungsniveau, an de Generator funktionnéiert op engem Niveau vun 0.4 kV (kuckt Fig. 5).

Fig. 5

Mat dësem Benotzungsfall musst Dir op d'Natur vun der leschter Belaaschtung a säi Verbindungsdiagram oppassen. Déi. Wann déi lescht Belaaschtung duerch Step-Down Transformatoren ugeschloss ass, muss et am Kapp behalen ginn datt d'Verbindung vum Transformator mam Versuergungsnetz héich wahrscheinlech begleet gëtt vun engem Magnetiséierungsreversalprozess vum Kär, deen am Tour en Inrush vum Stroumverbrauch verursaacht an, konsequent, eng Spannungsdéift (kuckt Fig. 6).

Sensibel Ausrüstung kann an dëser Situatioun net korrekt funktionnéieren.

Op d'mannst blénkt d'niddereg Inertia Beleuchtung an d'Standardmotorfrequenzkonverter ginn nei gestart.

Fig. 6

Circuit mat engem "Split" Ausgangsbus

Fir d'Zuel vun den Installatiounen am Stroumversuergungssystem ze optimiséieren, proposéiert den Hiersteller e Schema mat engem "Split" Ausgangsbus ze benotzen, an deem d'Installatiounen parallel souwuel am Input an Output sinn, mat all Installatioun individuell mat méi wéi engem verbonnen. Ausgangsbus. An dësem Fall muss d'Zuel vun de Contournement Linnen gläich wéi d'Zuel vun Ausgangsbussen sinn (kuckt Fig. 7).

Et muss verstane ginn datt d'Ausgangsbussen net onofhängeg sinn a galvanesch matenee verbonne sinn duerch d'Schaltgeräter vun all Installatioun.

Also, trotz der Versécherung vum Hiersteller, duerstellt dëse Circuit eng Energieversuergung mat interner Redundanz, am Fall vun engem parallele Circuit, mat e puer galvanesch verbonnen Ausgänge.

Fig. 7

Hei, wéi am virege Fall, ass et néideg Opmierksamkeet net nëmmen op d'Laascht Balance tëscht Installatiounen ze bezuelen, mä tëscht Ausgangsbussen.

Och e puer Clienten protestéieren kategoresch géint d'Versuergung vu "dreckeg" Liewensmëttel, d.h. mat engem Contournement op d'Laascht an all Betribssystemer Modus. Mat dëser Approche, zum Beispill an Rechenzentren, e Problem (Iwwerlaascht) op engem vun de Speechen féiert zu engem System Crash mat engem komplette Shutdown vun der Notzlaascht.

Liewenszyklus vun DDIBP a säin Impakt op d'Energieversuergungssystem als Ganzt

Mir däerfen net vergiessen datt DDIBP Installatiounen elektromechanesch Apparater sinn, déi opmierksam, fir d'mannst ze soen, respektvoll Haltung a periodesch Ënnerhalt erfuerderen.

Den Ënnerhaltplang beinhalt d'Entloossung, d'Ausschaltung, d'Botzen, d'Schmieren (eemol all sechs Méint), wéi och de Generator op eng Testlaascht (eemol am Joer) lueden. Normalerweis dauert et zwee Aarbechtsdeeg fir eng Installatioun ze servéieren. An d'Feele vun engem speziell entwéckelte Circuit fir de Generator mat der Testlaascht ze verbannen féiert zu der Noutwendegkeet fir d'Notzlaascht ze entschäerfen.

Zum Beispill, loosse mer e redundante System vun 15 parallel Betribssystemer DDIUPS huelen op "Duerchschnëtt" Spannung zu engem duebel "Split" Bus an der Verontreiung vun engem spezielle Circuit fir Verbindung Test Laascht.

Mat esou initialen Donnéeën, fir de System fir 30 (!) Kalennerdeeg an all aneren Dag Modus ze servéieren, wäert et néideg sinn fir ee vun den Ausgangsbussen ze deaktivéieren fir d'Testlaascht ze verbannen. Also ass d'Disponibilitéit vun der Energieversuergung fir d'Notzlaascht vun engem vun den Ausgangsbussen - 0,959, an tatsächlech souguer 0,92.

Zousätzlech, fir zréck an de Standard Notzlaascht Energieversuergungsschaltung zeréckzegoen, erfuerdert déi erfuerderlech Unzuel vun Step-Down-Transformatoren, déi, am Tour, multiple Spannungsdips am ganzen (!) System verursaachen, verbonne mat der Magnetiséierungsreverséierung vun den Transformatoren.

Empfehlungen fir d'Benotzung vun DDIBP

Vun uewe proposéiert eng net tréischtend Conclusioun selwer - bei der Ausgang vum Stroumversuergungssystem mat DDIBP ass eng héichqualitativ (!) onënnerbrach Spannung präsent wann all déi folgend Konditiounen erfëllt sinn:

• Extern Energieversuergung huet keng bedeitend Nodeeler;
• D'Systembelaaschtung ass konstant iwwer Zäit, aktiv a linear an der Natur (déi lescht zwee Charakteristike gëllen net fir d'Datenzentrumausrüstung);
• Et gi keng Verzerrungen am System verursaacht duerch schalt reaktiv Elementer.

Fir ze resuméieren, kënnen déi folgend Empfehlungen formuléiert ginn:

• Trennt d'Energieversuergungssystemer vun Ingenieurs- an IT-Ausrüstung, a trennt déi lescht an Ënnersystemer fir de géigesäitege Afloss ze minimiséieren.
• Eng separat Netz widmen fir d'Fähigkeit ze garantéieren fir eng eenzeg Installatioun ze servéieren mat der Fäegkeet fir eng Outdoor Testlast mat enger Kapazitéit gläich wéi eng eenzeg Installatioun ze verbannen. Preparéieren de Site an Kabel Ariichtungen fir Verbindung fir dës Zwecker.
• Iwwerwaacht konstant d'Laaschtbalance tëscht Kraaftbussen, eenzel Installatiounen a Phasen.
• Vermeiden d'Benotzung vun step-down Transformatoren, déi mam Ausgang vum DDIBP verbonne sinn.
• Test a notéiert d'Operatioun vun Automatisatiouns- a Kraaftschaltgeräter virsiichteg fir Statistiken ze sammelen.
• Fir d'Qualitéit vun der Energieversuergung fir d'Laascht z'iwwerpréiwen, Test Installatiounen a Systemer mat enger net-linearer Belaaschtung.
• Beim Service, demontéiert d'Starterbatterien a test se individuell, well ... Trotz der Präsenz vu sougenannten Ausgläicher an engem Backup Start Panel (RSP), wéinst enger defekt Batterie, kann d'DD net starten.
• Huelt zousätzlech Moossname fir d'Laaschtstroumharmonesch ze minimiséieren.
• Dokumenter de Sound an thermesch Felder vun Installatiounen, d'Resultater vun Schwéngung Tester fir eng séier Äntwert op déi éischt Manifestatiounen vun verschidden Zorte vu mechanesch Problemer.
• Vermeiden laangfristeg Ënnerbriechung vun Installatiounen, huelen Moossname Motor Ressourcen gläichméisseg ze verdeelen.
• Komplett d'Installatioun mat Schwéngungssensoren fir Noutsituatiounen ze vermeiden.
• Wann Toun- an thermesch Felder änneren, Schwéngungen oder auslännesche Geroch erscheinen, huelt d'Installatiounen direkt aus dem Service fir weider Diagnostik.

P.S. Den Auteur géif Feedback iwwer d'Thema vum Artikel appreciéieren.

Source: will.com