🥇 Карактеристике система за напајање помоћу ДДИБП

Карактеристике система напајања који користе дизел динамичке изворе непрекидног напајања (ДДУПС)

У наредном излагању аутор ће покушати да избегне маркетиншке клишее и ослањаће се искључиво на практично искуство. ДДИБП из ХИТЕЦ Повер Протецтион ће бити описани као испитаници.

ДДИБП инсталациони уређај

Уређај ДДИБП, са електромеханичке тачке гледишта, изгледа прилично једноставно и предвидљиво.
Главни извор енергије је дизел мотор (ДЕ), са довољном снагом, узимајући у обзир ефикасност инсталације, за дуготрајно непрекидно напајање оптерећења. То, сходно томе, намеће прилично строге захтеве за његову поузданост, спремност за лансирање и стабилност рада. Стога је потпуно логично користити бродске ДД, које продавац префарба из жуте у своју боју.

Као реверзибилни претварач механичке енергије у електричну енергију и назад, инсталација укључује мотор-генератор са снагом која прелази називну снагу инсталације ради побољшања, пре свега, динамичких карактеристика извора напајања током прелазних процеса.

Будући да произвођач тврди да је напајање непрекинуто, инсталација садржи елемент који одржава напајање оптерећења током преласка из једног режима рада у други. У ту сврху служи инерцијски акумулатор или индукциона спојница. То је масивно тело које се ротира великом брзином и акумулира механичку енергију. Произвођач описује свој уређај као асинхрони мотор унутар асинхроног мотора. Оне. Постоји статор, спољашњи ротор и унутрашњи ротор. Штавише, спољни ротор је чврсто повезан са заједничком осовином инсталације и ротира се синхроно са осовином мотора-генератора. Унутрашњи ротор се додатно окреће у односу на спољашњи и заправо је уређај за складиштење. Да би се обезбедила снага и интеракција између појединачних делова, користе се јединице четкица са клизним прстеновима.

Да би се обезбедио пренос механичке енергије са мотора на преостале делове инсталације, користи се квачило за прелазак.

Најважнији део инсталације је систем аутоматског управљања, који анализом параметара рада појединих делова утиче на управљање инсталацијом у целини.
Такође, најважнији елемент инсталације је реактор, трофазна пригушница са славином за намотавање, дизајнирана да интегрише инсталацију у систем напајања и омогући релативно безбедно пребацивање између режима, ограничавајући изједначујуће струје.
И на крају, помоћни, али никако секундарни подсистеми - вентилација, снабдевање горивом, хлађење и одвод гасова.

Начини рада ДДИБП инсталације

Мислим да би било корисно описати различита стања ДДИБП инсталације:

режим рада ОФФ

Механички део инсталације је непомичан. Снагом се напаја управљачки систем, систем предгревања моторног возила, систем плутајућег пуњења за стартер акумулаторе и рециркулацијска вентилациона јединица. Након претходног загревања, инсталација је спремна за почетак.

режим рада СТАРТ

Када је дата команда СТАРТ, покреће се ДД, који окреће спољни ротор погона и мотор-генератор кроз квачило за прелазак. Како се мотор загрева, активира се његов систем хлађења. Након достизања радне брзине, унутрашњи ротор погона почиње да се окреће (пуни). Процес пуњења уређаја за складиштење се индиректно оцењује по струји коју троши. Овај процес траје 5-7 минута.

Ако је екстерно напајање доступно, потребно је неко време за коначну синхронизацију са спољном мрежом и, када се постигне довољан степен ин-фазе, инсталација се повезује на њу.

ДД смањује брзину ротације и прелази у циклус хлађења, који траје око 10 минута, након чега следи заустављање. Искључује се квачило за прекорачење и даље ротирање инсталације подржава мотор-генератор док компензује губитке у акумулатору. Инсталација је спремна да напаја оптерећење и прелази у УПС режим.

У недостатку екстерног напајања, инсталација је спремна да напаја оптерећење и сопствене потребе из мотор-генератора и наставља да ради у ДИЗЕЛ режиму.

режим рада ДИЗЕЛ

У овом режиму, извор енергије је ДД. Мотор-генератор који се окреће напаја оптерећење. Мотор-генератор као извор напона има изражен фреквентни одзив и има приметну инерцију, реагујући са закашњењем на нагле промене величине оптерећења. Јер Произвођач довршава инсталације са бродским ДД рад у овом режиму је ограничен само резервама горива и могућношћу одржавања топлотног режима инсталације. У овом режиму рада, ниво звучног притиска у близини инсталације прелази 105 дБА.

УПС режим рада

У овом режиму, извор енергије је спољна мрежа. Мотор-генератор, повезан преко реактора и на спољну мрежу и на оптерећење, ради у режиму синхроног компензатора, компензујући у одређеним границама реактивну компоненту снаге оптерећења. Генерално, ДДИБП инсталација повезана у серију са спољном мрежом, по дефиницији, погоршава своје карактеристике као извора напона, повећавајући еквивалентну унутрашњу импедансу. У овом режиму рада, ниво звучног притиска у близини инсталације је око 100 дБА.

У случају проблема са екстерном мрежом, јединица се искључује са ње, даје се команда за покретање дизел мотора и јединица се пребацује у ДИЗЕЛ режим. Треба напоменути да се покретање стално загрејаног мотора дешава без оптерећења све док брзина ротације вратила мотора не премаши преостале делове инсталације са затварањем квачила за прелазак. Типично време за покретање и постизање радних брзина ДД је 3-5 секунди.

БИПАСС режим рада

Ако је потребно, на пример, током одржавања, снага оптерећења се може пренети на бајпас линију директно са спољне мреже. Пребацивање на бајпас линију и назад се дешава са преклапањем у времену одзива склопних уређаја, што вам омогућава да избегнете чак и краткотрајни губитак напајања оптерећења јер Управљачки систем настоји да одржи у фази између излазног напона ДДИБП инсталације и екстерне мреже. У овом случају, начин рада саме инсталације се не мења, тј. ако је ДД радио, онда ће наставити да ради, или је сама инсталација напајана са спољне мреже, онда ће се наставити.

режим рада СТОП

Када је дата команда СТОП, напајање оптерећења се пребацује на бајпас линију, а напајање мотора-генератора и уређаја за складиштење се прекида. Инсталација наставља да се ротира по инерцији неко време и након заустављања прелази у ОФФ режим.

ДДИБП дијаграми повезивања и њихове карактеристике

Појединачна инсталација

Ово је најједноставнија опција за коришћење независног ДДИБП-а. Инсталација може имати два излаза - НБ (без прекида, непрекидно напајање) без прекида напајања и СБ (кратки прекид, гарантовано напајање) са краткотрајним прекидом напајања. Сваки од излаза може имати свој бајпас (види слику 1.).

Фиг. 1

НБ излаз је обично повезан са критичним оптерећењем (ИТ, циркулационе пумпе за хлађење, прецизни клима уређаји), а СБ излаз је оптерећење за које краткотрајни прекид напајања није критичан (расхладни агрегати). Да би се избегао потпуни губитак напајања до критичног оптерећења, пребацивање излаза инсталације и бајпас кола се врши са временским преклапањем, а струје кола се смањују на безбедне вредности због сложеног отпора дела. намотаја реактора.

Посебну пажњу треба обратити на напајање од ДДИБП до нелинеарног оптерећења, тј. оптерећење, које карактерише присуство приметне количине хармоника у спектралном саставу потрошене струје. Због специфичности рада синхроног генератора и шеме прикључка, то доводи до изобличења таласног облика напона на излазу инсталације, као и присуства хармонских компоненти потрошене струје када се инсталација напаја из спољна мрежа наизменичног напона.

Испод су слике облика (погледајте слику 2) и хармонијске анализе излазног напона (погледајте слику 3) када се напаја из спољне мреже. Коефицијент хармонијске дисторзије је премашио 10% са скромним нелинеарним оптерећењем у виду фреквентног претварача. Истовремено, инсталација није прешла на дизел режим, што потврђује да контролни систем не прати тако важан параметар као што је коефицијент хармонијског изобличења излазног напона. Према запажањима, ниво хармонијске дисторзије не зависи од снаге оптерећења, већ од односа снага нелинеарног и линеарног оптерећења, а када се тестира на чисто активном, термичком оптерећењу, облик напона на излазу инсталација је заиста блиска синусној. Али ова ситуација је веома далеко од стварности, посебно када је у питању напајање инжењерске опреме која укључује фреквентне претвараче, и ИТ оптерећења која имају прекидачка напајања која нису увек опремљена корекцијом фактора снаге (ПФЦ).

Фиг. 2

Фиг. 3

У овом и наредним дијаграмима, три околности су вредне пажње:

Галванска веза између улаза и излаза инсталације.
Неравнотежа фазног оптерећења са излаза стиже до улаза.
Потреба за додатним мерама за смањење хармоника струје оптерећења.
Хармоничне компоненте струје оптерећења и изобличења изазвана транзијентима теку од излаза до улаза.

Паралелни круг

У циљу побољшања система напајања, ДДИБП јединице могу бити повезане паралелно, повезујући улазна и излазна кола појединих јединица. Истовремено, потребно је разумети да инсталација губи своју независност и постаје део система када се испуне услови синхронизације и инфазе, што се у физици назива једном речју – кохерентност. Са практичне тачке гледишта, то значи да све инсталације укључене у систем морају да раде у истом режиму, односно, на пример, опција са делимичним радом из ДД, а делимичан рад са спољне мреже није прихватљив. У овом случају, бајпас линија се креира заједничка за цео систем (види слику 4).

Са овом шемом повезивања, постоје два потенцијално опасна начина рада:

Повезивање друге и наредних инсталација на системску излазну магистралу уз одржавање услова кохерентности.
Искључивање једне инсталације са излазне магистрале уз одржавање услова кохерентности док се излазни прекидачи не отворе.

Фиг. 4

Искључивање једне инсталације у нужди може довести до ситуације у којој она почне да успорава, али излазни прекидач се још није отворио. У овом случају, за кратко време, фазна разлика између инсталације и остатка система може да достигне вредности за хитне случајеве, узрокујући кратак спој.

Такође морате обратити пажњу на балансирање оптерећења између појединачних инсталација. У опреми која се овде разматра, балансирање се врши због карактеристике пада оптерећења генератора. Због своје неидеалности и неидентичних карактеристика инстанци инсталације између инсталација, расподела је такође неравномерна. Поред тога, при приближавању максималним вредностима оптерећења, на дистрибуцију почињу да утичу такви наизглед безначајни фактори као што су дужина прикључених водова, места прикључења на дистрибутивну мрежу инсталација и оптерећења, као и квалитет (прелазни отпор ) самих веза.

Увек морамо имати на уму да су ДДИБП и склопни уређаји електромеханички уређаји са значајним моментом инерције и приметним временима кашњења као одговор на контролна дејства из аутоматског управљачког система.

Паралелно коло са везом „средњег” напона

У овом случају, генератор је повезан са реактором преко трансформатора са одговарајућим односом трансформације. Дакле, реактор и склопне машине раде на „просечном“ напонском нивоу, а генератор ради на нивоу од 0.4 кВ (види слику 5).

Фиг. 5

Са овим случајем употребе, морате обратити пажњу на природу коначног оптерећења и његов дијаграм повезивања. Оне. ако је крајње оптерећење повезано преко трансформатора за снижавање, мора се имати на уму да је повезивање трансформатора на мрежу за напајање врло вероватно праћено процесом преокретања магнетизације језгра, што заузврат изазива налет потрошње струје и, последично, пад напона (видети слику 6).

Осетљива опрема можда неће радити исправно у овој ситуацији.

Најмање трепће светло ниске инерције и подразумевани претварачи фреквенције мотора се поново покрећу.

Фиг. 6

Коло са "сплит" излазном магистралом

У циљу оптимизације броја инсталација у систему напајања, произвођач предлаже да се користи шема са „сплит“ излазном магистралом, у којој су инсталације паралелне и на улазу и на излазу, при чему је свака инсталација појединачно повезана на више од једне излазна сабирница. У овом случају, број обилазних линија мора бити једнак броју излазних магистрала (види слику 7).

Мора се разумети да излазне магистрале нису независне и да су галвански повезане једна са другом преко склопних уређаја сваке инсталације.

Дакле, упркос уверавањима произвођача, ово коло представља једно напајање са унутрашњим редундансом, у случају паралелног кола, са више галвански повезаних излаза.

Фиг. 7

Овде, као иу претходном случају, потребно је обратити пажњу не само на балансирање оптерећења између инсталација, већ и између излазних магистрала.

Такође, поједини купци се категорички противе набавци „прљаве“ хране, тј. коришћење бајпаса до оптерећења у било ком режиму рада. Са овим приступом, на пример у центрима података, проблем (преоптерећење) на једном од жбица доводи до пада система са потпуним гашењем корисног оптерећења.

Животни циклус ДДИБП-а и његов утицај на систем напајања у целини

Не смемо заборавити да су ДДИБП инсталације електромеханички уређаји који захтевају пажљив, у најмању руку, поштован однос и периодично одржавање.

Распоред одржавања укључује демонтажу, гашење, чишћење, подмазивање (једном у шест месеци), као и пуњење генератора до пробног оптерећења (једном годишње). Обично су потребна два радна дана за сервисирање једне инсталације. А одсуство посебно дизајнираног кола за повезивање генератора са испитним оптерећењем доводи до потребе за де-енергетизацијом корисног оптерећења.

На пример, узмимо редундантни систем од 15 паралелно оперативних ДДУПС повезаних на „просечан“ напон на двоструку „сплит“ магистралу у одсуству наменског кола за повезивање тестног оптерећења.

Са таквим почетним подацима, за сервисирање система у трајању од 30(!) календарских дана у режиму сваког другог дана, биће потребно да се искључи једна од излазних магистрала за повезивање тестног оптерећења. Дакле, доступност напајања носивости једне од излазних магистрала је - 0,959, а у ствари чак 0,92.

Поред тога, враћање на стандардно коло за напајање корисног оптерећења ће захтевати укључивање потребног броја опадајућих трансформатора, што ће, заузврат, изазвати вишеструке падове напона у целом(!) систему повезаном са преокретом магнетизације трансформатора.

Препоруке за коришћење ДДИБП

Из горе наведеног намеће се неутешан закључак - на излазу система за напајање помоћу ДДИБП-а, присутан је квалитетан (!) непрекидни напон када су испуњени сви следећи услови:

Спољно напајање нема значајних недостатака;
Оптерећење система је константно током времена, активно и линеарно по природи (последње две карактеристике се не односе на опрему центра података);
У систему нема изобличења изазваних пребацивањем реактивних елемената.

Да резимирамо, могу се формулисати следеће препоруке:

Одвојити системе напајања инжењерске и информатичке опреме и поделити ове друге на подсистеме како би се минимизирао међусобни утицај.
Одвојите засебну мрежу да бисте обезбедили могућност сервисирања једне инсталације са могућношћу повезивања спољашњег тестног оптерећења са капацитетом једнаким једној инсталацији. Припремите локацију и кабловске објекте за повезивање за ове сврхе.
Стално пратите баланс оптерећења између енергетских сабирница, појединачних инсталација и фаза.
Избегавајте коришћење опадајућих трансформатора повезаних на излаз ДДИБП-а.
Пажљиво тестирајте и снимите рад уређаја за аутоматизацију и напајање како бисте прикупили статистичке податке.
Да бисте проверили квалитет напајања за оптерећење, тестирајте инсталације и системе коришћењем нелинеарног оптерећења.
Приликом сервисирања раставите стартер акумулаторе и тестирајте их појединачно, јер... Упркос присуству такозваних еквилајзера и резервног стартног панела (РСП), због једне неисправне батерије, ДД се можда неће покренути.
Предузмите додатне мере да минимизирате хармонике струје оптерећења.
Документујте звучна и топлотна поља инсталација, резултате вибрационих тестова за брзу реакцију на прве манифестације разних врста механичких проблема.
Избегавајте дуготрајне застоје инсталација, предузмите мере за равномерну расподелу моторних ресурса.
Довршите инсталацију сензорима вибрација да бисте спречили хитне ситуације.
У случају промене звучног и топлотног поља, појаве вибрација или страних мириса, одмах искључите инсталације ради даље дијагностике.

ПС Аутор би био захвалан на повратним информацијама о теми чланка.

Извор: ввв.хабр.цом

Карактеристике система напајања који користе ДДИБП