Butsev I.V.
[elektron pochta bilan himoyalangan]
Dizel dinamik uzluksiz quvvat manbalaridan (DDIUPS) foydalanadigan elektr ta'minoti tizimlarining xususiyatlari
Keyingi taqdimotda muallif marketing klişelaridan qochishga harakat qiladi va faqat amaliy tajribaga tayanadi. HITEC Power Protection kompaniyasining DDIBPlari sinov ob'ektlari sifatida tasvirlanadi.
DDIBP o'rnatish moslamasi
DDIBP qurilmasi, elektromexanik nuqtai nazardan, juda oddiy va bashorat qilinadigan ko'rinadi.
Energiyaning asosiy manbai - yukni uzoq muddatli uzluksiz quvvat bilan ta'minlash uchun o'rnatish samaradorligini hisobga olgan holda etarli quvvatga ega bo'lgan Dizel Dvigatel (DE). Bu, shunga ko'ra, uning ishonchliligi, ishga tushirishga tayyorligi va ish barqarorligi uchun juda qattiq talablarni qo'yadi. Shuning uchun, sotuvchi sariqdan o'z rangiga bo'yalgan kema DDlaridan foydalanish mutlaqo mantiqiydir.
Mexanik energiyani elektr energiyasiga va orqaga qaytaruvchi konvertor sifatida o'rnatish, birinchi navbatda, vaqtinchalik jarayonlarda quvvat manbaining dinamik xususiyatlarini yaxshilash uchun o'rnatishning nominal quvvatidan oshib ketadigan quvvatga ega bo'lgan motor-generatorni o'z ichiga oladi.
Ishlab chiqaruvchi uzluksiz elektr ta'minotini talab qilganligi sababli, o'rnatish bir ish rejimidan ikkinchisiga o'tish paytida yukni quvvat bilan ta'minlaydigan elementni o'z ichiga oladi. Inertial akkumulyator yoki induksion birikma bu maqsadga xizmat qiladi. Bu katta tezlikda aylanadigan va mexanik energiya to'playdigan massiv jismdir. Ishlab chiqaruvchi o'z qurilmasini asenkron vosita ichidagi asenkron vosita sifatida tasvirlaydi. Bular. Stator, tashqi rotor va ichki rotor mavjud. Bundan tashqari, tashqi rotor o'rnatishning umumiy miliga qattiq bog'langan va motor-generatorning mili bilan sinxron ravishda aylanadi. Ichki rotor tashqi rotorga nisbatan qo'shimcha ravishda aylanadi va aslida saqlash moslamasi hisoblanadi. Quvvat va alohida qismlar o'rtasidagi o'zaro ta'sirni ta'minlash uchun slip halqalari bo'lgan cho'tka birliklari ishlatiladi.
Mexanik energiyani dvigateldan o'rnatishning qolgan qismlariga o'tkazishni ta'minlash uchun haddan tashqari ko'tarilgan debriyaj ishlatiladi.
O'rnatishning eng muhim qismi avtomatik boshqaruv tizimi bo'lib, u alohida qismlarning ish parametrlarini tahlil qilib, umuman o'rnatishni boshqarishga ta'sir qiladi.
Shuningdek, o'rnatishning eng muhim elementi - bu o'rnatishni elektr ta'minoti tizimiga integratsiyalash va rejimlar o'rtasida nisbatan xavfsiz o'tishni ta'minlash, tenglashtiruvchi oqimlarni cheklash uchun mo'ljallangan reaktor, o'ralgan kranli uch fazali chok.
Va nihoyat, yordamchi, lekin hech qanday holatda ikkilamchi quyi tizimlar - shamollatish, yonilg'i ta'minoti, sovutish va gaz chiqarish.
DDIBP o'rnatishning ishlash rejimlari
Menimcha, DDIBP o'rnatishning turli holatlarini tavsiflash foydali bo'ladi:
- ish rejimi OFF
O'rnatishning mexanik qismi harakatsiz. Quvvat boshqaruv tizimiga, avtomashinani oldindan isitish tizimiga, starter akkumulyatorlari uchun suzuvchi zaryad tizimiga va aylanma ventilyatsiya moslamasiga beriladi. Oldindan qizdirilgandan so'ng, o'rnatish boshlashga tayyor.
- ish rejimi START
START buyrug'i berilganda, DD ishga tushadi, u haydovchining tashqi rotorini va motor-generatorni haddan tashqari ishlaydigan debriyaj orqali aylantiradi. Dvigatel isishi bilan uning sovutish tizimi ishga tushadi. Ishlash tezligiga erishgandan so'ng, haydovchining ichki rotori aylana boshlaydi (zaryadlanadi). Saqlash moslamasini zaryad qilish jarayoni bilvosita iste'mol qilinadigan oqim bilan baholanadi. Bu jarayon 5-7 daqiqa davom etadi.
Agar tashqi quvvat mavjud bo'lsa, tashqi tarmoq bilan yakuniy sinxronizatsiya uchun biroz vaqt kerak bo'ladi va etarli darajadagi in-fazaga erishilganda, o'rnatish unga ulanadi.
DD aylanish tezligini pasaytiradi va sovutish davriga o'tadi, bu taxminan 10 daqiqa davom etadi, keyin esa to'xtaydi. Haddan tashqari ko'tarilgan debriyaj o'chiriladi va o'rnatishning keyingi aylanishi akkumulyatordagi yo'qotishlarni qoplagan holda motor-generator tomonidan quvvatlanadi. O'rnatish yukni quvvatlantirishga tayyor va UPS rejimiga o'tadi.
Tashqi elektr ta'minoti mavjud bo'lmaganda, o'rnatish dvigatel-generatordan yukni va o'z ehtiyojlarini ta'minlashga tayyor va DIZEL rejimida ishlashni davom ettiradi.
- ish rejimi DIZEL
Ushbu rejimda energiya manbai DD hisoblanadi. U tomonidan aylanadigan motor-generator yukni quvvat bilan ta'minlaydi. Dvigatel-generator kuchlanish manbai sifatida aniq chastotali javobga ega va sezilarli inertsiyaga ega bo'lib, yuk hajmining keskin o'zgarishiga kechikish bilan javob beradi. Chunki Ishlab chiqaruvchi ushbu rejimda dengiz DD ishlashi bilan o'rnatishni yakunlaydi, faqat yonilg'i zaxiralari va o'rnatishning issiqlik sharoitlarini saqlab turish qobiliyati bilan cheklangan. Ushbu ish rejimida o'rnatish yaqinidagi ovoz bosimi darajasi 105 dBA dan oshadi.
- UPS ish rejimi
Ushbu rejimda energiya manbai tashqi tarmoq hisoblanadi. Reaktor orqali tashqi tarmoqqa ham, yukga ham ulangan motor-generator sinxron kompensator rejimida ishlaydi, yuk kuchining reaktiv komponentini ma'lum chegaralarda qoplaydi. Umuman olganda, tashqi tarmoq bilan ketma-ket ulangan DDIBP o'rnatilishi, ta'rifiga ko'ra, kuchlanish manbai sifatida uning xususiyatlarini yomonlashtiradi va ekvivalent ichki impedansni oshiradi. Ushbu ish rejimida o'rnatish yaqinidagi ovoz bosimi darajasi taxminan 100 dBA ni tashkil qiladi.
Tashqi tarmoq bilan bog'liq muammolar mavjud bo'lsa, jihoz undan uziladi, dizel dvigatelni ishga tushirish buyrug'i beriladi va qurilma DIZEL rejimiga o'tadi. Shuni ta'kidlash kerakki, doimiy isitiladigan dvigatelning ishga tushirilishi dvigatel milining aylanish tezligi o'rnatishning qolgan qismlaridan oshib ketguncha, haddan tashqari debriyajning yopilishi bilan amalga oshiriladi. DD ni ishga tushirish va ishlash tezligiga erishish uchun odatiy vaqt 3-5 soniya.
- BYPASS ish rejimi
Agar kerak bo'lsa, masalan, texnik xizmat ko'rsatish vaqtida yuk quvvati to'g'ridan-to'g'ri tashqi tarmoqdan bypass liniyasiga o'tkazilishi mumkin. Aylanib o'tish liniyasiga va orqaga o'tish kommutatsiya moslamalarining javob vaqtining bir-biriga mos kelishi bilan sodir bo'ladi, bu sizga hatto qisqa muddatli yukni yo'qotishning oldini olishga imkon beradi, chunki Boshqaruv tizimi DDIBP o'rnatishning chiqish kuchlanishi va tashqi tarmoq o'rtasidagi fazani saqlab qolishga intiladi. Bunday holda, o'rnatishning ishlash rejimi o'zgarmaydi, ya'ni. agar DD ishlayotgan bo'lsa, u ishlashni davom ettiradi yoki o'rnatish tashqi tarmoqdan quvvatlangan bo'lsa, u davom etadi.
- ish rejimi STOP
STOP buyrug'i berilganda yuk quvvati aylanma liniyaga o'tadi va motor-generator va saqlash moslamasining elektr ta'minoti to'xtatiladi. O'rnatish bir muncha vaqt inertsiya bilan aylanishni davom ettiradi va to'xtatilgandan so'ng u O'FF holatiga o'tadi.
DDIBP ulanish sxemalari va ularning xususiyatlari
Yagona o'rnatish
Bu mustaqil DDIBP dan foydalanishning eng oddiy variantidir. O'rnatish ikkita chiqishga ega bo'lishi mumkin - elektr ta'minotini to'xtatmasdan NB (uzilishsiz, uzluksiz quvvat) va quvvatning qisqa muddatli uzilishi bilan SB (qisqa uzilish, kafolatlangan quvvat). Chiqishlarning har biri o'z bypassiga ega bo'lishi mumkin (1-rasmga qarang).
1-rasm
NB chiqishi odatda kritik yukga (IT, sovutish sirkulyatsiya nasoslari, aniq konditsionerlar) ulanadi va SB chiqishi elektr ta'minotining qisqa muddatli uzilishi muhim bo'lmagan yuk (sovutgich sovutgichlari). Kritik yukga elektr ta'minotining to'liq yo'qotilishiga yo'l qo'ymaslik uchun o'rnatish chiqishi va aylanib o'tish davrining o'zgarishi vaqtning o'zgarishi bilan amalga oshiriladi va qismning murakkab qarshiligi tufayli elektron oqimlari xavfsiz qiymatlarga tushiriladi. reaktor o'rashining.
DDIBP dan chiziqli bo'lmagan yukga elektr ta'minotiga alohida e'tibor berilishi kerak, ya'ni. iste'mol qilinadigan oqimning spektral tarkibida sezilarli darajada harmoniklarning mavjudligi bilan tavsiflangan yuk. Sinxron generatorning ishlash xususiyatlari va ulanish diagrammasi tufayli bu o'rnatishning chiqishida kuchlanish to'lqin shaklining buzilishiga, shuningdek, o'rnatish quvvat manbaidan quvvatlanganda iste'mol qilinadigan oqimning harmonik tarkibiy qismlarining mavjudligiga olib keladi. tashqi o'zgaruvchan kuchlanish tarmog'i.
Quyida tashqi tarmoqdan quvvat olishda shaklning tasvirlari (2-rasmga qarang) va chiqish kuchlanishining harmonik tahlili (3-rasmga qarang). Harmonik buzilish koeffitsienti chastota konvertori shaklida oddiy chiziqli bo'lmagan yuk bilan 10% dan oshdi. Shu bilan birga, o'rnatish dizel rejimiga o'tmadi, bu boshqaruv tizimi chiqish kuchlanishining harmonik buzilish koeffitsienti kabi muhim parametrni kuzatmasligini tasdiqlaydi. Kuzatishlarga ko'ra, garmonik buzilish darajasi yuk kuchiga bog'liq emas, balki chiziqli bo'lmagan va chiziqli yuk kuchlarining nisbati va sof faol, termal yukda sinovdan o'tkazilganda, kuchlanish shaklining chiqishidagi kuchlanish shakliga bog'liq. o'rnatish, albatta, sinusoidalga yaqin. Ammo bu holat haqiqatdan juda uzoqdir, ayniqsa chastota konvertorlarini o'z ichiga olgan muhandislik uskunalari va har doim quvvat omili tuzatuvchisi (PFC) bilan jihozlanmagan kommutatsiya quvvat manbalariga ega IT yuklari haqida gap ketganda.
2-rasm
3-rasm
Ushbu va keyingi diagrammalarda uchta holat e'tiborga loyiqdir:
- O'rnatishning kirish va chiqishi o'rtasidagi galvanik aloqa.
- Chiqishdan fazaviy yukning nomutanosibligi kirishga etib boradi.
- Yuk oqimining harmonikasini kamaytirish uchun qo'shimcha chora-tadbirlar zarurati.
- Yuk oqimining harmonik komponentlari va vaqtinchalik jarayonlar natijasida kelib chiqadigan buzilishlar chiqishdan kirishga oqib chiqadi.
Parallel elektron
Elektr ta'minoti tizimini yaxshilash uchun DDIBP bloklari alohida bloklarning kirish va chiqish davrlarini ulab, parallel ravishda ulanishi mumkin. Shu bilan birga, tushunish kerakki, o'rnatish o'z mustaqilligini yo'qotadi va sinxronizm va fazali shartlar bajarilganda tizimning bir qismiga aylanadi, fizikada bu bir so'z bilan aytiladi - kogerentlik. Amaliy nuqtai nazardan, bu tizimga kiritilgan barcha o'rnatishlar bir xil rejimda ishlashi kerakligini anglatadi, ya'ni, masalan, DD dan qisman ishlaydigan variant va tashqi tarmoqdan qisman ishlash qabul qilinishi mumkin emas. Bunday holda, bypass liniyasi butun tizim uchun umumiy yaratiladi (4-rasmga qarang).
Ushbu ulanish sxemasi bilan ikkita potentsial xavfli rejim mavjud:
- Muvofiqlik shartlarini saqlab qolgan holda ikkinchi va keyingi o'rnatishlarni tizimning chiqish avtobusiga ulash.
- Chiqish kalitlari ochilgunga qadar muvofiqlik shartlarini saqlab, bitta o'rnatishni chiqish avtobusidan uzish.
4-rasm
Bitta o'rnatishning favqulodda o'chirilishi sekinlasha boshlagan vaziyatga olib kelishi mumkin, ammo chiqish kommutatsiya moslamasi hali ochilmagan. Bunday holda, qisqa vaqt ichida o'rnatish va tizimning qolgan qismi o'rtasidagi fazalar farqi favqulodda qiymatlarga etib, qisqa tutashuvga olib kelishi mumkin.
Bundan tashqari, alohida o'rnatishlar o'rtasida yuk muvozanatiga e'tibor berishingiz kerak. Bu erda ko'rib chiqilgan uskunada muvozanatlash generatorning tushadigan yukining xarakteristikasi tufayli amalga oshiriladi. O'rnatishlar orasidagi o'rnatish namunalarining ideal emasligi va bir xil bo'lmagan xususiyatlari tufayli taqsimot ham notekis. Bundan tashqari, maksimal yuk qiymatlariga yaqinlashganda, taqsimotga ulangan liniyalarning uzunligi, o'rnatish va yuklarni taqsimlash tarmog'iga ulanish nuqtalari, shuningdek sifat (o'tish qarshiligi) kabi ahamiyatsiz ko'rinadigan omillar ta'sir qila boshlaydi. ) ulanishlarning o'zi.
Biz har doim esda tutishimiz kerakki, DDIBP va kommutatsiya moslamalari avtomatik boshqaruv tizimidan boshqarish harakatlariga javoban sezilarli inersiya momenti va sezilarli kechikish vaqtiga ega elektromexanik qurilmalardir.
"O'rta" kuchlanishli ulanish bilan parallel sxema
Bunday holda, generator tegishli transformatsiya nisbati bo'lgan transformator orqali reaktorga ulanadi. Shunday qilib, reaktor va kommutatsiya mashinalari "o'rtacha" kuchlanish darajasida ishlaydi va generator 0.4 kV darajasida ishlaydi (5-rasmga qarang).
5-rasm
Ushbu foydalanish holatida siz oxirgi yukning tabiatiga va uning ulanish sxemasiga e'tibor berishingiz kerak. Bular. agar yakuniy yuk pastga tushiruvchi transformatorlar orqali ulangan bo'lsa, shuni yodda tutish kerakki, transformatorni ta'minot tarmog'iga ulash katta ehtimollik bilan yadroning magnitlanishining teskari jarayoni bilan birga keladi, bu esa o'z navbatida oqim sarfini keltirib chiqaradi va, natijada kuchlanishning pasayishi (6-rasmga qarang).
Bunday holatda sezgir uskunalar to'g'ri ishlamasligi mumkin.
Hech bo'lmaganda past inertiyali yorug'lik miltillaydi va standart vosita chastota konvertorlari qayta ishga tushiriladi.
6-rasm
"Ajratilgan" chiqish avtobusi bilan sxema
Elektr ta'minoti tizimidagi o'rnatishlar sonini optimallashtirish uchun ishlab chiqaruvchi "ajratilgan" chiqish avtobusiga ega sxemadan foydalanishni taklif qiladi, unda o'rnatishlar kirish va chiqishda parallel bo'lib, har bir o'rnatish alohida bir nechta qurilmalarga ulangan. chiqish avtobusi. Bunday holda, bypass liniyalari soni chiqish avtobuslari soniga teng bo'lishi kerak (7-rasmga qarang).
Shuni tushunish kerakki, chiqish avtobuslari mustaqil emas va har bir o'rnatishning kommutatsiya qurilmalari orqali bir-biriga galvanik tarzda bog'langan.
Shunday qilib, ishlab chiqaruvchining kafolatlariga qaramasdan, bu sxema bir nechta galvanik o'zaro bog'langan chiqishlarga ega bo'lgan parallel sxema bo'lsa, ichki ortiqcha bilan bitta quvvat manbaini ifodalaydi.
7-rasm
Bu erda, avvalgi holatda bo'lgani kabi, faqat o'rnatishlar o'rtasida emas, balki chiqish avtobuslari o'rtasidagi yuk muvozanatiga e'tibor qaratish lozim.
Bundan tashqari, ba'zi mijozlar "iflos" oziq-ovqat etkazib berishga qat'iyan e'tiroz bildiradilar, ya'ni. har qanday ish rejimida yukni aylanib o'tish orqali. Ushbu yondashuv bilan, masalan, ma'lumotlar markazlarida, spikerlardan biridagi muammo (ortiqcha yuk) foydali yukning to'liq o'chirilishi bilan tizimning ishdan chiqishiga olib keladi.
DDIBPning hayot aylanishi va uning butun elektr ta'minoti tizimiga ta'siri
Shuni unutmasligimiz kerakki, DDIBP qurilmalari ehtiyotkorlik bilan, eng kamida, hurmatli munosabat va davriy texnik xizmat ko'rsatishni talab qiladigan elektromexanik qurilmalardir.
Ta'mirlash jadvali o'chirish, o'chirish, tozalash, moylash (har olti oyda bir marta), shuningdek, generatorni sinov yukiga (yiliga bir marta) yuklashni o'z ichiga oladi. Odatda bitta o'rnatishga xizmat ko'rsatish uchun ikki ish kuni ketadi. Va generatorni sinov yukiga ulash uchun maxsus mo'ljallangan sxemaning yo'qligi foydali yukni o'chirish zarurligiga olib keladi.
Misol uchun, sinov yukini ulash uchun ajratilgan sxema bo'lmaganda, "o'rtacha" kuchlanishda ikkita "ajratilgan" avtobusga ulangan 15 ta parallel ishlaydigan DDIUPSning ortiqcha tizimini olaylik.
Bunday dastlabki ma'lumotlar bilan tizimga har kun rejimida 30 (!) kalendar kun davomida xizmat ko'rsatish uchun sinov yukini ulash uchun chiqish avtobuslaridan birini quvvatsizlantirish kerak bo'ladi. Shunday qilib, chiqish avtobuslaridan birining foydali yukiga elektr ta'minoti mavjudligi - 0,959, va aslida hatto 0,92.
Bunga qo'shimcha ravishda, standart foydali quvvat manbai sxemasiga qaytish uchun kerakli miqdordagi pasaytiruvchi transformatorlarni yoqish kerak bo'ladi, bu esa, o'z navbatida, transformatorlarning magnitlanishining teskari o'zgarishi bilan bog'liq bo'lgan butun(!) tizimda bir nechta kuchlanish pasayishiga olib keladi.
DDIBP dan foydalanish bo'yicha tavsiyalar
Yuqoridagilardan tasalli bermaydigan xulosa kelib chiqadi - DDIBP yordamida elektr ta'minoti tizimining chiqishida quyidagi shartlar bajarilganda yuqori sifatli (!) uzluksiz kuchlanish mavjud:
- Tashqi quvvat manbai sezilarli kamchiliklarga ega emas;
- Tizim yuki vaqt o'tishi bilan doimiy, faol va chiziqli xarakterga ega (oxirgi ikki xususiyat ma'lumotlar markazi uskunasiga taalluqli emas);
- Tizimda reaktiv elementlarni almashtirish natijasida yuzaga keladigan buzilishlar yo'q.
Xulosa qilib aytganda, quyidagi tavsiyalarni shakllantirish mumkin:
- Muhandislik va IT uskunalarini elektr ta'minoti tizimlarini ajratib oling va o'zaro ta'sirni minimallashtirish uchun ikkinchisini quyi tizimlarga bo'ling.
- Yagona o'rnatishga teng quvvatga ega tashqi sinov yukini ulash imkoniyati bilan bitta o'rnatishga xizmat ko'rsatish imkoniyatini ta'minlash uchun alohida tarmoqni ajrating. Ushbu maqsadlar uchun ulanish uchun sayt va kabel inshootlarini tayyorlang.
- Quvvat avtobuslari, alohida o'rnatish va fazalar o'rtasidagi yuk muvozanatini doimiy ravishda kuzatib boring.
- DDIBP chiqishiga ulangan pastga tushiruvchi transformatorlardan foydalanishdan saqlaning.
- Statistik ma'lumotlarni to'plash uchun avtomatlashtirish va quvvatni almashtirish qurilmalarining ishlashini diqqat bilan sinab ko'ring va yozib oling.
- Yukning elektr ta'minoti sifatini tekshirish uchun chiziqli bo'lmagan yukdan foydalangan holda o'rnatish va tizimlarni sinab ko'ring.
- Xizmat ko'rsatayotganda, boshlang'ich batareyalarni qismlarga ajratib oling va ularni alohida sinab ko'ring, chunki... Ekvalayzerlar va zaxira ishga tushirish paneli (RSP) mavjudligiga qaramay, bitta noto'g'ri batareya tufayli DD ishga tushmasligi mumkin.
- Yuk oqimining harmonikasini minimallashtirish uchun qo'shimcha choralar ko'ring.
- Har xil turdagi mexanik muammolarning birinchi namoyonlariga tezkor javob berish uchun o'rnatishning ovoz va issiqlik maydonlarini, tebranish sinovlari natijalarini hujjatlashtiring.
- O'rnatishlarning uzoq muddatli to'xtab qolishiga yo'l qo'ymang, vosita resurslarini teng taqsimlash choralarini ko'ring.
- Favqulodda vaziyatlarning oldini olish uchun tebranish sensorlari bilan o'rnatishni yakunlang.
- Ovoz va issiqlik maydonlari o'zgarsa, tebranish yoki begona hidlar paydo bo'lsa, keyingi diagnostika uchun darhol o'rnatishni ishdan chiqaring.
PS Muallif maqola mavzusi bo'yicha fikr-mulohazalaringiz uchun minnatdor bo'ladi.
Manba: www.habr.com