Дызель-генератарная ўстаноўка спалучаецца з ІБП

У гэтым артыкуле аналізуецца і тлумачыцца ўплыў уваходнага каэфіцыента магутнасці КБС і ўваходнага фільтра на электрагенератар каб высветліць прычыну праблемы, а затым знайсці рашэнне.

1. Каардынацыя паміж дызель-генератарнай устаноўкай і КБС.

Вытворцы і карыстальнікі сістэм бесперабойнага электразабеспячэння даўно заўважылі праблемы з каардынацыяй паміж генератарнымі ўстаноўкамі і КБС, асабліва гармонікі току, якія ствараюцца выпрамнікамі, генеруюцца ў такіх сістэмах электразабеспячэння, як рэгулятары напружання генератарных установак і схемы сінхранізацыі КБС.Адмоўныя наступствы гэтага вельмі відавочныя.Такім чынам, сістэмныя інжынеры КБС распрацавалі ўваходны фільтр і прымянілі яго да КБС, паспяхова кантралюючы гармонікі току ў дадатку КБС.Гэтыя фільтры гуляюць ключавую ролю ў сумяшчальнасці КБС і генератарных установак.

Практычна ўсе ўваходныя фільтры выкарыстоўваюць кандэнсатары і шпулькі індуктыўнасці для паглынання найбольш разбуральных гармонік току на ўваходзе КБС.Канструкцыя ўваходнага фільтра ўлічвае працэнт максімальна магчымых агульных гарманічных скажэнняў, уласцівых ланцугу КБС і пры поўнай нагрузцы.Яшчэ адна перавага большасці фільтраў - павышэнне каэфіцыента ўваходнай магутнасці нагружанага ІБП.Аднак яшчэ адным наступствам прымянення ўваходнага фільтра з'яўляецца зніжэнне агульнай эфектыўнасці ІБП.Большасць фільтраў спажывае каля 1% магутнасці ІБП.Канструкцыя ўваходнага фільтра заўсёды шукае баланс паміж спрыяльнымі і неспрыяльнымі фактарамі.

Каб павысіць эфектыўнасць сістэмы КБС, наколькі гэта магчыма, інжынеры КБС нядаўна ўнеслі паляпшэнні ў энергаспажыванне ўваходнага фільтра.Павышэнне эфектыўнасці фільтра шмат у чым залежыць ад прымянення тэхналогіі IGBT (транзістар з ізаляваным затворам) у канструкцыі КБС.Высокая эфектыўнасць інвертара IGBT прывяла да рэканструкцыі КБС.Уваходны фільтр можа паглынаць некаторыя гармонікі току, адначасова паглынаючы невялікую частку актыўнай магутнасці.Карацей кажучы, стаўленне індуктыўных фактараў да ёмістных фактараў у фільтры памяншаецца, аб'ём ІБП памяншаецца, а эфектыўнасць паляпшаецца.Здаецца, справы ў галіне КБС вырашаны, але сумяшчальнасць новай праблемы з генератарам зноў з'явілася, замяніўшы старую праблему.

2. Праблема рэзанансу.

Праблема самаўзбуджэння кандэнсатара можа ўзмацняцца або маскіравацца іншымі электрычнымі ўмовамі, такімі як паслядоўны рэзананс.Калі омічнае значэнне індуктыўнага супраціўлення генератара і омічнае значэнне ёмістнага супраціўлення уваходнага фільтра блізкія адно да аднаго, а значэнне супраціву сістэмы малое, будуць адбывацца ваганні, і напружанне можа перавышаць намінальнае значэнне магутнасці сістэма.Нядаўна распрацаваная сістэма КБС мае па сутнасці 100% ёмістны ўваходны супраціў.КБС магутнасцю 500 кВА можа мець ёмістасць 150 квар і каэфіцыент магутнасці, блізкі да нуля.Шунты індуктыўнасці, паслядоўныя дроселі і ўваходныя ізаляцыйныя трансфарматары з'яўляюцца звычайнымі кампанентамі КБС, і ўсе гэтыя кампаненты з'яўляюцца індуктыўнымі.Фактычна, яны і ёмістасць фільтра разам прымушаюць КБС паводзіць сябе як ёмістны ў цэлым, і ўнутры КБС ужо могуць быць некаторыя ваганні.У спалучэнні з ёмістнымі характарыстыкамі ліній электраперадач, падлучаных да КБС, складанасць усёй сістэмы значна ўзрастае, што выходзіць за рамкі аналізу звычайных інжынераў.

3. Дызель-генератарная ўстаноўка і нагрузка.

Дызель-генератарныя ўстаноўкі абапіраюцца на рэгулятар напружання для кантролю выхаднога напружання.Рэгулятар напругі выяўляе трохфазнае выхадное напружанне і параўноўвае яго сярэдняе значэнне з неабходным значэннем напружання.Рэгулятар атрымлівае энергію ад дапаможнай крыніцы харчавання ўнутры генератара, звычайна невялікага генератара, суаксіальнага з асноўным генератарам, і перадае энергію пастаяннага току на катушку ўзбуджэння магнітнага поля ротара генератара.Ток шпулькі павялічваецца або паніжаецца, каб кантраляваць вярчальнае магнітнае поле шпулька статара генератара , або памер электрарухаючай сілы ЭРС.Магнітны паток шпулькі статара вызначае выходную напругу генератара.

Унутранае супраціўленне шпулькі статара дызель-генератарнай устаноўкі пазначаецца Z, уключаючы індуктыўныя і рэзістыўныя часткі;электрарухаючая сіла генератара, які кіруецца шпулькай узбуджэння ротара, пазначаецца E крыніцай пераменнага напружання.Мяркуючы, што нагрузка чыста індуктыўная, ток I адстае ад напружання U дакладна на 90° кута электрычнай фазы на вектарнай дыяграме.Калі нагрузка чыста рэзістыўная, то вектары U і I будуць супадаць або знаходзіцца ў фазе.Фактычна большасць нагрузак знаходзяцца паміж чыста рэзістыўнымі і чыста індуктыўнымі.Падзенне напружання, выкліканае праходжаннем току праз катушку статара, прадстаўлена вектарам напружання I×Z.Фактычна гэта сума двух меншых вектараў напружання: падзення напружання супраціву ў фазе з I і падзення напружання індуктыўнасці на 90° наперад.У гэтым выпадку ён знаходзіцца ў фазе з U. Паколькі электрарухаючая сіла павінна быць роўная суме падзення напружання ўнутранага супраціўлення генератара і выхаднога напружання, гэта значыць вектарнай суме вектара E=U і I×Z.Рэгулятар напружання можа эфектыўна кантраляваць напружанне U, змяняючы E.

А цяпер разгледзім, што адбываецца з унутранымі ўмовамі генератара, калі замест чыста індуктыўнай нагрузкі выкарыстоўваецца чыста ёмістная.Ток у гэты час якраз процілеглы індуктыўнай нагрузцы.Цяпер ток I апярэджвае вектар напружання U, а вектар падзення напружання ўнутранага супраціву I×Z таксама знаходзіцца ў супрацьлеглай фазе.Тады вектарная сума U і I×Z меншая за U.

Паколькі такая ж электрарухаючая сіла E, што і ў індуктыўнай нагрузкі, стварае больш высокае выхадное напружанне генератара U у ёмістнай нагрузцы, рэгулятар напружання павінен значна паменшыць вярчальнае магнітнае поле.На самай справе ў рэгулятара напружання можа быць недастаткова дыяпазону для поўнага рэгулявання выхаднога напружання.Ротары ўсіх генератараў бесперапынна ўзбуджаюцца ў адным кірунку і ўтрымліваюць пастаяннае магнітнае поле.Нават калі рэгулятар напружання цалкам зачынены, ротар усё яшчэ мае дастаткова магнітнага поля для зарадкі ёмістнай нагрузкі і стварэння напружання.Гэта з'ява называецца «самаўзбуджэнне».Вынікам самаўзбуджэння з'яўляецца перанапружанне або адключэнне рэгулятара напругі, а сістэма маніторынгу генератара расцэньвае гэта як няспраўнасць рэгулятара напругі (г.зн. «страта ўзбуджэння»).Любое з гэтых умоў прывядзе да спынення генератара.Нагрузка, падлучаная да выхаду генератара, можа быць незалежнай або паралельнай, у залежнасці ад часу і налад шафы аўтаматычнага пераключэння.У некаторых прыкладаннях сістэма КБС з'яўляецца першай нагрузкай, падлучанай да генератара падчас збою электраэнергіі.У іншых выпадках КБС і механічная нагрузка падключаюцца адначасова.Механічная нагрузка звычайна мае пускавы кантактар, і для паўторнага замыкання пасля збою харчавання патрабуецца пэўны час.Ёсць затрымка ў кампенсацыі нагрузкі індуктыўнага рухавіка кандэнсатара ўваходнага фільтра КБС.Сам КБС мае перыяд часу, які называецца "мяккі пуск", які пераключае нагрузку з батарэі на генератар, каб павялічыць каэфіцыент уваходнай магутнасці.Аднак уваходныя фільтры КБС не ўдзельнічаюць у працэсе плыўнага пуску.Яны падключаюцца да ўваходнага канца КБС як частка КБС.Таму ў некаторых выпадках асноўнай нагрузкай, першай падлучанай да выхаду генератара пры адключэнні электрычнасці, з'яўляецца ўваходны фільтр КБС.Яны адрозніваюцца высокай ёмістасцю (часам чыста ёмістнымі).

Рашэннем гэтай праблемы, відавочна, з'яўляецца выкарыстанне карэкцыі каэфіцыента магутнасці.Ёсць шмат спосабаў дасягнуць гэтага, прыкладна наступныя:

1. Усталюйце аўтаматычную камутацыйную шафу, каб нагрузка рухавіка была падключана перад ІБП.Некаторыя размеркавальныя шафы могуць быць не ў стане рэалізаваць гэты метад.Акрамя таго, падчас тэхнічнага абслугоўвання інжынерам прадпрыемства можа спатрэбіцца асобная адладка КБС і генератараў.

2. Дадайце пастаяннае рэактыўнае супраціўленне для кампенсацыі ёмістнай нагрузкі, звычайна выкарыстоўваючы рэактар ​​з паралельнай абмоткай, падлучаны да паралельнай платы выхаду EG або генератара.Гэта вельмі лёгка дасягнуць, і кошт невысокі.Але незалежна ад высокай ці нізкай нагрузкі, рэактар ​​заўсёды паглынае ток і ўплывае на каэфіцыент магутнасці нагрузкі.І незалежна ад колькасці КБС, колькасць рэактараў заўсёды фіксаванае.

3. Усталюйце індуктыўны рэактар ​​у кожны КБС, каб проста кампенсаваць ёмістнае супраціўленне КБС.У выпадку нізкай нагрузкі кантактар ​​(дадаткова) кіруе уваходам рэактара.Гэты метад рэактара больш дакладны, але іх колькасць вялікая, а кошт устаноўкі і кантролю высокі.

4. Усталюйце контактор перад кандэнсатарам фільтра і адключыце яго пры нізкай нагрузцы.Паколькі час кантактара павінен быць дакладным, а кіраванне больш складаным, яго можна ўсталяваць толькі на заводзе.

Які метад лепшы, залежыць ад сітуацыі на месцы і прадукцыйнасці абсталявання.

Калі вы хочаце даведацца больш пра дызель-генератары, запрашаем пракансультавацца з Dingbo Power па электроннай пошце dingbo@dieselgeneratortech.com, і мы будзем да вашых паслуг у любы час.