U generatore diesel hè assuciatu cù UPS

Questu articulu analizza è spiega l'impattu di u fattore di putenza di input UPS è u filtru di input nantu à u generatore di energia in ordine per chjarificà a causa di u prublema, è dopu truvà una suluzione.

1. Coordination trà generatore diesel è UPS.

I pruduttori è l'utilizatori di sistemi di alimentazione senza interruzzione anu longu nutatu i prublemi di coordinazione trà i generatori è l'UPS, in particulare l'armoniche attuali generate da i rettificatori sò generati nantu à i sistemi di alimentazione cum'è i regulatori di tensione di i generatori è i circuiti di sincronizazione di UPS.L'effetti avversi di questu sò assai evidenti.Per quessa, l'ingegneri di u sistema UPS hà cuncepitu u filtru di input è l'applicà à l'UPS, cuntrullà cù successu l'armoniche attuali in l'applicazione UPS.Questi filtri ghjucanu un rolu chjave in a cumpatibilità di UPS è generatori.

Praticamente tutti i filtri di input utilizanu condensatori è induttori per assorbe l'armoniche di corrente più distruttive à l'input UPS.U disignu di u filtru d'ingressu piglia in contu u percentualità di a massima distorsione armonica tutale pussibule inherente à u circuitu UPS è in piena carica.Un altru benefiziu di a maiò parte di i filtri hè di migliurà u fattore di putenza di input di u UPS caricatu.Tuttavia, una altra cunsiguenza di l'applicazione di u filtru di input hè di riduce l'efficienza generale di l'UPS.A maiò parte di i filtri cunsumanu circa 1% di a putenza UPS.U disignu di u filtru di input cerca sempre un equilibriu trà fatturi favurevuli è sfavorevoli.

Per migliurà l'efficienza di u sistema UPS quant'è pussibule, l'ingegneri UPS anu da pocu fà migliure in u cunsumu di energia di u filtru di input.A migliurà di l'efficienza di u filtru dipende largamente da l'applicazione di a tecnulugia IGBT (Insulated Gate Transistor) à u disignu UPS.L'alta efficienza di l'inverter IGBT hà purtatu à un redesignu di l'UPS.U filtru di input pò assorbe qualchi armoniche attuali mentre assorbe una piccula parte di u putere attivu.In breve, u rapportu di fatturi induttivi à fatturi capacitivi in ​​u filtru hè ridutta, u voluminu di l'UPS hè ridutta, è l'efficienza hè migliurata.E cose in u campu di l'UPS parevanu esse risolte, ma a cumpatibilità di u novu prublema cù u generatore hè apparsu novu, rimpiazzà u vechju prublema.

2. Prublemu di risonanza.

U prublema di l'autoexcitazione di u condensatore pò esse aggravatu o mascheratu da altre cundizioni elettriche, cum'è a resonance di serie.Quandu u valore ohmicu di a reattanza induttiva di u generatore è u valore ohmicu di a reattanza capacitiva di u filtru di input sò vicini l'un à l'altru, è u valore di resistenza di u sistema hè chjuca, l'oscillazione accade, è a tensione pò esse più di u valore nominale di u putere. sistema.U sistema UPS di novu cuncepimentu hè essenzialmente 100% di impedenza di input capacitiva.Un UPS 500kVA pò avè una capacità di 150kvar è un fattore di putenza vicinu à zero.Induttori di shunt, choke di serie è trasformatori d'isolazione di input sò cumpunenti convenzionali di UPS, è questi cumpunenti sò tutti induttivi.In fatti, elli è a capacità di u filtru inseme facenu chì l'UPS si cumportanu cum'è capacitivu cum'è un sanu, è pò esse digià alcune oscillazioni in l'UPS.Accoppiata cù e caratteristiche capacitive di e linee elettriche cunnesse à l'UPS, a cumplessità di u sistema tutale hè assai aumentata, oltre u scopu di l'analisi di l'ingegneri ordinariu.

3. Generatore Diesel è carica.

I generatori diesel si basanu in un regulatore di tensione per cuntrullà a tensione di output.U regulatore di tensione rileva a tensione di output trifase è paraguna u so valore mediu cù u valore di tensione necessariu.U regulatore riceve energia da a fonte d'energia ausiliaria in u generatore, di solitu un picculu generatore coaxial cù u generatore principale, è trasmette energia DC à a bobina di eccitazione di u campu magneticu di u rotore di u generatore.U currente di bobina cresce o cade per cuntrullà u campu magneticu rotativu di u bobina di statore di u generatore , o a dimensione di a forza elettromotrice EMF.U flussu magneticu di a bobina di u stator determina a tensione di output di u generatore.

A resistenza interna di a bobina di stator di un generatore diesel hè rapprisintata da Z, cumprese parti induttivi è resistivi;a forza elettromotrice di u generatore cuntrullata da a bobina d'excitazione di u rotore hè rapprisintata da E da una fonte di tensione AC.Assumindu chì a carica hè puramente induttiva, a corrente I ritarda a tensione U di esattamente 90 ° di l'angolo di fase elettrica in u diagramma vettoriale.Se a carica hè puramente resistiva, i vettori di U è I coincideranu o seranu in fase.In fatti, a maiò parte di i carichi sò trà puramente resistivi è puramente induttivi.A caduta di tensione causata da a corrente chì passa per a bobina di u stator hè rapprisintata da u vettore di tensione I × Z.Hè veramente a somma di dui vettori di tensione più chjuchi, a caduta di tensione di resistenza in fase cù I è a caduta di tensione di l'induttore 90 ° avanti.In questu casu, succede à esse in fase cù U. Perchè a forza elettromotrice deve esse uguale à a somma di a caduta di tensione di a resistenza interna di u generatore è a tensione di output, vale à dì a somma vettoriale di u vettore E = U è I × Z.U regulatore di tensione pò cuntrullà efficacemente a tensione U cambiendu E.

Avà cunsiderà ciò chì succede à e cundizioni internu di u generatore quandu una carica puramente capacitiva hè usata invece di una carica puramente induttiva.A currente in questu tempu hè ghjustu u cuntrariu di a carica induttiva.U currente I guida avà u vettore di tensione U, è u vettore di caduta di tensione di resistenza interna I × Z hè ancu in a fase opposta.Allora la somma vettoriale di U e I×Z è minore di U.

Siccomu a stessa forza elettromotrice E cum'è in a carica induttiva produce una tensione di uscita di u generatore U più altu in a carica capacitiva, u regulatore di tensione deve riduce significativamente u campu magneticu rotativu.In fattu, u regulatore di tensione ùn pò micca avè abbastanza intervallu per regulà cumplettamente a tensione di output.I rotori di tutti i generatori sò continuamente eccitati in una direzzione è cuntenenu un campu magneticu permanente.Ancu s'è u regulatore di tensione hè cumplettamente chjusu, u rotore hà ancu abbastanza campu magneticu per carica a carica capacitiva è generà tensione.Stu fenominu hè chjamatu "auto-excitation".U risultatu di l'auto-excitazione hè a sopratensione o l'arrestu di u regulatore di tensione, è u sistema di surviglianza di u generatore cunsidereghja esse un fallimentu di u regulatore di tensione (vale à dì, "perdita d'excitazione").Qualchese di sti cundizioni farà chì u generatore si ferma.A carica cunnessa à l'output di u generatore pò esse indipindenti o paralleli, secondu u timing è u paràmetru di l'armadiu di commutazione automatica.In certi applicazioni, u sistema UPS hè a prima carica cunnessa à u generatore durante una mancanza di energia.In altri casi, UPS è carica meccanica sò cunnessi à u stessu tempu.A carica meccanica di sòlitu hà un contactor principiatu, è si pigghia un certu tempu à reclose dopu à un fallimentu putenza.Ci hè un ritardu in cumpensà a carica di u mutore induttivu di u condensatore di filtru d'ingressu UPS.U UPS stessu hà un periudu di tempu chjamatu "iniziu suave", chì cambia a carica da a bateria à u generatore per aumentà u so fattore di putenza di input.In ogni casu, i filtri di input UPS ùn participanu micca à u prucessu di start-start.Sò cunnessi à l'estremità di input di l'UPS cum'è parte di l'UPS.Dunque, in certi casi, a carica principale prima cunnessa à l'output di u generatore durante un fallimentu di energia hè u filtru di input di l'UPS.Sò assai capacitivi (à volte puramente capacitivi).

A suluzione à stu prublema hè ovviamente di utilizà a correzione di u fattore di putenza.Ci hè parechje manere di ottene questu, quasi cum'è seguente:

1. Installa un armariu di commutazione automatica per fà a carica di u mutore cunnessu prima di l'UPS.Certi armarii di switch ùn ponu micca implementà stu metudu.Inoltre, durante u mantenimentu, l'ingegneri di a pianta puderanu bisognu di debug separatamente UPS è generatori.

2. Aghjunghjite un reactance reattivu permanente per cumpensà a carica capacitiva, di solitu utilizendu un reactore di avvolgimentu parallelu, cunnessu à l'EG o u generatore di u parallelu di u generatore.Questu hè assai faciule da ottene, è u costu hè bassu.Ma ùn importa micca in carica alta o carica bassa, u reattore hè sempre assorbendu u currente è affettendu u fattore di putenza di carica.È a priscinniri di u numeru di UPS, u numeru di reattori hè sempre fissu.

3. Installa un reactor inductivu in ogni UPS per cumpensà solu a reactance capacitiva di l'UPS.In u casu di carica bassa, u contactor (opcional) cuntrolla l'input di u reactor.Stu metudu di reactor hè più precisu, ma u numeru hè grande è u costu di a stallazione è u cuntrollu hè altu.

4. Installa un contactor davanti à u condensatore di filtru è disconnect quandu a carica hè bassa.Dapoi u tempu di u contactor deve esse precisa è u cuntrollu hè più cumplicatu, si pò esse stallatu solu in u fabbrica.

Qualessu metudu hè u megliu dipende da a situazione in u situ è ​​u funziunamentu di l'equipaggiu.

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