O grupo electróxeno diésel está equipado co UPS

Este artigo analiza e explica o impacto do factor de potencia de entrada do SAI e do filtro de entrada no sistema xerador de enerxía para aclarar a causa do problema e, a continuación, atopar unha solución.

1. Coordinación entre o grupo electróxeno diésel e o SAI.

Os fabricantes e usuarios de sistemas de alimentación ininterrompida notan dende hai tempo os problemas de coordinación entre os grupos electróxenos e os SAI, especialmente os harmónicos de corrente xerados polos rectificadores xéranse en sistemas de alimentación como os reguladores de tensión dos grupos electrógenos e os circuítos de sincronización dos SAI.Os efectos adversos disto son moi obvios.Polo tanto, os enxeñeiros do sistema UPS deseñaron o filtro de entrada e aplicouno ao SAI, controlando con éxito os harmónicos actuais na aplicación SAI.Estes filtros xogan un papel fundamental na compatibilidade de UPS e grupos electróxenos.

Practicamente todos os filtros de entrada usan capacitores e indutores para absorber os harmónicos de corrente máis destrutivos na entrada do SAI.O deseño do filtro de entrada ten en conta a porcentaxe da máxima distorsión harmónica total posible inherente ao circuíto do SAI e a plena carga.Outra vantaxe da maioría dos filtros é mellorar o factor de potencia de entrada do SAI cargado.Non obstante, outra consecuencia da aplicación do filtro de entrada é reducir a eficiencia global do SAI.A maioría dos filtros consomen preto do 1% da enerxía do SAI.O deseño do filtro de entrada sempre busca un equilibrio entre factores favorables e desfavorables.

Co fin de mellorar a eficiencia do sistema UPS na medida do posible, os enxeñeiros de UPS realizaron recentemente melloras no consumo de enerxía do filtro de entrada.A mellora da eficiencia do filtro depende en gran medida da aplicación da tecnoloxía IGBT (Insulated Gate Transistor) ao deseño do SAI.A alta eficiencia do inversor IGBT levou a un redeseño do SAI.O filtro de entrada pode absorber algúns harmónicos de corrente mentres absorbe unha pequena parte da potencia activa.En resumo, a relación de factores indutivos e capacitivos no filtro redúcese, o volume do SAI redúcese e mellora a eficiencia.As cousas no campo dos SAI parecen estar resoltas, pero volveu aparecer a compatibilidade do novo problema co xerador, substituíndo ao vello problema.

2. Problema de resonancia.

O problema da autoexcitación do capacitor pode verse agravado ou enmascarado por outras condicións eléctricas, como a resonancia en serie.Cando o valor óhmico da reactancia indutiva do xerador e o valor óhmico da reactancia capacitiva do filtro de entrada están preto un do outro e o valor da resistencia do sistema é pequeno, producirase oscilación e a tensión pode superar o valor nominal da potencia. sistema.O sistema UPS de novo deseño é esencialmente 100% de impedancia de entrada capacitiva.Un UPS de 500 kVA pode ter unha capacidade de 150 kvar e un factor de potencia próximo a cero.Os indutores de derivación, as bobinas en serie e os transformadores de illamento de entrada son compoñentes convencionais do SAI, e estes compoñentes son todos indutivos.De feito, eles e a capacidade do filtro xuntos fan que o UPS se comporte como un todo capacitivo, e xa pode haber algunhas oscilacións dentro do SAI.Xunto coas características capacitivas das liñas eléctricas conectadas ao SAI, a complexidade de todo o sistema aumenta moito, máis aló do alcance da análise dos enxeñeiros comúns.

3. Grupo electróxeno diésel e carga.

Os xeradores diésel dependen dun regulador de tensión para controlar a tensión de saída.O regulador de tensión detecta a tensión de saída trifásica e compara o seu valor medio co valor de tensión necesario.O regulador obtén enerxía da fonte de enerxía auxiliar dentro do xerador, xeralmente un pequeno xerador coaxial co xerador principal, e transmite enerxía de CC á bobina de excitación do campo magnético do rotor do xerador.A corrente da bobina sobe ou baixa para controlar o campo magnético xiratorio do bobina do estator do xerador , ou o tamaño da forza electromotriz EMF.O fluxo magnético da bobina do estator determina a tensión de saída do xerador.

A resistencia interna da bobina do estator dun conxunto xerador diésel está representada por Z, incluíndo pezas indutivas e resistivas;a forza electromotriz do xerador controlada pola bobina de excitación do rotor está representada por E por unha fonte de tensión alterna.Asumindo que a carga é puramente indutiva, a corrente I atrasa a tensión U exactamente un ángulo de fase eléctrica de 90° no diagrama vectorial.Se a carga é puramente resistiva, os vectores de U e I coincidirán ou estarán en fase.De feito, a maioría das cargas están entre puramente resistivas e puramente indutivas.A caída de tensión causada pola corrente que pasa pola bobina do estator está representada polo vector de tensión I×Z.En realidade, é a suma de dous vectores de tensión máis pequenos, a caída de tensión da resistencia en fase con I e a caída de tensión do indutor 90° por diante.Neste caso, pasa a estar en fase con U. Porque a forza electromotriz debe ser igual á suma da caída de tensión da resistencia interna do xerador e a tensión de saída, é dicir, a suma vectorial do vector E=U e I × Z.O regulador de tensión pode controlar eficazmente a tensión U cambiando E.

Considere agora o que sucede coas condicións internas do xerador cando se usa unha carga puramente capacitiva en lugar dunha carga puramente indutiva.A corrente neste momento é xusto o contrario á carga indutiva.A corrente I conduce agora ao vector de tensión U, e o vector de caída de tensión da resistencia interna I×Z tamén está na fase oposta.Entón a suma vectorial de U e I×Z é menor que U.

Dado que a mesma forza electromotriz E que na carga indutiva produce unha maior tensión de saída do xerador U na carga capacitiva, o regulador de tensión debe reducir significativamente o campo magnético xiratorio.De feito, é posible que o regulador de tensión non teña o alcance suficiente para regular completamente a tensión de saída.Os rotores de todos os xeradores son continuamente excitados nunha dirección e conteñen un campo magnético permanente.Aínda que o regulador de tensión estea totalmente pechado, o rotor aínda ten campo magnético suficiente para cargar a carga capacitiva e xerar tensión.Este fenómeno chámase "autoexcitación".O resultado da autoexcitación é a sobretensión ou a parada do regulador de tensión, e o sistema de monitorización do xerador considera que é unha falla do regulador de tensión (é dicir, "perda de excitación").Calquera destas condicións fará que o xerador se pare.A carga conectada á saída do xerador pode ser independente ou paralela, dependendo do tempo e da configuración do armario de conmutación automática.Nalgunhas aplicacións, o sistema UPS é a primeira carga conectada ao xerador durante unha falla de enerxía.Noutros casos, o SAI e a carga mecánica están conectados ao mesmo tempo.A carga mecánica adoita ter un contactor de arranque e leva un certo tempo en pecharse despois dunha falla de enerxía.Hai un atraso na compensación da carga do motor indutivo do condensador do filtro de entrada do SAI.O propio SAI ten un período de tempo chamado "arranque suave", que cambia a carga da batería ao xerador para aumentar o seu factor de potencia de entrada.Non obstante, os filtros de entrada de UPS non participan no proceso de inicio suave.Están conectados ao extremo de entrada do SAI como parte do SAI.Polo tanto, nalgúns casos, a carga principal conectada por primeira vez á saída do xerador durante unha falla de enerxía é o filtro de entrada do SAI.Son altamente capacitivos (ás veces puramente capacitivos).

A solución a este problema é, obviamente, utilizar a corrección do factor de potencia.Hai moitas formas de conseguilo, aproximadamente as seguintes:

1. Instale un armario de conmutación automático para conectar a carga do motor antes do SAI.É posible que algúns armarios de distribución non poidan implementar este método.Ademais, durante o mantemento, os enxeñeiros da planta poden necesitar depurar por separado o UPS e os xeradores.

2. Engade unha reactancia reactiva permanente para compensar a carga capacitiva, normalmente usando un reactor de enrolamento paralelo, conectado á placa paralela de saída do EG ou do xerador.Isto é moi sinxelo de conseguir e o custo é baixo.Pero non importa en cargas altas ou baixas, o reactor sempre absorbe corrente e afecta o factor de potencia da carga.E independentemente do número de UPS, o número de reactores sempre é fixo.

3. Instale un reactor indutivo en cada UPS para compensar só a reactancia capacitiva do UPS.No caso de baixa carga, o contactor (opcional) controla a entrada do reactor.Este método de reactor é máis preciso, pero o número é grande e o custo de instalación e control é alto.

4. Instale un contactor diante do condensador do filtro e desconécteo cando a carga sexa baixa.Dado que o tempo do contactor debe ser preciso e o control é máis complicado, só se pode instalar en fábrica.

Que método é o mellor depende da situación no lugar e do rendemento do equipo.

Se queres saber máis sobre os xeradores diésel, podes consultar a Dingbo Power no correo electrónico dingbo@dieselgeneratortech.com e estaremos ao teu servizo en calquera momento.