A dízel generátorkészlet az UPS-hez illeszkedik

Ez a cikk elemzi és elmagyarázza az UPS bemeneti teljesítménytényezőjének és bemeneti szűrőjének a áramfejlesztő a probléma okának tisztázása, majd a megoldás megtalálása érdekében.

1. Koordináció a dízel generátorkészlet és az UPS között.

A szünetmentes tápegységek gyártói és felhasználói már régóta észrevették a generátoregységek és az UPS közötti koordinációs problémákat, különösen az egyenirányítók által generált áramharmonikusok olyan tápellátó rendszereken keletkeznek, mint a generátorkészletek feszültségszabályozói és az UPS szinkronizációs áramkörei.Ennek káros hatásai nagyon nyilvánvalóak.Ezért az UPS rendszermérnökei megtervezték a bemeneti szűrőt és alkalmazták az UPS-re, sikeresen vezérelve az UPS alkalmazás aktuális harmonikusait.Ezek a szűrők kulcsszerepet játszanak az UPS és a generátorkészletek kompatibilitásában.

Gyakorlatilag minden bemeneti szűrő kondenzátorokat és induktorokat használ az UPS bemenetén lévő legpusztítóbb áramharmonikusok elnyelésére.A bemeneti szűrő kialakítása figyelembe veszi a maximális lehetséges teljes harmonikus torzítás százalékos arányát az UPS áramkörben és teljes terhelés mellett.A legtöbb szűrő másik előnye, hogy javítja a terhelt UPS bemeneti teljesítménytényezőjét.A bemeneti szűrő alkalmazásának egy másik következménye azonban az UPS általános hatékonyságának csökkenése.A legtöbb szűrő az UPS teljesítményének körülbelül 1%-át fogyasztja.A bemeneti szűrő kialakítása mindig egyensúlyt keres a kedvező és a kedvezőtlen tényezők között.

Az UPS rendszer hatékonyságának lehető legnagyobb mértékű javítása érdekében az UPS mérnökei a közelmúltban fejlesztéseket hajtottak végre a bemeneti szűrő energiafogyasztásában.A szűrő hatékonyságának javítása nagymértékben függ az IGBT (Insulated Gate Transistor) technológia alkalmazásától az UPS tervezésében.Az IGBT inverter nagy hatékonysága az UPS újratervezéséhez vezetett.A bemeneti szűrő bizonyos áramharmonikusokat képes elnyelni, miközben elnyeli az aktív teljesítmény egy kis részét.Röviden, az induktív tényezők és a kapacitív tényezők aránya a szűrőben csökken, az UPS térfogata csökken, és a hatékonyság javul.Az UPS terén a dolgok megoldódni látszanak, de ismét megjelent az új probléma kompatibilitása a generátorral, felváltva a régi problémát.

2. Rezonancia probléma.

A kondenzátor öngerjesztésének problémáját súlyosbíthatják vagy elfedhetik más elektromos körülmények, például a soros rezonancia.Ha a generátor induktív reaktanciájának ohmos értéke és a bemeneti szűrő kapacitív reaktanciájának ohmos értéke közel van egymáshoz, és a rendszer ellenállásértéke kicsi, akkor oszcilláció lép fel, és a feszültség meghaladhatja a teljesítmény névleges értékét. rendszer.Az újonnan tervezett UPS rendszer lényegében 100%-ban kapacitív bemeneti impedanciájú.Az 500 kVA-s szünetmentes tápegység kapacitása 150 kvar lehet, teljesítménytényezője pedig közel nulla.A sönt induktorok, a soros fojtótekercsek és a bemeneti leválasztó transzformátorok az UPS hagyományos alkatrészei, és ezek az alkatrészek mind induktívak.Valójában ezek és a szűrő kapacitása együttesen teszi az UPS-t teljes egészében kapacitív viselkedésre, és máris előfordulhat némi rezgés az UPS belsejében.Az UPS-hez csatlakoztatott tápvezetékek kapacitív jellemzőivel párosulva a teljes rendszer összetettsége jelentősen megnő, túlmutatva a hétköznapi mérnökök elemzésén.

3. Dízel generátor készlet és terhelés.

A dízel generátorkészletek feszültségszabályozóra támaszkodnak a kimeneti feszültség szabályozására.A feszültségszabályozó érzékeli a háromfázisú kimeneti feszültséget, és összehasonlítja annak átlagos értékét a szükséges feszültségértékkel.A szabályozó a generátoron belüli segédáramforrásból nyeri az energiát, általában egy kis generátort, amely koaxiális a főgenerátorral, és egyenáramot továbbít a generátor forgórészének mágneses tér gerjesztő tekercséhez.A tekercs árama emelkedik vagy csökken, hogy szabályozza a forgó mágneses teret generátor állórész tekercs , vagy az elektromotoros erő EMF nagysága.Az állórész tekercsének mágneses fluxusa határozza meg a generátor kimeneti feszültségét.

A dízel generátorkészlet állórész tekercsének belső ellenállását Z képviseli, beleértve az induktív és rezisztív részeket;a forgórész gerjesztőtekercse által vezérelt generátor elektromotoros erejét E váltóáramú feszültségforrás képviseli.Feltételezve, hogy a terhelés tisztán induktív, az I áram pontosan 90°-os elektromos fázisszöggel marad el az U feszültségtől a vektordiagramban.Ha a terhelés tisztán rezisztív, akkor U és I vektorai egybeesnek vagy fázisban lesznek.Valójában a legtöbb terhelés a tisztán rezisztív és a tisztán induktív terhelés között van.Az állórész tekercsén áthaladó áram által okozott feszültségesést az I×Z feszültségvektor ábrázolja.Ez valójában két kisebb feszültségvektor összege, az ellenállás feszültségesése az I fázisban és az induktor feszültségesése 90°-kal előre.Ebben az esetben történetesen az U-val fázisban van. Mivel az elektromotoros erőnek egyenlőnek kell lennie a generátor belső ellenállása és a kimeneti feszültség feszültségesésének összegével, vagyis az E=U vektor vektorösszegével és I×Z.A feszültségszabályozó hatékonyan tudja szabályozni az U feszültséget az E változtatásával.

Most nézzük meg, mi történik a generátor belső körülményeivel, ha tisztán kapacitív terhelést használunk tisztán induktív terhelés helyett.Az áram ekkor éppen az induktív terhelés ellentéte.Az I áram most az U feszültségvektort vezeti, és a belső ellenállás I×Z feszültségesési vektora is ellentétes fázisban van.Ekkor U és I×Z vektorösszege kisebb, mint U.

Mivel ugyanaz az E elektromotoros erő, mint az induktív terhelésben, nagyobb U generátor kimeneti feszültséget hoz létre a kapacitív terhelésben, ezért a feszültségszabályozónak jelentősen csökkentenie kell a forgó mágneses teret.Valójában előfordulhat, hogy a feszültségszabályozó nem rendelkezik elegendő hatótávolsággal a kimeneti feszültség teljes szabályozásához.Az összes generátor forgórésze folyamatosan egy irányban gerjesztett és állandó mágneses teret tartalmaz.Még akkor is, ha a feszültségszabályozó teljesen zárt, a forgórész még mindig elegendő mágneses mezővel rendelkezik a kapacitív terhelés feltöltéséhez és feszültség generálásához.Ezt a jelenséget "öngerjesztésnek" nevezik.Az öngerjesztés eredménye a feszültségszabályozó túlfeszültsége vagy leállása, és a generátor felügyeleti rendszere ezt a feszültségszabályozó meghibásodásának (vagyis "gerjesztés elvesztésének") tekinti.Ezen feltételek bármelyike ​​a generátor leállását okozza.A generátor kimenetére kapcsolt terhelés független vagy párhuzamos lehet, az automata kapcsolószekrény időzítésétől és beállításától függően.Egyes alkalmazásokban az UPS-rendszer az első terhelés, amely áramszünet esetén a generátorhoz kapcsolódik.Más esetekben az UPS és a mechanikai terhelés egyidejűleg csatlakozik.A mechanikai terhelés általában indító mágneskapcsolóval rendelkezik, és áramszünet után bizonyos időre van szükség ahhoz, hogy visszakapcsoljon.Késés van az UPS bemeneti szűrőkondenzátorának induktív motorterhelésének kompenzálásában.Magának az UPS-nek van egy "lágyindítás"-nak nevezett időtartama, amely a terhelést az akkumulátorról a generátorra tolja, hogy növelje a bemeneti teljesítménytényezőjét.Az UPS bemeneti szűrői azonban nem vesznek részt a lágyindítási folyamatban.Az UPS részeként az UPS bemeneti végéhez csatlakoznak.Ezért bizonyos esetekben az áramkimaradás során a generátor kimenetére először csatlakoztatott fő terhelés az UPS bemeneti szűrője.Erősen kapacitívak (néha tisztán kapacitívak).

A probléma megoldása nyilvánvalóan a teljesítménytényező-korrekció alkalmazása.Ezt számos módon lehet elérni, nagyjából az alábbiak szerint:

1. Szereljen fel egy automatikus kapcsolószekrényt, hogy a motorterhelést az UPS elé csatlakoztassa.Előfordulhat, hogy egyes kapcsolószekrények nem tudják megvalósítani ezt a módszert.Ezenkívül a karbantartás során előfordulhat, hogy az üzemmérnököknek külön hibakeresést kell végezniük az UPS-en és a generátorokon.

2. Adjon hozzá egy állandó reaktív reaktanciát a kapacitív terhelés kompenzálására, általában párhuzamos tekercses reaktor használatával, amely az EG vagy a generátor kimeneti párhuzamos kártyájához van csatlakoztatva.Ezt nagyon könnyű elérni, és a költségek alacsonyak.De nem számít nagy vagy alacsony terhelés esetén, a reaktor mindig felveszi az áramot, és befolyásolja a terhelési teljesítménytényezőt.És függetlenül az UPS számától, a reaktorok száma mindig rögzített.

3. Szereljen be egy induktív reaktort minden UPS-be, hogy csak az UPS kapacitív reaktanciáját kompenzálja.Alacsony terhelés esetén a kontaktor (opcionális) vezérli a reaktor bemenetét.Ez a reaktormódszer pontosabb, de számuk nagy, a telepítési és szabályozási költség pedig magas.

4. Szereljen be egy mágneskapcsolót a szűrőkondenzátor elé, és válassza le, amikor a terhelés alacsony.Mivel a kontaktor idejének pontosnak kell lennie, és a vezérlés bonyolultabb, ezért csak gyárilag telepíthető.

Az, hogy melyik módszer a legjobb, a helyszíni helyzettől és a berendezés teljesítményétől függ.

Ha többet szeretne megtudni a dízelgenerátorokról, forduljon a Dingbo Powerhez a dingbo@dieselgeneratortech.com e-mail címen, és bármikor az Ön rendelkezésére állunk.