Set Penjana Diesel Dipadankan Dengan UPS

Artikel ini menganalisis dan menerangkan kesan faktor kuasa input UPS dan penapis input pada penjana kuasa untuk menjelaskan punca masalah, dan kemudian mencari penyelesaian.

1. Penyelarasan antara set penjana diesel dan UPS.

Pengilang dan pengguna sistem bekalan kuasa tidak terganggu telah lama menyedari masalah penyelarasan antara set penjana dan UPS, terutamanya harmonik semasa yang dijana oleh penerus dijana pada sistem bekalan kuasa seperti pengawal selia voltan set penjana dan litar penyegerakan UPS.Kesan buruk ini sangat jelas.Oleh itu, jurutera sistem UPS mereka bentuk penapis input dan menggunakannya pada UPS, berjaya mengawal harmonik semasa dalam aplikasi UPS.Penapis ini memainkan peranan penting dalam keserasian UPS dan set penjana.

Hampir semua penapis input menggunakan kapasitor dan induktor untuk menyerap harmonik arus yang paling merosakkan pada input UPS.Reka bentuk penapis input mengambil kira peratusan jumlah herotan harmonik maksimum yang mungkin wujud dalam litar UPS dan di bawah beban penuh.Faedah lain bagi kebanyakan penapis ialah menambah baik faktor kuasa input UPS yang dimuatkan.Walau bagaimanapun, akibat lain daripada penggunaan penapis input adalah untuk mengurangkan kecekapan keseluruhan UPS.Kebanyakan penapis menggunakan kira-kira 1% daripada kuasa UPS.Reka bentuk penapis input sentiasa mencari keseimbangan antara faktor yang menguntungkan dan tidak menguntungkan.

Untuk meningkatkan kecekapan sistem UPS sebanyak mungkin, jurutera UPS baru-baru ini telah membuat penambahbaikan dalam penggunaan kuasa penapis input.Peningkatan kecekapan penapis sebahagian besarnya bergantung kepada penggunaan teknologi IGBT (Insulated Gate Transistor) kepada reka bentuk UPS.Kecekapan tinggi penyongsang IGBT telah membawa kepada reka bentuk semula UPS.Penapis input boleh menyerap beberapa harmonik semasa sambil menyerap sebahagian kecil kuasa aktif.Ringkasnya, nisbah faktor induktif kepada faktor kapasitif dalam penapis dikurangkan, volum UPS dikurangkan, dan kecekapan dipertingkatkan.Perkara dalam bidang UPS nampaknya telah diselesaikan, tetapi keserasian masalah baru dengan penjana telah muncul semula, menggantikan masalah lama.

2. Masalah resonans.

Masalah pengujaan diri kapasitor mungkin bertambah teruk atau bertopeng oleh keadaan elektrik lain, seperti resonans siri.Apabila nilai ohmik reaktans induktif penjana dan nilai ohmik reaktansi kapasitif penapis input adalah hampir antara satu sama lain, dan nilai rintangan sistem adalah kecil, ayunan akan berlaku, dan voltan mungkin melebihi nilai undian kuasa. sistem.Sistem UPS yang baru direka bentuk pada asasnya ialah 100% galangan input kapasitif.UPS 500kVA mungkin mempunyai kapasitansi 150kvar dan faktor kuasa yang hampir kepada sifar.Induktor Shunt, tercekik siri, dan transformer pengasingan input ialah komponen konvensional UPS, dan komponen ini semuanya induktif.Malah, mereka dan kapasitansi penapis bersama-sama menjadikan UPS berkelakuan sebagai kapasitif secara keseluruhan, dan mungkin sudah ada beberapa ayunan di dalam UPS.Ditambah dengan ciri kapasitif talian kuasa yang disambungkan ke UPS, kerumitan keseluruhan sistem bertambah banyak, di luar skop analisis jurutera biasa.

3. Set penjana diesel dan beban.

Set penjana diesel bergantung pada pengatur voltan untuk mengawal voltan keluaran.Pengatur voltan mengesan voltan keluaran tiga fasa dan membandingkan nilai puratanya dengan nilai voltan yang diperlukan.Pengawal selia memperoleh tenaga daripada sumber kuasa tambahan di dalam penjana, biasanya sepaksi penjana kecil dengan penjana utama, dan menghantar kuasa DC ke gegelung pengujaan medan magnet pemutar penjana.Arus gegelung naik atau turun untuk mengawal medan magnet berputar gegelung pemegun penjana , atau saiz EMF daya gerak elektrik.Fluks magnet gegelung stator menentukan voltan keluaran penjana.

Rintangan dalaman gegelung stator set penjana diesel diwakili oleh Z, termasuk bahagian induktif dan rintangan;daya gerak elektrik penjana dikawal oleh gegelung pengujaan rotor diwakili oleh E oleh sumber voltan AC.Dengan mengandaikan bahawa beban adalah induktif semata-mata, arus I ketinggalan voltan U dengan tepat 90° sudut fasa elektrik dalam rajah vektor.Jika beban adalah rintangan semata-mata, vektor U dan I akan bertepatan atau berada dalam fasa.Malah, kebanyakan beban adalah antara rintangan semata-mata dan induktif semata-mata.Kejatuhan voltan yang disebabkan oleh arus yang melalui gegelung pemegun diwakili oleh vektor voltan I×Z.Ia sebenarnya adalah jumlah dua vektor voltan yang lebih kecil, penurunan voltan rintangan dalam fasa dengan I dan voltan induktor jatuh 90° di hadapan.Dalam kes ini, ia berlaku dalam fasa dengan U. Kerana daya gerak elektrik mestilah sama dengan jumlah penurunan voltan rintangan dalaman penjana dan voltan keluaran, iaitu jumlah vektor vektor E=U dan I×Z.Pengatur voltan boleh mengawal voltan U dengan berkesan dengan menukar E.

Sekarang pertimbangkan apa yang berlaku kepada keadaan dalaman penjana apabila beban kapasitif semata-mata digunakan dan bukannya beban induktif semata-mata.Arus pada masa ini adalah bertentangan dengan beban induktif.Arus I kini mendahului vektor voltan U, dan vektor penurunan voltan rintangan dalaman I×Z juga berada dalam fasa yang bertentangan.Maka jumlah vektor U dan I×Z adalah kurang daripada U.

Oleh kerana daya gerak elektrik yang sama E seperti dalam beban induktif menghasilkan voltan keluaran penjana yang lebih tinggi U dalam beban kapasitif, pengatur voltan mesti mengurangkan medan magnet berputar dengan ketara.Malah, pengawal selia voltan mungkin tidak mempunyai julat yang mencukupi untuk mengawal voltan keluaran sepenuhnya.Rotor semua penjana sentiasa teruja dalam satu arah dan mengandungi medan magnet kekal.Walaupun pengatur voltan ditutup sepenuhnya, pemutar masih mempunyai medan magnet yang mencukupi untuk mengecas beban kapasitif dan menjana voltan.Fenomena ini dipanggil "self-excitation".Hasil pengujaan sendiri ialah voltan lampau atau penutupan pengatur voltan, dan sistem pemantauan penjana menganggapnya sebagai kegagalan pengatur voltan (iaitu, "kehilangan pengujaan").Mana-mana keadaan ini akan menyebabkan penjana berhenti.Beban yang disambungkan ke output penjana mungkin bebas atau selari, bergantung pada pemasaan dan tetapan kabinet pensuisan automatik.Dalam sesetengah aplikasi, sistem UPS ialah beban pertama yang disambungkan kepada penjana semasa kegagalan kuasa.Dalam kes lain, UPS dan beban mekanikal disambungkan pada masa yang sama.Beban mekanikal biasanya mempunyai penyentuh permulaan, dan ia mengambil masa tertentu untuk menutup semula selepas kegagalan kuasa.Terdapat kelewatan dalam mengimbangi beban motor induktif kapasitor penapis input UPS.UPS itu sendiri mempunyai tempoh masa yang dipanggil "permulaan lembut", yang mengalihkan beban daripada bateri ke penjana untuk meningkatkan faktor kuasa inputnya.Walau bagaimanapun, penapis input UPS tidak mengambil bahagian dalam proses permulaan lembut.Ia disambungkan ke hujung input UPS sebagai sebahagian daripada UPS.Oleh itu, dalam beberapa kes, beban utama yang mula-mula disambungkan ke output penjana semasa kegagalan kuasa ialah penapis input UPS.Mereka sangat kapasitif (kadang-kadang kapasitif semata-mata).

Penyelesaian kepada masalah ini jelas menggunakan pembetulan faktor kuasa.Terdapat banyak cara untuk mencapainya, kira-kira seperti berikut:

1. Pasang kabinet pensuisan automatik untuk membuat beban motor disambungkan sebelum UPS.Sesetengah kabinet suis mungkin tidak dapat melaksanakan kaedah ini.Di samping itu, semasa penyelenggaraan, jurutera loji mungkin perlu menyahpepijat UPS dan penjana secara berasingan.

2. Tambah reaktans reaktif kekal untuk mengimbangi beban kapasitif, biasanya menggunakan reaktor penggulungan selari, disambungkan kepada EG atau papan selari keluaran penjana.Ini sangat mudah dicapai, dan kosnya rendah.Tetapi tidak kira dalam beban tinggi atau beban rendah, reaktor sentiasa menyerap arus dan menjejaskan faktor kuasa beban.Dan tanpa mengira bilangan UPS, bilangan reaktor sentiasa tetap.

3. Pasang reaktor induktif dalam setiap UPS untuk mengimbangi reaktans kapasitif UPS.Dalam kes beban rendah, penyentuh (pilihan) mengawal input reaktor.Kaedah reaktor ini lebih tepat, tetapi bilangannya besar dan kos pemasangan dan kawalan adalah tinggi.

4. Pasang penyentuh di hadapan kapasitor penapis dan cabutnya apabila bebannya rendah.Memandangkan masa penyentuh mestilah tepat dan kawalannya lebih rumit, ia hanya boleh dipasang di kilang.

Kaedah mana yang terbaik bergantung pada keadaan di tapak dan prestasi peralatan.

Jika anda ingin mengetahui lebih lanjut tentang penjana diesel, dialu-alukan untuk berunding dengan Dingbo Power melalui e-mel dingbo@dieselgeneratortech.com, dan kami akan bersedia untuk anda pada bila-bila masa.