Seti i gjeneratorëve me naftë përputhet me UPS-në

Ky artikull analizon dhe shpjegon ndikimin e faktorit të fuqisë hyrëse të UPS dhe filtrit të hyrjes në gjeneratori i energjisë në mënyrë që të sqarohet shkaku i problemit dhe më pas të gjendet një zgjidhje.

1. Koordinimi ndërmjet kompletit të gjeneratorëve me naftë dhe UPS-së.

Prodhuesit dhe përdoruesit e sistemeve të furnizimit me energji të pandërprerë kanë vërejtur prej kohësh problemet e koordinimit midis grupeve të gjeneratorëve dhe UPS-ve, veçanërisht harmonikët e rrymës të krijuara nga ndreqësit gjenerohen në sistemet e furnizimit me energji elektrike siç janë rregullatorët e tensionit të grupeve të gjeneratorëve dhe qarqet e sinkronizimit të UPS.Efektet negative të kësaj janë shumë të dukshme.Prandaj, inxhinierët e sistemit UPS projektuan filtrin e hyrjes dhe e aplikuan atë në UPS, duke kontrolluar me sukses harmonikat aktuale në aplikacionin UPS.Këta filtra luajnë një rol kyç në përputhshmërinë e UPS-ve dhe grupeve të gjeneratorëve.

Pothuajse të gjithë filtrat e hyrjes përdorin kondensatorë dhe induktorë për të thithur harmonikat më shkatërruese të rrymës në hyrjen e UPS-së.Dizajni i filtrit të hyrjes merr parasysh përqindjen e shtrembërimit total harmonik maksimal të mundshëm të natyrshëm në qarkun UPS dhe nën ngarkesë të plotë.Një përfitim tjetër i shumicës së filtrave është përmirësimi i faktorit të fuqisë hyrëse të UPS-së së ngarkuar.Megjithatë, një pasojë tjetër e aplikimit të filtrit të hyrjes është zvogëlimi i efikasitetit të përgjithshëm të UPS-së.Shumica e filtrave konsumojnë rreth 1% të fuqisë së UPS-së.Dizajni i filtrit të hyrjes kërkon gjithmonë një ekuilibër midis faktorëve të favorshëm dhe të pafavorshëm.

Për të përmirësuar efikasitetin e sistemit UPS sa më shumë që të jetë e mundur, inxhinierët e UPS së fundmi kanë bërë përmirësime në konsumin e energjisë së filtrit të hyrjes.Përmirësimi i efikasitetit të filtrit varet kryesisht nga aplikimi i teknologjisë IGBT (Insulated Gate Transistor) në dizajnin e UPS-së.Efikasiteti i lartë i inverterit IGBT ka çuar në një ridizajnim të UPS-së.Filtri i hyrjes mund të thithë disa harmonikë të rrymës ndërsa thith një pjesë të vogël të fuqisë aktive.Shkurtimisht, raporti i faktorëve induktivë ndaj faktorëve kapacitiv në filtër zvogëlohet, vëllimi i UPS-së zvogëlohet dhe efikasiteti është përmirësuar.Gjërat në fushën e UPS duket se janë zgjidhur, por është shfaqur sërish përputhshmëria e problemit të ri me gjeneratorin, duke zëvendësuar problemin e vjetër.

2. Problemi i rezonancës.

Problemi i vetë-ngacmimit të kondensatorit mund të përkeqësohet ose maskohet nga kushte të tjera elektrike, siç është rezonanca serike.Kur vlera omike e reaktancës induktive të gjeneratorit dhe vlera omike e reaksionit kapacitiv të filtrit të hyrjes janë afër njëra-tjetrës dhe vlera e rezistencës së sistemit është e vogël, do të ndodhë lëkundje dhe voltazhi mund të kalojë vlerën nominale të fuqisë sistemi.Sistemi i sapo projektuar UPS është në thelb 100% impedancë hyrëse kapacitore.Një UPS 500 kVA mund të ketë një kapacitet prej 150 kvar dhe një faktor fuqie afër zeros.Induktorët e shuntit, mbytjet serike dhe transformatorët e izolimit të hyrjes janë komponentë konvencionalë të UPS-së dhe këta komponentë janë të gjithë induktivë.Në fakt, ato dhe kapaciteti i filtrit së bashku e bëjnë UPS-in të sillet po aq kapacitiv në tërësi, dhe tashmë mund të ketë disa lëkundje brenda UPS-së.Së bashku me karakteristikat kapacitative të linjave të energjisë të lidhura me UPS-në, kompleksiteti i të gjithë sistemit është rritur shumë, përtej qëllimit të analizës së inxhinierëve të zakonshëm.

3. Kompleti dhe ngarkesa e gjeneratorit me naftë.

Kompletet e gjeneratorëve me naftë mbështeten në një rregullator tensioni për të kontrolluar tensionin e daljes.Rregullatori i tensionit zbulon tensionin e daljes trefazore dhe krahason vlerën mesatare të tij me vlerën e kërkuar të tensionit.Rregullatori merr energji nga burimi ndihmës i energjisë brenda gjeneratorit, zakonisht një gjenerator i vogël koaksial me gjeneratorin kryesor, dhe transmeton fuqinë DC në bobinën e ngacmimit të fushës magnetike të rotorit të gjeneratorit.Rryma e spirales rritet ose bie për të kontrolluar fushën magnetike rrotulluese të spiralja e statorit të gjeneratorit , ose madhësia e forcës elektromotore EMF.Fluksi magnetik i spirales së statorit përcakton tensionin e daljes së gjeneratorit.

Rezistenca e brendshme e mbështjelljes së statorit të grupit të gjeneratorëve me naftë përfaqësohet nga Z, duke përfshirë pjesët induktive dhe rezistente;forca elektromotore e gjeneratorit e kontrolluar nga bobina e ngacmimit të rotorit përfaqësohet nga E nga një burim i tensionit AC.Duke supozuar se ngarkesa është thjesht induktive, rryma I ngec tensionin U me saktësisht 90° këndin e fazës elektrike në diagramin vektorial.Nëse ngarkesa është thjesht rezistente, vektorët e U dhe I do të përkojnë ose do të jenë në fazë.Në fakt, shumica e ngarkesave janë midis thjesht rezistente dhe thjesht induktive.Rënia e tensionit e shkaktuar nga rryma që kalon nëpër bobinën e statorit përfaqësohet nga vektori i tensionit I×Z.Në fakt është shuma e dy vektorëve më të vegjël të tensionit, rënia e tensionit të rezistencës në fazën me I dhe rënia e tensionit të induktorit 90° përpara.Në këtë rast ndodh të jetë në fazë me U. Sepse forca elektromotore duhet të jetë e barabartë me shumën e rënies së tensionit të rezistencës së brendshme të gjeneratorit dhe tensionit të daljes, pra me shumën vektoriale të vektorit E=U dhe I×Z.Rregullatori i tensionit mund të kontrollojë në mënyrë efektive tensionin U duke ndryshuar E.

Tani merrni parasysh se çfarë ndodh me kushtet e brendshme të gjeneratorit kur përdoret një ngarkesë thjesht kapacitive në vend të një ngarkese thjesht induktive.Rryma në këtë kohë është e kundërta e ngarkesës induktive.Rryma I tani drejton vektorin e tensionit U, dhe vektori i rënies së tensionit të rezistencës së brendshme I×Z është gjithashtu në fazën e kundërt.Atëherë shuma vektoriale e U dhe I×Z është më e vogël se U.

Meqenëse e njëjta forcë elektromotore E si në ngarkesën induktive prodhon një tension dalës më të lartë U të gjeneratorit në ngarkesën kapacitore, rregullatori i tensionit duhet të zvogëlojë ndjeshëm fushën magnetike rrotulluese.Në fakt, rregullatori i tensionit mund të mos ketë gamë të mjaftueshme për të rregulluar plotësisht tensionin e daljes.Rotorët e të gjithë gjeneratorëve ngacmohen vazhdimisht në një drejtim dhe përmbajnë një fushë magnetike të përhershme.Edhe nëse rregullatori i tensionit është plotësisht i mbyllur, rotori ka ende fushë magnetike të mjaftueshme për të ngarkuar ngarkesën kapacitore dhe për të gjeneruar tension.Ky fenomen quhet "vetë-ngacmim".Rezultati i vetë-ngacmimit është mbitensioni ose mbyllja e rregullatorit të tensionit dhe sistemi i monitorimit të gjeneratorit e konsideron atë si një dështim të rregullatorit të tensionit (dmth "humbje e ngacmimit").Secila nga këto kushte do të bëjë që gjeneratori të ndalojë.Ngarkesa e lidhur me daljen e gjeneratorit mund të jetë e pavarur ose paralele, në varësi të kohës dhe cilësimit të kabinetit të ndërrimit automatik.Në disa aplikacione, sistemi UPS është ngarkesa e parë e lidhur me gjeneratorin gjatë një ndërprerjeje të energjisë.Në raste të tjera, UPS-ja dhe ngarkesa mekanike lidhen në të njëjtën kohë.Ngarkesa mekanike zakonisht ka një kontaktor fillestar dhe duhet një kohë e caktuar për t'u rimbyllur pas një ndërprerjeje të energjisë.Ka një vonesë në kompensimin e ngarkesës së motorit induktiv të kondensatorit të filtrit të hyrjes UPS.Vetë UPS-ja ka një periudhë kohore të quajtur "fillim i butë", i cili zhvendos ngarkesën nga bateria te gjeneratori për të rritur faktorin e fuqisë së saj hyrëse.Megjithatë, filtrat e hyrjes së UPS nuk marrin pjesë në procesin e fillimit të butë.Ata janë të lidhur me fundin hyrës të UPS-së si pjesë e UPS-së.Prandaj, në disa raste, ngarkesa kryesore e lidhur së pari me daljen e gjeneratorit gjatë një ndërprerjeje të energjisë është filtri i hyrjes së UPS-së.Ata janë shumë kapacitiv (nganjëherë thjesht kapacitiv).

Zgjidhja për këtë problem është padyshim përdorimi i korrigjimit të faktorit të fuqisë.Ka shumë mënyra për ta arritur këtë, afërsisht si më poshtë:

1. Instaloni një kabinet komutues automatik për të lidhur ngarkesën e motorit përpara UPS-së.Disa dollapë çelësash mund të mos jenë në gjendje ta zbatojnë këtë metodë.Përveç kësaj, gjatë mirëmbajtjes, inxhinierët e impiantit mund të kenë nevojë të korrigjojnë veçmas UPS-në dhe gjeneratorët.

2. Shtoni një reaktancë reaktive të përhershme për të kompensuar ngarkesën kapacitore, zakonisht duke përdorur një reaktor me mbështjellje paralele, të lidhur me bordin paralel të daljes EG ose gjeneratorit.Kjo është shumë e lehtë për t'u arritur, dhe kostoja është e ulët.Por pa marrë parasysh ngarkesën e lartë ose ngarkesën e ulët, reaktori gjithmonë thith rrymën dhe ndikon në faktorin e fuqisë së ngarkesës.Dhe pavarësisht nga numri i UPS-ve, numri i reaktorëve është gjithmonë fiks.

3. Instaloni një reaktor induktiv në çdo UPS për të kompensuar vetëm reaksionin kapacitiv të UPS-së.Në rastin e ngarkesës së ulët, kontaktori (opsionale) kontrollon hyrjen e reaktorit.Kjo metodë e reaktorit është më e saktë, por numri është i madh dhe kostoja e instalimit dhe kontrollit është e lartë.

4. Instaloni një kontaktor përpara kondensatorit të filtrit dhe shkëputeni kur ngarkesa është e ulët.Meqenëse koha e kontaktorit duhet të jetë e saktë dhe kontrolli është më i ndërlikuar, ai mund të instalohet vetëm në fabrikë.

Cila metodë është më e mira varet nga situata në vend dhe nga performanca e pajisjes.

Nëse dëshironi të dini më shumë rreth gjeneratorëve me naftë, mirëpritni të konsultoheni me Dingbo Power me email në dingbo@dieselgeneratortech.com dhe ne do të jemi në shërbimin tuaj në çdo kohë.