Wie man die richtige Größe des Dieselgenerators für UPS-Systeme auswählt

Das AC-Stromversorgungssystem, das aus einem Dieselgenerator und einer USV besteht, ist wegen seiner hohen Zuverlässigkeit und Sicherheit weit verbreitet. Das System erfordert nicht nur einen hohen Automatisierungsgrad, sondern auch, dass sich der Dieselgenerator an die Eigenschaften der nichtlinearen Last der USV anpassen muss, um eine zuverlässige Stromversorgung der Last zu gewährleisten, wenn kein Netz vorhanden ist. Die Eigenschaften des Offline-Eingangs werden durch die Struktur des USV-Stromkreises bestimmt: Traditionelle Doppel-Transformations-Online-USV, weil seine Eingang AC/DC-Wandler ist eine Gleichrichtung und Filterung Schaltung, der Eingangsstrom ist pulsierenden Strom, nicht nur der Eingangsleistungsfaktor ist niedrig (0,7 ~ 0,8), sondern enthält auch eine große Anzahl von hohen harmonischen Ladung (30% ~ 40%), und niedrige Eingangsleistungsfaktor und Oberschwingungsstrom wird durch den induktiven Innenwiderstand des Generators Statorspule passieren, Der normale Betrieb von Diesel-Generatoren ist stark beeinträchtigt, und die Kombination der beiden ist anfällig für die folgenden Probleme:

  • Spannungsschwankung. Die Schwankung der Rückkopplungsspannung führt zu einer schlechten Stabilität der Ausgangsspannung des Generators, und der Oszillationsbereich beträgt bis zu ±10% ~ ±20% der Nennspannung. Wenn der AVR optimal eingestellt ist, ist die Oszillation immer noch größer als 2%.
  • Der Strom schwankt. Wenn die USV-Last stabil ist, schwankt der Ausgangsstrom des Generators in einem Bereich von ±20%± 50% und kann nicht eingestellt werden.
  • Frequenzschwankung. Im Allgemeinen ist die Frequenzschwankung kleiner als der Spannungs- und Strombereich, im Allgemeinen innerhalb von ±5%, führt aber dazu, dass die USV häufig schaltet. Durch die regelmäßige Erhöhung und Verringerung der Last des Dieselmotors steigt und sinkt auch seine Betriebsspannung, was die Vibrationen des Dieselgenerators verstärkt, den mechanischen Verschleiß beschleunigt und sogar die Teile beschädigt.
  • Die USV funktioniert nicht richtig. Der zulässige Eingangsspannungsbereich des USV-Gleichrichters liegt im Allgemeinen bei ±15% des Nennwerts oder darüber. Die instabile Ausgangsspannung des Generators hat wenig Einfluss auf den normalen Betrieb der USV. Daher sollte den Auswirkungen der Frequenzdrift auf den normalen Betrieb der USV besondere Aufmerksamkeit geschenkt werden:
  • Die USV kann nicht überbrückt werden. Wenn die Frequenz und Spannung der Bypass-Stromversorgung innerhalb des zulässigen Bereichs liegen, folgt der Wechselrichterausgang der USV der Bypass-Stromversorgung. Der Wechselrichter und das Bypass-Netzteil sind phasenstarr und synchronisiert. Wenn ein Bypass-Stromgenerator vorhanden ist, kann sich die Frequenz schnell ändern. Wenn die Frequenzänderung den voreingestellten Grenzwert überschreitet, kann die Frequenzänderung des Wechselrichters nicht mit der Frequenzänderung der Bypass-Stromversorgung mithalten. In diesem Fall schaltet der statische Bypass-Schalter nicht auf den Bypass um. (Ein Umschalten in diesem Fall kann zu Überstrom oder Kurzschluss des Wechselrichters führen). In diesem Fall kann die Bypass-Netzfrequenz nicht nachverfolgt werden, die USV warnt den Benutzer nur, um einen durch Überlast verursachten Stromausfall zu vermeiden. In diesem Fall liefert der Wechselrichter weiterhin Strom an die Last.
  • Die Lebensdauer der Batterie wird verkürzt. Aufgrund der Frequenzdrift ist das Steuersignal des SCR-Gleichrichters nicht mehr mit dem Eingangswechselstrom synchron, was zu einer Abschaltung des Gleichrichters führt. Die USV schaltet auf Batteriebetrieb um, während der Gleichrichter neu startet und in den Normalbetrieb übergeht. Eine solche übermäßige Entladung Zyklus, wird stark verkürzen die Lebensdauer der Batterie, mehr ernste Situation ist die Batterie wird das ganze Licht, Ausgang Unterbrechung. Darüber hinaus, in der gleichen elektrischen System, wenn die Klimaanlage Kompressor startet und der Aufzug hebt und senkt sich der Moment wird der Generator Frequenz Drift verursachen.

Die Probleme, die durch die Kombination von Dieselaggregat und USV verursacht werden, können wie folgt gelöst werden: Erstens kann die korrekte Auswahl des Erregungsmodus des Generators und der Leistung des Aggregats, ein unterschiedlicher Erregungsmodus und eine geeignete Anpassungsleistung usw. das Problem minimieren; zweitens kann die USV gewählt werden, die besser für die Eigenschaften des Aggregats geeignet ist. Zum Beispiel hat die USV mit der Funktion des Bypasses des phasenstarren Frequenzbereichs und der einstellbaren Umrichtersynchronisationsrate eine bessere Anpassungsfähigkeit an die Frequenzdrift als die allgemeine USV. Die 12-Puls-Gleichrichter-USV ist für die Stromversorgung des Generators besser geeignet als die 6-Puls-Gleichrichter-USV, um den sicheren und zuverlässigen Betrieb des gesamten Stromversorgungssystems zu gewährleisten.

Leistungsabgabe
Im Allgemeinen ist die Kapazität des unterstützenden Stromaggregats 2 bis 2,5 Mal so hoch wie die der USV. Tatsächlich arbeitet eine USV in der Regel mit 50 bis 80 Prozent ihrer Nennkapazität, während ein Stromaggregat etwa 30 Prozent seiner Nennkapazität erzeugt. Dies führt nicht nur dazu, dass die Kapazität des Stromaggregats nicht voll genutzt werden kann, sondern erhöht auch die Kosten und macht das Stromaggregat störanfälliger, erhöht den Wartungsaufwand und verringert die Zuverlässigkeit des Stromaggregats. Der Grund dafür ist: nach den Eigenschaften des Dieselmotors, wenn unter einer kleinen Last für eine lange Zeit, der Zylinder Verschleiß intensiviert, so dass die oben genannten Teile des Fehlers Beschleunigung, der Dieselmotor Leistung reduziert wird, die Abgasrauch.
Die Wirtschaftlichkeit des Dieselmotors wird unter 30% Nennlast schlechter. Der Dieselmotor-Generatorsatz erfordert, dass die Last mit mehr als 60% der Nennlast arbeitet, um für den Dieselmotor günstiger zu sein. Die richtige Leistungsanpassung ist also sehr wichtig für das Stromversorgungssystem. Bei der Wahl der Nennleistung des Stromaggregats muss zunächst die gesamte elektrische Last berücksichtigt werden. Die Belastung durch andere elektrische Geräte ist in vielen Daten erläutert worden, die hier nicht weiter beschrieben werden. Die für die Batterieladung erforderliche Leistung muss ebenfalls berücksichtigt werden (im Allgemeinen innerhalb von 10% ~ 20% der maximalen Ausgangsleistung der USV geregelt). Es ist notwendig, die Leistung des Generators um mehr als das 2-fache der Leistung der USV zu erhöhen.

Die Funktionsweise von Dieselmotoren
Die jüngste Betriebspraxis zeigt, dass bei gleicher Nennleistung der beiden Generatoren die Tragfähigkeit des Zweitakt-Dieselaggregats besser ist als die des Viertakt-Dieselaggregats, wenn die rückwärtige Last des Benutzers nicht linear ist.

Erregungsmodus des Generators
Dieselgeneratoren werden in selbsterregte Synchrongeneratoren und PMG (Permanentmagnetgenerator) unterteilt. Der Unterschied zwischen ihnen besteht darin, dass der erstere sowohl die Leistung als auch die Signalquelle für den Spannungsregler AVR aus der Ankerwicklung des Generators liefert, während die Leistungsquelle des PMG (Permanentmagnetgenerator) AVR aus der Ankerwicklung des Sekundärerregers (Permanentmagnetgenerator) gewonnen wird und die Ankerwicklung des AC-Synchrongenerators nur die Signalquelle liefert. Die Leistungsabgabe des ersten AVR wird durch die Potenzialwellenform der Ankerwicklung beeinflusst, während die Lastqualität, insbesondere die nichtlineare Last, einen deutlichen Einfluss auf die Potenzialwellenform der Ankerwicklung hat. Die Stromquelle des letztgenannten AVR wird von der Ankerwicklung des PMG entnommen, was nichts mit der Verzerrung der Potenzialwellenform der Ankerwicklung des Synchrongenerators zu tun hat. Daher kann ein Synchrongenerator mit PMG (Permanentmagnetgenerator)-Erregungsmodus die USV besser funktionieren lassen. Wenn ein autonomer Synchrongenerator verwendet wird, sollte das Leistungsverhältnis zwischen der USV und dem Dieselgenerator mindestens 1 (2 ~ 2,5) betragen, aber der Einfluss des Generators auf die USV kann nicht ausgeschlossen werden. Wenn ein PMG-Erregungsgenerator verwendet wird, kann ein Leistungsverhältnis von 1 (1,2 ~ 1,25) den normalen Betrieb des Dieselgenerators gewährleisten.