Cómo elegir el tamaño adecuado del generador diésel para sistemas SAI

El sistema de alimentación de corriente alterna compuesto por un grupo electrógeno diésel y un SAI es muy utilizado por su buena fiabilidad y seguridad. El sistema no sólo requiere un alto grado de automatización, sino que también exige que el grupo electrógeno diésel se adapte a las características del SAI de carga no lineal para que pueda garantizar un suministro fiable de energía a la carga cuando no haya red eléctrica. Características de la entrada fuera de línea determinadas por la estructura del circuito del SAI: SAI en línea tradicional de doble transformación, debido a que su convertidor AC/DC de entrada es un circuito de rectificación y filtrado, la corriente de entrada es corriente pulsante, no sólo el factor de potencia de entrada es bajo (0,7~0,8), sino que también contiene un gran número de alta carga armónica (30%~40%), y el bajo factor de potencia de entrada y la corriente armónica pasarán a través de la resistencia interna inductiva de la bobina del estator del generador, El funcionamiento normal de los generadores diesel se ve seriamente afectado, y la combinación de los dos es propensa a los siguientes problemas:

  • Oscilación de la tensión. La fluctuación de la tensión de realimentación hace que la estabilidad de la tensión de salida del generador sea pobre, y el rango de oscilación es de hasta ±10% ~ ±20% de la tensión nominal. Cuando el regulador se ajusta al valor óptimo, la oscilación sigue siendo superior a 2%.
  • La corriente oscila. Cuando la carga del SAI es estable, la corriente de salida del generador oscila dentro del rango de ±20%± 50% y no puede ajustarse.
  • Oscilación de frecuencia. En general, la oscilación de frecuencia es menor que el rango de tensión y corriente, generalmente dentro de ±5%, pero hace que el SAI conmute con frecuencia. Debido al aumento y disminución regulares de la carga del motor diesel, su tensión de trabajo también aumenta y disminuye, lo que intensifica la vibración del grupo electrógeno diesel, acelera el desgaste mecánico e incluso daña las piezas.
  • El SAI no funciona correctamente. El rango de tensión de entrada permitido del rectificador del SAI es generalmente ±15% del valor nominal o superior. La tensión de salida inestable del generador tiene poco impacto en el funcionamiento normal del SAI. Por lo tanto, debe prestarse especial atención al impacto de la deriva de frecuencia en el funcionamiento normal del SAI:
  • El SAI no puede puentearse. Cuando la frecuencia y la tensión de la fuente de alimentación de bypass están dentro del rango permitido, la salida del inversor del SAI sigue a la fuente de alimentación de bypass. El inversor y la fuente de alimentación de bypass se sincronizan. Cuando se suministra un generador de bypass, la frecuencia puede cambiar rápidamente. Cuando el cambio de frecuencia supera el valor límite preestablecido, el cambio de frecuencia del inversor no puede seguir el cambio de frecuencia de la fuente de alimentación de bypass. En este caso, el interruptor de bypass estático no conmutará al bypass. (La conmutación en este caso puede causar sobrecorriente o cortocircuito del variador). En este caso, no se puede realizar un seguimiento de la frecuencia de la alimentación de bypass, el SAI sólo avisa al usuario para evitar el fallo de alimentación causado por la sobrecarga. En este caso, el inversor sigue suministrando energía a la carga.
  • La vida de la batería se acorta. Debido a la deriva de frecuencia, la señal de accionamiento del rectificador SCR (SCR) estará desincronizada con la CA de entrada, lo que provocará la parada del rectificador. El SAI cambia a alimentación por batería mientras el rectificador se reinicia y entra en funcionamiento normal. Tal ciclo de descarga excesiva, acortará en gran medida la vida de la batería, situación más grave es la batería toda la luz, la interrupción de salida. Además, en el mismo sistema eléctrico, cuando el compresor de aire acondicionado se inicia y el ascensor sube y baja el momento causará la deriva de frecuencia del generador.

Los problemas causados por la combinación del grupo electrógeno diésel y el SAI pueden resolverse: en primer lugar, la selección correcta del modo de excitación del generador y la potencia de la unidad, el modo de excitación diferente y la potencia de adaptación adecuada, etc., pueden minimizar el problema; en segundo lugar, la elección del SAI más adecuado para las características del grupo electrógeno. Por ejemplo, el SAI con la función de rango de frecuencia de bloqueo de fase de derivación y tasa de sincronización del inversor ajustable en campo tiene una mejor adaptabilidad a la deriva de frecuencia que el SAI general. El SAI rectificador de 12 pulsos es más adecuado para el suministro de energía del grupo electrógeno que el SAI rectificador de 6 pulsos, a fin de garantizar el funcionamiento seguro y fiable de todo el sistema de suministro de energía.

Potencia
Por lo general, la capacidad del grupo electrógeno de apoyo es de 2 a 2,5 veces la del SAI. De hecho, un SAI suele funcionar entre el 50% y el 80% de su capacidad nominal, mientras que un grupo electrógeno puede producir en torno al 30% de su capacidad nominal. Esto no sólo hace que la capacidad del grupo electrógeno no se pueda utilizar plenamente, aumenta el coste, y hace que el grupo electrógeno sea más propenso a fallos, aumenta la cantidad de mantenimiento, reduce la fiabilidad del grupo electrógeno. La razón es: de acuerdo con las características del motor diesel, si bajo una pequeña carga durante mucho tiempo, el desgaste del cilindro se intensifica, por lo que las partes anteriores de la aceleración de fallo, el rendimiento del motor diesel se reduce, el humo de escape.
La economía del motor diesel empeora por debajo de 30% de carga nominal. El grupo electrógeno del motor diesel requiere que la carga trabaje a más de 60% de la carga nominal para ser más beneficioso para el motor diesel. Por lo tanto, la adaptación adecuada de la potencia es muy importante para el sistema de alimentación. A la hora de elegir la potencia nominal del grupo electrógeno, hay que tener en cuenta en primer lugar la carga total de electricidad. La carga de otros equipos eléctricos se ha explicado en muchos datos, que ya no se describen aquí. También debe considerarse la potencia requerida por la carga de la batería (generalmente controlada dentro de 10% ~ 20% de la potencia máxima de salida del SAI). Es necesario aumentar la potencia del generador más de 2 veces la potencia del SAI.

Funcionamiento de los motores diésel
La práctica reciente de funcionamiento demuestra que cuando la potencia nominal de salida de dos generadores es la misma, la capacidad de carga del grupo electrógeno diesel de dos tiempos es mejor que la del grupo electrógeno diesel de cuatro tiempos si la carga trasera del usuario no es lineal.

Modo de excitación del generador
Los generadores diésel se dividen en alternador síncrono autoexcitado y tipos de excitación PMG (generador de imanes permanentes). La diferencia entre ellos es que el primero proporciona tanto potencia como fuente de señal al regulador de tensión AVR desde el devanado de armadura del generador, mientras que la fuente de potencia del PMG (generador de imanes permanentes) AVR se obtiene del devanado de armadura del excitador secundario (generador de imanes permanentes), y el devanado de armadura del generador síncrono de CA sólo proporciona fuente de señal. La potencia de salida del AVR anterior se ve afectada por la forma de onda potencial del devanado de armadura, mientras que la calidad de la carga, especialmente la carga no lineal, tiene una influencia obvia en la forma de onda potencial del devanado de armadura. La fuente de potencia del último regulador se toma del devanado de armadura de la PMG, que no tiene nada que ver con la distorsión de la forma de onda potencial del devanado de armadura del alternador síncrono. Por lo tanto, un alternador síncrono con modo de excitación PMG (generador de imanes permanentes) puede hacer que el SAI funcione mejor. Cuando se utiliza un alternador síncrono autónomo, la relación de potencia entre el SAI y el grupo electrógeno diésel debe ser al menos 1 (2 ~ 2,5), pero no puede excluirse el efecto del generador sobre el SAI. Cuando se utiliza un generador de excitación PMG, la relación de potencia de 1 (1,2 ~ 1,25) puede garantizar el funcionamiento normal del grupo electrógeno diesel.