UPS 시스템에 적합한 디젤 발전기 크기를 선택하는 방법

AC 전원 공급 시스템은 디젤 발전기 세트로 구성되며, 신뢰성과 안전성이 우수하여 UPS가 널리 사용되고 있습니다. 이 시스템은 고도의 자동화를 요구할 뿐만 아니라 디젤 발전기 세트가 비선형 부하 UPS의 특성에 적응하여 주전원이 없을 때 부하에 안정적인 전력 공급을 보장할 수 있도록 해야 합니다. 입력 오프라인 특성은 UPS 회로 구조에 따라 결정됩니다: 기존의 이중 변환 온라인 UPS는 입력 AC / DC 컨버터가 정류 및 필터링 회로이기 때문에 입력 전류가 맥동 전류이며 입력 역률이 낮을뿐만 아니라 (0.7 ~ 0.8) 높은 고조파 충전 (30% ~ 40%)이 많이 포함되어 있으며 낮은 입력 역률과 고조파 전류는 발전기 고정자 코일의 유도 내부 저항을 통과하며 디젤 발전기의 정상적인 작동에 심각한 영향을 미치며이 둘의 조합은 다음과 같은 문제가 발생하기 쉽습니다:

  • 전압 진동. 피드백 전압 변동으로 인해 발전기의 출력 전압 안정성이 저하되고 진동 범위는 정격 전압의 최대 ±10% ~ ±20%입니다. AVR을 최적으로 조정해도 진동은 여전히 2%보다 큽니다.
  • 전류가 진동합니다. UPS 부하가 안정적일 때 발전기의 출력 전류는 ±20%± 50% 범위 내에서 변동하며 조정할 수 없습니다.
  • 주파수 진동. 일반적으로 주파수 진동은 전압 및 전류 범위보다 작으며 일반적으로 ±5% 이내이지만 UPS가 자주 전환됩니다. 디젤 엔진의 부하가 규칙적으로 증가 및 감소하기 때문에 작동 전압도 증가 및 감소하여 디젤 발전기 세트의 진동이 심해지고 기계적 마모가 가속화되며 부품이 손상 될 수도 있습니다.
  • UPS가 제대로 작동하지 않습니다. UPS 정류기의 허용 입력 전압 범위는 일반적으로 정격 값의 ±15% 또는 그 이상입니다. 발전기의 불안정한 출력 전압은 UPS의 정상 작동에 거의 영향을 미치지 않습니다. 따라서 주파수 드리프트가 UPS의 정상 작동에 미치는 영향에 특별한 주의를 기울여야 합니다:
  • UPS는 바이패스할 수 없습니다. 바이패스 전원 공급 장치 주파수 및 전압이 허용 범위 내에 있으면 UPS의 인버터 출력은 바이패스 전원 공급 장치를 추적합니다. 인버터와 바이패스 전원 공급장치가 위상을 고정하고 동기화합니다. 바이패스 전원 발전기가 제공되면 주파수가 급격하게 변경될 수 있습니다. 주파수 변화가 사전 설정된 제한 값을 초과하면 인버터 주파수 변화가 바이패스 전원 공급장치의 주파수 변화를 따라잡을 수 없습니다. 이 경우 정적 바이패스 스위치는 바이패스로 전환되지 않습니다. (이 경우 스위치를 전환하면 인버터의 과전류 또는 단락이 발생할 수 있습니다.) 이 경우 바이패스 전원 주파수를 추적할 수 없으며, UPS는 과부하로 인한 정전을 피하기 위해 사용자에게 경고만 합니다. 이 경우 인버터는 계속해서 부하에 전원을 공급합니다.
  • 배터리 수명이 단축됩니다. 주파수 드리프트로 인해 SCR 정류기의 구동 신호가 입력 AC와 동기화되지 않아 정류기가 셧다운됩니다. 정류기가 재시작되어 정상 작동에 들어가는 동안 UPS는 배터리 전원으로 전환됩니다. 이러한 과도한 방전주기는 배터리 수명을 크게 단축시키고 더 심각한 상황은 배터리가 모든 빛, 출력 중단이 될 것입니다. 또한 동일한 전기 시스템에서 에어컨 압축기가 시작되고 엘리베이터가 위아래로 들어 올리면 순간 발전기 주파수 드리프트가 발생합니다.

디젤 발전기 세트와 UPS의 조합으로 인한 문제는 첫째, 발전기 여자 모드 및 단위 전력의 올바른 선택, 다른 여자 모드 및 적절한 매칭 전력 등으로 문제를 최소화 할 수 있습니다. 둘째, 발전기 세트의 특성에 더 적합한 UPS를 선택합니다. 예를 들어, 바이 패스 위상 고정 주파수 범위 및 현장 조정 가능한 인버터 동기화 속도 기능이있는 UPS는 일반 UPS보다 주파수 드리프트에 대한 적응성이 더 우수합니다. 12 펄스 정류기 UPS는 6 펄스 정류기 UPS보다 발전기 세트의 전원 공급 장치에 더 적합하므로 전체 전원 공급 시스템의 안전하고 안정적인 작동을 보장합니다.

전원 출력
일반적으로 지원 발전기 세트의 용량은 UPS의 2~2.5배입니다. 실제로 UPS는 일반적으로 정격 용량의 50~80%에서 작동하는 반면, 발전기 세트는 정격 용량의 30% 정도만 생산할 수 있습니다. 이로 인해 발전기 세트의 용량을 완전히 활용할 수 없을 뿐만 아니라 비용이 증가하며 발전기 세트가 고장 나기 쉽고 유지 보수 양이 증가하며 발전기 세트의 신뢰성이 저하됩니다. 그 이유는 디젤 엔진의 특성에 따라 장시간 작은 부하를 받으면 실린더 마모가 심해져 위의 고장 가속 부분, 디젤 엔진 성능이 저하되고 배기 연기가 발생하기 때문입니다.
디젤 엔진 경제성은 정격 부하 30% 이하에서 악화됩니다. 디젤 엔진 발전기 세트는 정격 부하의 60% 이상에서 부하가 작동해야 디젤 엔진에 더 많은 이점을 제공할 수 있습니다. 따라서 적절한 전력 매칭은 전원 공급 시스템에 매우 중요합니다. 발전기 세트의 정격 전력을 선택할 때는 전기의 총 부하를 먼저 고려해야 합니다. 다른 전기 장비의 부하는 많은 데이터에서 설명되었으므로 여기서는 더 이상 설명하지 않습니다. 배터리 충전에 필요한 전력도 고려해야 합니다(일반적으로 UPS의 최대 출력 전력 10% ~ 20% 내에서 제어). 발전기의 전력을 UPS 전력의 2배 이상으로 높여야 합니다.

디젤 엔진의 작동 방식
최근 운영 사례에 따르면 두 발전기의 정격 출력이 동일할 때 사용자의 후방 부하가 비선형인 경우 2행정 디젤 발전기 세트의 부하 용량이 4행정 디젤 발전기 세트의 부하 용량보다 우수합니다.

발전기의 여기 모드
디젤 발전기는 자기 여자 동기 교류 발전기와 PMG (영구 자석 발전기) 여자 유형으로 나뉩니다. 이들의 차이점은 전자는 발전기의 전기자 권선에서 전압 조정기 AVR에 전원과 신호 소스를 모두 제공하는 반면 PMG (영구 자석 발전기) AVR 전원은 보조 여자기 (영구 자석 발전기)의 전기자 권선에서 얻고 AC 동기식 발전기의 전기자 권선은 신호 소스 만 제공한다는 것입니다. 전자의 AVR의 전력 출력은 전기자 권선의 전위 파형의 영향을 받는 반면, 부하 품질, 특히 비선형 부하는 전기자 권선의 전위 파형에 명백한 영향을 미칩니다. 후자의 AVR의 전원은 동기식 교류 발전기의 전기자 권선 전위 파형의 왜곡과 관련이없는 PMG의 전기자 권선에서 가져옵니다. 따라서 PMG(영구 자석 발전기) 여자 모드의 동기식 교류 발전기는 UPS의 성능을 향상시킬 수 있습니다. 자율 동기 교류 발전기를 사용하는 경우 UPS와 디젤 발전기 세트 사이의 전력 비율은 최소 1 (2 ~ 2.5)이어야하지만 발전기가 UPS에 미치는 영향을 배제 할 수 없습니다. PMG 여자 발전기를 사용하는 경우 1 (1.2 ~ 1.25)의 전력 비율은 디젤 발전기 세트의 정상적인 작동을 보장 할 수 있습니다.