Como escolher o tamanho certo do gerador diesel para sistemas UPS

O sistema de alimentação AC é composto por um grupo gerador diesel e a UPS é amplamente utilizada devido à sua boa fiabilidade e segurança. O sistema não só requer um elevado grau de automatização, mas também exige que o grupo gerador diesel se adapte às características da UPS de carga não linear, de modo a poder assegurar um fornecimento de energia fiável à carga quando não há rede eléctrica. Características de entrada fora de linha determinadas pela estrutura do circuito da UPS: UPS tradicional de dupla transformação on-line, porque o seu conversor AC/DC de entrada é um circuito de rectificação e filtragem, a corrente de entrada é corrente pulsante, não só o factor de potência de entrada é baixo (0,7~0,8), mas também contém um grande número de cargas harmónicas elevadas (30%~40%), e o factor de potência de entrada baixo e a corrente harmónica passarão através da resistência interna indutiva da bobina do estator do gerador, O funcionamento normal dos geradores diesel é seriamente afectado, e a combinação dos dois é propensa aos seguintes problemas

• Oscilação da tensão. A flutuação da tensão de retorno faz com que a estabilidade da tensão de saída do gerador seja fraca, e o intervalo de oscilação é de ±10% ~ ±20% da tensão nominal. Quando o regulador é ajustado ao óptimo, a oscilação ainda é superior a 2%.
• A corrente oscila. Quando a carga da UPS é estável, a corrente de saída do gerador oscila dentro do intervalo de ±20%± 50% e não pode ser ajustada.
• Oscilação da frequência. Em geral, a oscilação de frequência é menor do que a gama de tensão e corrente, geralmente dentro de ±5%, mas faz com que a UPS mude frequentemente. Devido ao aumento e diminuição regular da carga do motor diesel, a sua tensão de funcionamento também aumenta e diminui, o que intensifica a vibração do grupo gerador diesel, acelera o desgaste mecânico, e até danifica as peças.
• A UPS não funciona correctamente. A gama de voltagem de entrada permitida do rectificador UPS é geralmente ±15% do valor nominal ou maior. A tensão de saída instável do gerador tem pouco impacto sobre o funcionamento normal da UPS. Por conseguinte, deve ser dada especial atenção ao impacto da deriva de frequência no funcionamento normal da UPS:
• A UPS não pode ser contornada. Quando a frequência e tensão de alimentação do bypass estão dentro do intervalo permitido, a saída do inversor da UPS segue a alimentação do bypass. O inversor e a fase de alimentação de bypass bloqueiam e sincronizam. Quando é fornecido um gerador de energia de bypass, a frequência pode mudar rapidamente. Quando a mudança de frequência excede o valor limite predefinido, a mudança de frequência do inversor não pode acompanhar a mudança de frequência da fonte de alimentação de derivação. Neste caso, o interruptor de desvio estático não mudará para o desvio. (Neste caso, a comutação pode causar sobrecorrente ou curto-circuito do inversor). Neste caso, a frequência de bypass não pode ser controlada, a UPS apenas alerta o utilizador para evitar falhas de energia causadas por sobrecarga. Neste caso, o inversor continua a fornecer energia à carga.
• A duração da bateria é encurtada. Devido ao desvio da frequência, o sinal de accionamento do rectificador SCR (SCR) estará fora de sincronia com a CA de entrada, resultando no encerramento do rectificador. A UPS muda para a energia da bateria enquanto o rectificador reinicia e entra em funcionamento normal. Um ciclo de descarga tão excessivo, irá encurtar grandemente a vida da bateria, a situação mais grave é que a bateria irá acender toda a luz, interrupção da saída. Além disso, no mesmo sistema eléctrico, quando o compressor do ar condicionado arranca e o elevador se eleva e desce, o momento provocará o desvio da frequência do gerador.

Os problemas causados pela combinação do grupo gerador diesel e da UPS podem ser resolvidos: primeiro, a selecção correcta do modo de excitação do gerador e da potência da unidade, o modo de excitação diferente e a potência correspondente adequada e assim por diante podem minimizar o problema; segundo, a escolha da UPS mais adequada para as características do grupo gerador. Por exemplo, a UPS com a função de bypass de gama de frequência bloqueada por fase e taxa de sincronização do inversor ajustável no campo tem melhor adaptabilidade à deriva de frequência do que a UPS geral. A UPS rectificadora de 12 impulsos é mais adequada para a alimentação do grupo gerador do que a UPS rectificadora de 6 impulsos, de modo a assegurar o funcionamento seguro e fiável de todo o sistema de alimentação de energia.

Potência de saída
Geralmente, a capacidade do grupo gerador de apoio é 2 a 2,5 vezes superior à da UPS. De facto, uma UPS opera normalmente entre 50 a 80 por cento da sua capacidade nominal, enquanto que um grupo gerador pode produzir cerca de 30 por cento da sua capacidade nominal. Isto não só faz com que a capacidade do grupo gerador não possa ser totalmente utilizada, aumenta o custo, e torna o grupo gerador mais propenso a falhas, aumenta a quantidade de manutenção, reduz a fiabilidade do grupo gerador. A razão é: de acordo com as características do motor diesel, se sob uma carga pequena durante muito tempo, o desgaste do cilindro intensifica-se, de modo que as partes acima referidas da aceleração da falha, o desempenho do motor diesel é reduzido, a fumaça do escape.
A economia do motor diesel torna-se pior com a carga nominal de 30%. O grupo gerador do motor diesel exige que a carga trabalhe a mais de 60% da carga nominal para ser mais benéfica para o motor diesel. Assim, a correspondência adequada de potência é muito importante para o sistema de fornecimento de energia. Ao escolher a potência nominal do grupo electrogéneo, a carga total de electricidade deve ser considerada em primeiro lugar. Uma carga de outro equipamento eléctrico foi explicada em muitos dados, que já não se encontram aqui descritos. A energia requerida pela carga da bateria também deve ser considerada (geralmente controlada dentro de 10% ~ 20% da potência máxima de saída da UPS). É necessário aumentar a potência do gerador mais de 2 vezes a potência da UPS.

A forma como funcionam os motores diesel
A prática recente da operação prova que quando a potência nominal de saída de dois geradores é a mesma, a capacidade de carga do grupo gerador diesel de dois tempos é melhor do que a do grupo gerador diesel de quatro tempos se a carga traseira do utilizador for não linear.

Modo de excitação do gerador
Os geradores diesel dividem-se em alternador síncrono auto-excitado e tipos de excitação PMG (gerador magnético permanente). A diferença entre eles é que o primeiro fornece tanto a potência como a fonte de sinal ao regulador de tensão AVR a partir do enrolamento de armadura do gerador, enquanto que o PMG (gerador de íman permanente) fonte de potência AVR é obtida a partir do enrolamento de armadura do excitador secundário (gerador de íman permanente), e o enrolamento de armadura do gerador síncrono CA fornece apenas a fonte de sinal. A potência do antigo regulador é afectada pela potencial forma de onda do enrolamento da armadura, enquanto que a qualidade da carga, especialmente a carga não linear, tem uma influência óbvia na potencial forma de onda do enrolamento da armadura. A fonte de energia do último AVR é retirada do enrolamento da armadura de PMG, que nada tem a ver com a distorção da forma de onda potencial do enrolamento da armadura do alternador síncrono. Portanto, um alternador síncrono com modo de excitação PMG (gerador de íman permanente) pode fazer funcionar melhor a UPS. Quando se utiliza um alternador síncrono autónomo, a relação de potência entre a UPS e o grupo gerador a diesel deve ser de pelo menos 1 (2 ~ 2,5), mas o efeito do gerador sobre a UPS não pode ser excluído. Quando o gerador de excitação PMG é utilizado, a relação de potência de 1 (1,2 ~ 1,25) pode assegurar o funcionamento normal do grupo gerador a diesel.