|
|
  |
Главная страница / Архитектура отрасли ИДЕАЛЬНАЯ ПАРАИБП и ДГУ При выходе из строя основных источников питания ИБП позволяют в течение определенного времени обеспечить непрерывное электропитание оборудования, но они не соответствуют требованиям по энергетическому ресурсу. Период нормального функционирования ИБП может быть меньше периода восстановления электропитания по штатной схеме. В этом случае перерыв в электропитании и связанные с ним последствия будут неизбежны. Увеличение периода действия ИБП требует наращивания электрической емкости аккумуляторных батарей, что приводит к значительному удорожанию не только самого оборудования, но и его эксплуатации. Срок, в течение которого ДГУ могут обеспечить электропитание, практически не ограничен, однако дизель-генераторные установки не обладают достаточной готовностью к приему нагрузки. Время готовности может составлять от 5 до 30 секунд, что также не соответствует требованиям, предъявляемым к электропитанию критических нагрузок. ИБП + ДГУ Решить задачу обеспечения бесперебойного электропитания на срок, превышающий время восстановления основных источников без кратковременных перерывов, можно только путем объединения ИБП и ДГУ в систему. Однако при этом необходимо учитывать проблему электрического и технологического согласования ИБП И ДГУ. Как известно, большинство источников двойного преобразования вносят большие искажения во входную сеть питания. Производители данных источников рекомендуют даже при применении дополнительных фильтров и импульсных выпрямителей выбирать ДГУ по мощности больше ИБП с коэффициентом 1,75–2,2. Если пренебречь данным требованием, система может получиться неработоспособной. При пропадании основного напряжения источник перейдет на работу от встроенных аккумуляторов, и будет дана команда на запуск ДГУ. После его запуска и подачи напряжения от ДГУ источник осуществит переход на это электропитание. Для ДГУ такой переход связан с резким скачком нагрузки, и его следствие – падение частоты, а в некоторых случаях падение напряжения. В свою очередь это ведет к переходу источника на питание от аккумуляторов. Именно поэтому производители источников с двойным преобразованием рекомендуют применять такой запас по мощности, чтобы избежать возможных колебаний в системе ИБП и ДГУ. При использовании источника с дельтапреобразованием необходимый запас по мощности, рекомендованный производителем, составляет 1,3 (без применения дополнительных устройств), эти рекомендации подтверждены проведенными испытаниями. В настоящее время промышленность предлагает системы гарантированного и бесперебойного питания, но готовых решений на рынке нет. Компании, продающие источники и ДГУ, рекомендуют применять при согласовании указанный ранее запас по мощности (а иногда и больший для перестраховки). Однако надо иметь в виду, что это приводит к увеличению стоимости всего проекта в целом и затрат на обслуживание ДГУ, а кроме того, не исключает проблем, связанных с эксплуатацией (к примеру, были слуравильно отображал информацию о частоте выходного напряжения, хотя запас был на уровне 3 [ДГУ – 110кВА, ИБП – 30кВА]). Следует учитывать, что компании не проводят на своей базе тестирование подобных систем перед их установкой у заказчика. Предлагаемое компанией «ХАЙТЕД» техническое решение выгодно отличается от существующих не только первоначальной стоимостью системы и величиной затрат на кондиционирование и последующее обслуживание всего комплекса бесперебойного электропитания, но и тем, что все предлагаемое оборудование проходит комплексное тестирование и испытание под нагрузкой на базе компании. Суть решения заключается в следующем: предлагается использовать источник АРС с дельтапреобразованием и ДГУ FG Wilson. При этом запас по мощности, обеспечиваемый данным оборудованием, составляет 1,3. Система комплектуется панелью автоматического запуска ДГУ, используется источник с минимальным батареями. По нашим оценкам, экономия, получаемая за счет сокращения первоначальных затрат, составляет не менее 30%. Отметим при этом, что использовать сложные и дорогие системы поддержания скорости и напряжения для ДГУ совсем необязательно. Чем объясняется выбор оборудования Производители ДГУ обычно не используют сложных электронных систем регулирования оборотов двигателя и выходного напряжения генератора для моделей мощностью до 40 кВА. Это делается для уменьшения стоимости оборудования. Именно данный класс ДГУ пользуется повышенным спросом, он применяется в системах связи и телекоммуникаций, медицинских учреждениях и у индивидуальных пользователей. Поэтому для испытаний была выбрана ДГУ на базе двигателя Lister Petter с механическим регулятором оборотов класса ISO 8528 G2. При выборе ИБП мы остановились на оборудовании компании АРС, так как источники серии Silcon обладают наиболее «дружественным интерфейсом» при работе с ДГУ. В процессе испытаний было проведено наблюдение за следующими параметрами ИБП: • скорость синхронизации (Slew rate), которая составила 1 Гц/с; • допуск по частоте (Frequency tolerance) – +/- 8%; • мягкий запуск (Soft start) – 40 с. Оценка электрических параметров электропитания Для оценки параметров системы ДГУ – ИБП были использованы ИБП Silcon DP310Е (10кВА/10кВт, 400/230В, 50Гц) s/n GE0119005084 производства компании АРС и дизельная электростанция L12,5 (12,5кВА/10кВт, 380/220В, 50Гц) s/n FGWLIS01JAOA02227 производства компании FG Wilson. В процессе испытаний ИБП нагружался на резистивную нагрузку мощностью 37,5кВт с возможностью ее ступенчатого регулирования от 0 до максимума с шагом 2,5 кВт. Для фиксации результатов измерения применялась следующая аппаратура: прибор для мониторинга сети Эрис КЭ-01, цифровой осциллограф FLUK 45. Ниже представлены полученные результаты измерений. Во всех экспериментах нагрузка на дизель-генераторную станцию составляла 10 кВт (100%). На рис. 1 представлено изменение выходнгрузки от 0 до 100% в течение 40 с, при этом частота ДГУ практически линейно изменялась от 52,7 Гц на холостом ходу до 50,4 Гц при максимальной нагрузке. На рис. 2 представлен характер изменения выходного тока ДГУ в процессе приема нагрузки, а также отмечено время выхода на режим полной нагрузки. На рис. 3 приведены изменения тока и напряжения на входе ИБП. Отсутствие сдвига фаз между током и напряжением позволяет утверждать, что нагруженный ИБП представляет собой активную нагрузку. Этот вывод подтверждается графиками (см. рис. 4), на которых приведены изменение мощности ДГУ и входного коэффициента мощности ИБП в процессе плавного запуска. Коэффициент мощности в течение всего процесса запуска практически равен единице. Рисунок 5 иллюстрирует гармонический состав выходного тока ДГУ. Коэффициент нелинейных искажений составляет 5,1%, а преобладающими являются 5-я и 11-я гармоники. На основании проведенных испытаний можно сделать следующие выводы. 1. Благодаря применению дельта-преобразования ИБП серии Silcon DP300E корпорации АРС предлагает идеальную (практически активную) нагрузку для ДГУ. 2. Используя возможности программирования параметров ИБП, можно обеспечить благоприятный режим работы ДГУ с механическим регулятором оборотов двигателя и оптимальные переходные процессы в системе ДГУ – ИБП, что актуально для систем небольшой (до 40 кВА) мощности. 3. При проектировании системы гарантированного электропитания, в состав которой входит ИБП Silcon DP300E и ДГУ с механическим регулятором оборотов двигателя, можно добиться коэффициента запаса по мощности не превышающего 1,3 (этот коэффициент точен и подтвержден результатами испытаний, он определяется коэффициентом полезного действия ИБП и необходимостью заряда аккумуляторных батарей). Это позволяет получить существенную экономию денежных средств на приобретение и эксплуатацию ДГУ за счет снижения потребной мощности и применения более дешевых средств регулирования его параметров, а также уменьшения количества аккумуляторных батарей в составе источника бесперебойного питания. 4. Отсутствие значительных гармонических искажений входного тока ИБП облегчает процесс наброса нагрузки на ДГУ и обеспечивает нормальное функционирование потребителей, подключенных непосредственно к ДГУ. Главная страница / Архитектура отрасли |