Закрити

  Авторизація

Логін
Пароль
Запам'ятати на 2 тижні?

Забули пароль?
Якщо ви незареєстровані, пройдіть реєстрацію
Останні новини
Останні новини
Компанії закликали нардепів продовжити пільги на імпорт електромобілів
21.11.2018р.

НЕК «Укренерго», ПрАТ «Укргідроенерго», ТОВ «ДТЕК»,...

Сонце і вітер стають найдешевшими джерелами енергії
21.11.2018р.

Сонце і вітер – найдешевші джерела енергії у всіх...

Турбіни для Дністровської ГАЕС має постачати «Турбоатом», а не «CNEEC»…
19.11.2018р.

Намір державного ПрАТ «Укргідроенерго» замовити...

Можна взяти участь у світовому конкурсі Start Up Energy Transition
19.11.2018р.

Українські компанії та стартапи, що розробляють...

Консолідація зусиль для забезпечення сталого розвитку…
19.11.2018р.

9-й Міжнародний форум з енергетики для сталого...

Опитування
Опитування

Вам подобається оновлений портал?

1889
27.10.2009р. |
Спільна робота ДГУ й потужного ДБЖ

Нині більше відповідальних споживачів електроенергії - телекомунікаційне й комп'ютерне устаткування, електроустаткування банків, медичних центрів, диспетчерських служб тощо - одержує живлення від систем безперебійного електропостачання (СБЕ).

Найпоширенішими є СБЕ централізованої й багаторівневої структури, тобто такі, у яких є потужне джерело безперебійного живлення (ДБЖ), до якого під'єднується критичне навантаження або, у випадку багаторівневої СБЕ, критичне навантаження й ДБЖ нижчого рівня. Як резервне джерело електроенергії в таких СБЕ, крім акумуляторних батарей, дедалі частіше використовують дизель-генераторні установки (ДГУ).

Однак іноді досить складно переконати споживача в необхідності встановити в СБЕ резервний генератор. Альтернативою йому, зазвичай, є акумуляторні батареї. Виробництво акумуляторів добре освоєно промисловістю; надійні й прості в обслуговуванні вони давно й успішно експлуатуються.

Разом з тим, якщо говорити про потужні системи, що працюють при тривалих провалах напруги основної мережі, стають помітними й недоліки акумуляторних батарей. Головні з них: значний час заряджання батарей, під час якого критичне навантаження залишається фактично без резервного джерела електроенергії; невеликий термін служби; труднощі з утилізацією використаних акумуляторів і їхня висока вартість. Усе перераховане визначило зростання інтересу проектувальників і споживачів "чистого електроживлення" від автономних генераторів.

Серед автономних генераторів найбільшою популярністю користуються дизель-генераторні установки. Вони універсальні, надійні, довговічні й давно застосовуються.

Проблема узгодження

Проблему узгодження потужностей ДБЖ і ДГУ потрібно розділити на дві. Одна з них найбільше різко проявляється в момент під'єднання ДБЖ до генератора, інша - в сталому режимі роботи ДБЖ від генератора.

Розглянемо процес під'єднання навантаження до генератора докладніше.

Для початку згадаємо, що найбільш важливими характеристиками ДБЖ є так звані "діапазон напруги без переходу на батареї" і "діапазон частоти без переходу на батареї" - умови, при яких ДБЖ працює в режимі On-Line, не переходячи на батарею. Цей діапазон у більшості виробників визначений як Uном(+10/-15)% і fном(±10)%. Зазначені характеристики можуть зіграти більшу роль при переведенні ДБЖ на генератор і от чому: при "накидуванні" навантаження спостерігаються значні динамічні зміни вихідної напруги генератора й частоти приводного двигуна.

Рис. 1. Залежність напруги на виході генератора при "накидуванні" навантаження.

Рис. 2. Форма вхідних струмів, характерна для 6-пульсних тиристорних випрямлячів.

На рис. 2 показано, як змінюється напруга на виході генератора при "накидуванні" навантаження. Графік описує поведінку генератора (Newage Stamford HCI 434D) потужністю 295 кВА. Видно, що при навантаженні (295 кВА) напруга змінюється на 15%. Йдеться саме про різку стрибкоподібну зміну напруги, викликану під'єднанням навантаження. Незважаючи на те, що дизель-генератори комплектуються автоматичними регуляторами напруги, які дають стабілізацію напруги в сталому режимі ±0,5 або ±1,5%, при навантаженні неминучі "зниження" становлять 15-20% від номінальної напруги. Отже, при "накидуванні" навантаження напруга й/або частота генератора може вийти за припустимі межі. ДБЖ сприйме це як провал мережі й перейде на батарею. Генератор виявиться в режимі електричного холостого ходу і за деякий час відновить номінальну напругу й частоту. ДБЖ сприйме це як появу мережі й знову перейде з батареї на генератор. Під'єднання навантаження знову викличе "зниження" напруги й частоти генератора - і цикл повториться. Вирішити цю проблему треба двома шляхами - завищити потужність ДГУ або використовувати ДБЖ із плавним перемиканням навантаження з батареї на мережу. Процедура плавного переведення навантаження, зокрема, реалізована в ДБЖ компанії General Electric Digital Energy IMV серій SitePro і Image.

Вплив ДБЖ на мережу

Допустимо, вдалося забезпечити увімкнення ДГУ на ДБЖ. При їхній спільній роботі на передній план виступає проблема, викликана наявністю в ДБЖ випрямляча. Імпульсні схеми випрямлячів ДБЖ служать причиною спотворення вхідних струмів. На рис. 3 і 4 показана форма вхідних струмів, характерна для 6-пульсних і 12-пульсних тиристорних випрямлячів. Як видно, при 12-пульсному випрямлячі форма струмів трохи ближче до синусоїди, ніж при 6-пульсній схемі.

Несинусоїдальні струми, замикаючись по обмотках автономного генератора, викликають додаткові втрати потужності в "сталі" і "міді" генератора, а отже, знижують величину потужності, що віддається в навантаження. Вплив нелінійних струмів на ДГУ цим не вичерпується. Несинусоїдальні струми якоря беруть участь у створенні магнітного поля машини й призводять до спотворення синусоїдальності вихідної напруги ДГУ. Хоча несинусоїдальна напруга й не вплине на відповідальне навантаження, захищене ДБЖ, вона часто призводить до ушкодження або відмови інших споживачів, під'єднаних безпосередньо до ДГУ. Крім того, значна несинусоїдальна напруга іноді служить причиною некоректної роботи автоматичного регулятора напруги й викликає аварійні зупинки ДГУ. Коефіцієнт несинусоїдальності вихідної напруги автономного синхронного генератора не повинен перевищувати 8 - 10%.

Запобігти дефіциту потужності, яка відводиться в навантаження, перегріву генератора й спотворенню синусоїдальності вихідної напруги ДГУ можна, вибравши ДГУ більшої номінальної потужності.

Правила підбору ДГУ

Існують цілком певні рекомендації для вибору потужності ДГУ при відомій потужності ДБЖ, які враховують нелінійність струмів, припустиму величину несинусоїдальності напруги генератора і його внутрішні параметри. Згідно із цими рекомендаціями потужність ДБЖ визначається як

SДБЖ=Sген•(Хd//,сх / Xd//ген),

де:

SДБЖ - номінальна потужність ДБЖ;

Sген - номінальна потужність генератора;

Xd//ген - надперехідний індуктивний опір генератора по поздовжній осі ротора при синусоїдальному навантаженні (зазвичай Xd//ген=0,11-0,15 в. о., вказується в паспортних даних генератора);

Хd//,сх = надперехідний індуктивний опір генератора по поздовжній осі ротора при нелінійному навантаженні.

Хd//,сх при 6-пульсному навантаженні становить близько 0,04 в. о., при 12-пульсному - близько 0,09 в. о. Таким чином, при 6-пульсній схемі випрямлення:

Sген= SДБЖ•(2,75...3,75).

При 12-пульсній схемі випрямлення:

Sген= SДБЖ•(1,22...1,66).

Отже, зменшуючи нелінійність навантаження, можна вибрати генератор меншої потужності. До методів зниження нелінійності навантаження ДГУ належать: застосування 12-пульсної схеми випрямлення замість 6-пульсної (наприклад, ДБЖ серії Site Pro компанії GE DE.IMV); застосування випрямлячів на IGBT-транзисторах (ДБЖ серії Image); застосування вхідних фільтрів вищих гармонік.

Рис. 3. Форма вхідних струмів, характерна для 12-пульсних тиристорних випрямлячів.

Окрім того, у виборі ДБЖ і ДГУ при побудові системи електропостачання відповідального навантаження варто керуватися наступним:

Клас ДБЖ - On-Line, єдиний, який захищає навантаження від усіх існуючих неполадок в електромережі: високовольтних викидів, сплесків напруги, електромагнітних і радіочастотних перешкод, короткочасного підвищення або зниження напруги, спотворення її форми й, що особливо важливо при живленні ДБЖ від ДГУ, від нестабільності частоти. Потужність ДБЖ вибирають, виходячи з вимог навантаження. ДБЖ в обов'язковому порядку комплектується акумуляторними батареями. За статистикою, близько 90% збоїв електропостачання тривають не більше 1-3 хвилин, тому зовсім відмовитися від акумуляторних батарей і використовувати при кожному провалі напруги ДГУ неправильно. По-перше, часті пуски й зупинки значно знижують термін служби генераторного агрегату, зокрема, до 36% від загального зношування дизельного двигуна доводиться на зношування при запусках. По-друге, резервна ДГУ має деяку інерцію - механічну й електромагнітну. Час виходу дизельного двигуна на номінальну частоту обертання становить 5 - 10 с (при низьких температурах - більше), час встановлення номінальної вихідної напруги на затисках генератора при подачі збудження - до 6 с. Внаслідок такої інерції ДГУ навантаження, що допускає перерви в живленні не більше 10 мс (або взагалі не допускає безструмових пауз), може виявитися знеструмленим на кілька секунд. У загальному випадку час резервування акумуляторів вибирається в діапазоні 5-10 хвилин. Вживають заходів для зниження нелінійних спотворень струму, внесених ДБЖ у мережу живлення - застосовують ДБЖ із випрямлячами на IGBT-транзисторах, з 12-пульсними тиристорними випрямлячами або з активними випрямлячами. Водночас, з обережністю слід ставитися до використання вхідних фільтрів вищих гармонік для цих цілей. ДБЖ із гармонійним фільтром є ємнісним навантаженням для генератора, що при під'єднанні може викликати різке збільшення вихідної напруги ДГУ й спрацьовування аварійного захисту. Тому кожний випадок спільної роботи ДГУ й ДБЖ із гармонійним фільтром повинен розглядатися індивідуально. При виборі ДБЖ віддається перевага джерелам із системою плавного перекладу ДБЖ на живлення з батареї на мережу. При виборі потужності ДГУ враховуються:

- потужність ДБЖ;

- ступінь створюваних ним спотворень вхідного струму;

- внутрішні параметри ДГУ, зокрема X//d.

- діапазон напруг і частоти мережі, при яких ДБЖ не переходить в автономний режим роботи;

- зміни напруги й частоти ДГУ при 100% "накидуванні" навантаження.

ДГУ комплектуються автоматичним регулятором вихідної напруги й електронним регулятором швидкості приводного двигуна.

Як показує наш досвід, вибір ланок СБЕ з урахуванням наведених вимог забезпечує погоджену й стійку спільну роботу ДБЖ і ДГУ. Додатковою перевагою СБЕ із ДГУ є можливість практично необмеженого часу роботи в автономному режимі, тобто повна незалежність електропостачання відповідального навантаження від неполадок основної мережі.

За матерілами Всеукраїнської галузевої газети "Електротема"

www.eltema.com.ua

Теги та ключові фрази
потужні дбж, системи ДБЖ, потужність несинусоїдальних струмів, Потужність несинусоїдальних струмів, несинусоїдальні струми та напруги, тирісторні випрямлячі, дбж мукачево, 12-пульсні, статичний перетворювач енергозберігаючий пристрій, дбж


Поділіться цією інформацією в соцмережах, дякуємо за популяризацію порталу:
Також Ви можете:

Додати до закладок Підписатись Версія для друку




Інші статті
17.11.2010р.

Електричні щити 2

Електричний щит - це початок всієї електричної частини будівлі, і не важливо, що це - величезний завод у мегаполісі або скромний будиночок у селі. Скрізь є електричні щити

18.08.2010р.

Пристрій для плавного пуску електродвигуна

Одним із самих головних недоліків асинхронних електродвигунів з короткозамкненим ротором є наявність у них великих пускових струмів. І якщо теоретично методи їх зниження були добре розроблені вже досить давно, то ось практично всі ці розробки застосовувалися дуже в рідкісних випадках

Більше статей за тегами
При використанні матеріалів посилання на www.proelectro.info (для інтернет ресурсів з гіперссилкою) обов'язкове.