Использование ИБП с генераторами
Точка зрения UPS…
В реальных условиях эксплуатации при возникновении сбоя электроснабжения питание переключается между входной сетью и дизель-генераторной установкой (ДГУ). Переключение осуществляется без прерывания питания и обычно занимает несколько секунд. На протяжении всего переключения система ИБП, расположенная ниже по цепи, переключается на питание от аккумуляторных батарей, в то время как её входной преобразователь (выпрямитель) отключается из-за отсутствия входного напряжения. После восстановления питания от дизель-генератора выпрямитель запускает систему, и работа ИБП восстанавливается в режиме двойного преобразования. На этом критическом этапе крайне важно, чтобы ИБП и ДГУ работали как часы, чтобы предотвратить сбой в процессе переключения из-за ненадлежащего взаимодействия.…и точка зрения генераторной установки
С точки зрения генераторной установки, система ИБП представляет собой нагрузку, потребляющую как активную, так и реактивную мощность, в зависимости от режима работы. Современные ИБП, работающие в режиме двойного преобразования (VFI), потребляют 99% «чистой» активной мощности, то есть современный ИБП воспринимается вышестоящим источником питания как линейная резистивная нагрузка. Это значительно упрощает конструкцию и производительность электрической системы.Исключением из вышеизложенного являются режим работы с очень малой нагрузкой и режим байпаса.
- В режиме байпаса нагрузка питается через линию байпаса ИБП от вышестоящего источника питания, что исключает возможность фильтрации ИБП. В этом режиме генераторная установка напрямую влияет на коэффициент мощности нагрузки, гармонические искажения и скачки нагрузки.
- При небольшой нагрузке , обычно ниже 10% от номинальной мощности, или без нагрузки, ИБП демонстрирует преимущественно емкостной входной коэффициент мощности и несколько более высокое подавление гармонических искажений в процентах от общей потребляемой мощности. Кроме того, переходный процесс при запуске выпрямителя представляет собой скачок нагрузки для вышестоящего источника питания.
Как обеспечить совместимость ИБП и генераторов
Как правило, номинальная мощность генератора в непрерывном режиме должна быть не менее чем в 1,5 раза больше номинальной мощности ИБП . Коэффициент запаса мощности учитывает КПД ИБП (обычно 96%), коэффициент мощности ИБП (обычно 0,99), коэффициент гармонических искажений на входе (обычно 3%) и обеспечивает запас мощности, предотвращающий нестабильность выходного напряжения генератора из-за скачков нагрузки. Однако, как уже упоминалось выше, для обеспечения надлежащей работы в переходных режимах или без нагрузки следует учитывать и другие параметры.Плюсы и минусы плавного пуска
Современные ИБП не испытывают бросков пусковой мощности при запуске . Они постепенно набирают необходимую выходную мощность в соответствии с регулируемым временем «подхода» . Это так называемая функция «плавного старта» , которая также может включать в себя отложенный запуск в соответствии с регулируемым временем «удержания». Настройка времени «удержания» полезна при параллельном запуске нескольких ИБП, чтобы общая нагрузка ИБП постепенно передавалась на генератор.С другой стороны, время выхода на рабочий режим влияет на крутизну плавного пуска. Чем короче настройка, тем круче будет нарастание. Важно отметить, что в течение всего времени задержки и выхода на рабочий режим выпрямитель не полностью запитан для питания нагрузки, поэтому аккумуляторные батареи могут частично разряжаться.
Время «задержки» и «выхода на рабочий режим» . После начальной регулируемой задержки (или «задержки») входной ток ИБП постепенно увеличивается в соответствии с заданным временем нарастания (или «выхода на рабочий режим»).
Кроме того, может быть реализована функция блокировки заряда аккумуляторных батарей, помогающая генераторной установке постепенно наращивать нагрузку. Таким образом, беспроблемное переключение, помимо прочего, зависит от правильного управления окончанием автономной работы аккумуляторных батарей и настройками плавного пуска ИБП. Последнее тесно связано с выходными характеристиками конкретной генераторной установки.
Слишком много CAP остановит вас
Входные конденсаторы, используемые для фильтрации, обеспечивают протекание чистой полной мощности между источником питания и ИБП. Такая мощность называется опережающей или ёмкостной. Генераторные установки могут работать с ограниченной чистой опережающей мощностью, поскольку она влияет на цепь возбуждения генератора переменного тока, что приводит к колебаниям напряжения и отключению генератора. Диаграммы безопасной рабочей зоны показывают допустимый диапазон коэффициента мощности нагрузки генераторных установок для стабильной работы, а предельная мощность чистой опережающей мощности обычно составляет 20% от номинального значения генераторной установки.
Зона безопасной работы дизель-генератора. Нормальная работа показана зелёным цветом. В жёлтой зоне работа всё ещё возможна, но временно. Работа в красной зоне не допускается. Во время запуска ИБП генераторы должны обеспечивать чистое опережающее питание, а рабочая точка находится справа на левой горизонтальной оси. Максимальный предел чистого опережающего питания обычно составляет 0,2 от номинальной мощности генератора.
Система ИБП, перезапускающаяся после сбоя электросети, генерирует чисто ёмкостную мощность на входе. Несмотря на её небольшой вклад по сравнению с номинальным значением мощности ИБП, в этот момент входной фильтр не уравновешивается активной мощностью. Необходимо дождаться завершения запуска выпрямителя. Эта проблема усугубляется, когда цепочки параллельных ИБП должны питаться от цепочек параллельных генераторов. Из-за последовательного запуска генераторов, первый включившийся генератор питает всю ёмкостную мощность цепочки ИБП. Это может превышать возможности генератора, что препятствует успешному переключению.
Для решения этой проблемы можно использовать несколько методов, например, установку батарей резисторов для компенсации и другие. Современные ИБП снижают входную ёмкостную мощность за счёт внедрения технологий электронной фильтрации выпрямителей. Они также могут предлагать адаптивное управление входной ёмкостной мощностью, что способствует проектированию более надёжных электрических инфраструктур.
Обладая более чем 90-летним опытом и профессиональной командой технических экспертов и инженеров, компания Borri готова оказать вам поддержку и дать рекомендации по выбору оптимального решения при выборе ИБП для систем ИБП/генераторов. Для получения дополнительной информации отправьте нам электронное письмо по адресу info@borri.kz.
