2.1 generator şi sarcină
Generatorul se bazează pe un regulator de tensiune pentru a controla tensiunea de ieşire. Regulator de tensiune detectează tensiune trifazic de ieşire şi compară valoarea medie cu tensiunea necesară. Reglementare atrage energia dintr-o sursă auxiliară de putere in interiorul generatorului, de obicei un mic generator coaxial cu generatorul principal, şi oferă o sursă de alimentare DC câmpului magnetic de excitaţie bobina rotor generator. Bobina de curent creşte sau scade, câmpul magnetic rotativ de bobina stator generator sau magnitudinea forței Electromotoare EMF de control. Fluxului magnetic a bobinei statorice determină tensiunea de ieşire a generatorului.
Rezistenţa internă de bobina stator generator este notată cu Z, inclusiv porţiunile inductiv şi rezistiv; forţa electromotoare generator de controlat de bobinei de excitaţie rotorului este notat cu E cu o sursă de tensiune AC. Presupunând că sarcina este pur inductive, curentul am GAL-uri tensiune U exact 90 ° electrice faza unghiul în diagrama vector. În cazul în care sarcina este pur rezistiva, vectori de tu şi eu va coincide sau în fază. De fapt, majoritatea sarcinilor sunt între pur rezistiv şi pur inductive. Căderea de tensiune cauzate de curent trece prin bobina stator este reprezentat de un vector de tensiune am x Z. Este de fapt suma a doi vectori de tensiune mai mici, căderea de tensiune în faza cu eu şi căderea de tensiune inductor de 90° mai departe. În acest caz, se întâmplă să fie în faza cu U. Deoarece forţa electromotoare trebuie să fie egală cu suma de tensiunea scadea rezistenţei interne a generatorului şi tensiunea de ieşire, adică suma vectorial al vectorilor E = tu si eu * Z. Tensiune de reglementare modificările E pentru a controla în mod eficient tensiunea U.
Acum, gândiţi-vă ce se întâmplă la condiţiile interne a generatorului, când o sarcină pur capacitiv este folosit în loc de o sarcină pur inductive. Curentul în acest moment este exact opusul de încărcare inductivă. Curentul I conduce acum tensiunea vector U, şi căderea de tensiune rezistenţa internă I vector x Z este, de asemenea, exact inversat. Atunci suma vectorială şi eu x Z este mai mic decât U.
Deoarece aceeaşi forţă de Electromotoare E timp de încărcare inductivă produce o tensiune mai mare generator de ieşire U la încărcarea capacitiv, regulator de tensiune trebuie să reducă în mod semnificativ câmpul magnetic rotativ. De fapt, regulator de tensiune nu poate avea suficient variază de la complet regleaza tensiunea de iesire. Excitaţie continuă a rotorului toate generatoarele într-o direcţie conţine un câmp magnetic permanent. Chiar dacă regulator de tensiune este complet închisă, rotorul are încă suficient camp magnetic pentru a încărca capacitiv de încărcare şi de a genera o tensiune. Acest fenomen este numit "auto-excitaţie". Rezultatul de auto-excitaţie este supratensiune sau tensiune shutdown de reglementare, şi sistemul de monitorizare a generatorului este considerat a fi un defect de regulator de tensiune (adică, "de-energizati"). În orice caz, generatorul va opri. Sarcinii conectate la ieşire generator pot fi independente sau paralele, în funcţie de calendarul şi setările funcţionării cabinetului comutator automat. În unele aplicaţii, sistem UPS este prima sarcina să fie conectat la generatorul în timpul o pană de curent. În alte cazuri, UPS şi mecanice de încărcare sunt simultan conectate. Sarcina mecanic are de obicei un contactor de plecare. Este nevoie de o anumită perioadă de timp pentru a re-închide după eşecul de putere, şi există o întârziere în compensare de sarcina motor inductiv de UPS de intrare filtru condensator. UPS-ul în sine are o perioadă de timp numit ciclul de "soft start", ceea ce schimbări sarcina de la bateria la generator, crescând factorul său de putere electrică. Cu toate acestea, filtrele intrare de UPS nu participă la procesul de pornire moale. Acestea sunt conectate la intrare de UPS ca parte a UPS. Prin urmare, în unele cazuri, sarcina principală care este legat în primul rând de ieşire a generatorului atunci când puterea este tăiat este filtrul de intrare de UPS. Ei sunt foarte capacitiv (uneori pur capacitive).
Soluţia la această problemă este, evident, de a utiliza corecţia de factor de putere. Există mai multe modalităţi de a face acest lucru, după cum urmează:
● Instalaţi cabinet comutarea automată astfel încât sarcina motorului este conectat înainte de UPS. Unele comutatoare nu poate fi capabil să pună în aplicare această metodă. În plus, inginerii de plante poate fi necesară separat Comisiei UPS şi generatoare în cursul întreținerii.
• Adauga o permanentă reactanţei reactivă pentru a compensa sarcina capacitiv, de obicei, folosind un reactor de paralele rana conectat placa paralel E-G sau generator de ieşire. Acest lucru este uşor de implementat şi costă mai puţin. Dar în caz de încărcare mare sau scăzut de încărcare, reactor este întotdeauna absorbind curent şi care afectează factorul de putere de încărcare. Şi indiferent de numărul de UPS-uri, număr de reactoare este întotdeauna fix.
● Adauga un reactor inductiv pentru fiecare UPS pentru a compensa reactanţei capacitiv de UPS. Reactorul de intrare (opţiune) controlează de introducere a reactorului în condiții de încărcare scăzută. Această metodă este mai precise, dar numărul este mare şi costul de instalare şi control este mare.
● Instalaţi contactorul înainte de filtru condensator şi deconectaţi-l la sarcină redusă. Deoarece timpul de Contactori trebuie să fie precisă, controlul este complicată şi poate fi instalat numai la fabrica.
Ce metodă este optime depinde de situaţia de pe site-ul şi performanţa echipamentului.
2.2 rezonanţă problema
Condensator auto-excitaţie probleme pot fi agravate sau mascat de alte state electrice, cum ar fi rezonanţa serie. Ohmice valoarea reactanţei inductiv generatorului şi ohmice valoarea reactanţei capacitiv filtrul de intrare sunt aproape unul de altul, iar valoarea rezistenţei sistemului este mic, Oscilaţia va apărea, iar tensiunea poate depăşi valoarea nominală a sistemul de putere. Nou proiectat sistemul UPS este, în esenţă, capacitiv Impedanţă intrare 100 %. Un UPS de 500kVA poate avea o capacitate de 150kvar şi un factor de putere aproape de zero. Paralel toroidale, inductoare de serie şi transformatoare de izolare de intrare sunt componente comune de UPS, şi aceste componente sunt inductiv. De fapt, împreună cu capacitate de filtrare, UPS-ul este, în general, capacitiv, şi pot exista unele Oscilaţia în interiorul UPS. Cuplat cu caracteristici capacitiv al liniei de transmisie conectat la UPS, complexitatea întregul sistem este îmbunătăţit, dincolo de domeniul de aplicare de analiză care pot fi analizate prin ingineri generale.
Doi factori suplimentari în aplicaţii cheie au făcut recent aceste probleme mai frecvente. În primul rând, Producatori de calculator oferă mai redundante de intrare în echipamentul lor, în funcţie de cerinţele utilizatorului extrem de fiabil de prelucrare a datelor. Dulapuri de computer tipic acum vin cu cablurile de două sau mai multe. În al doilea rând, manager de echipament cerut sistem pentru a sprijini online de întreţinere, şi au vrut să protejeze sarcina critice în cursul întreținerii de închidere UPS. Aceşti doi factori creşte numărul de instalații de centru de date tipic UPS-uri şi de a reduce sarcina utilă fiecare UPS. Cu toate acestea, creşterea generatoare nu este în concordanţă cu UPS-ul. În ochii manager echipament, generatorul este, de obicei, liber şi uşor de a asigura pentru întreţinere. De asemenea, în unele proiecte mari presiunea financiară limitează numărul de seturi scumpe generator de mare putere. Rezultatul este că fiecare generator are mai multe up-uri, care este o tendinţă care face producatori UPS fericit şi probleme de producatori de generator.
Cea mai bună apărare împotriva auto-excitaţie şi oscilaţie este cunoştinţe de bază ale fizicii. Ingineri cu atenţie ar trebui să determine caracteristicile de factor de putere sistemului UPS în toate condițiile de încărcare. După ce se instalează echipamente de UPS, proprietarul ar trebui să adere la testul cuprinzătoare şi cu atenţie măsura parametrii de lucru ai întregului sistem atunci când testul de reglare. Când sunt descoperite probleme, cea mai bună soluţie este să înfiinţeze o echipă de proiect de furnizori, ingineri, Contractori, şi proprietarii de a testa sistemul şi să găsească soluţii.
