🚹 🧓🏻 👨🏿‍🤝‍👨🏾 ميزات أنظمة الإمداد بالطاقة باستخدام DDIBP 📘 ⚡️ 👨‍🎤

Butsev I.V.
drups2019@mail.ru

ميزات أنظمة الإمداد بالطاقة باستخدام Diesel Dynamic Uninterless Power Supply (DDIBP)

في البيان التالي ، سيحاول المؤلف تجنب الكليشيهات التسويقية وسيعتمد فقط على الخبرة العملية. سيتم وصف حماية الطاقة HITEC DDIBP كمواضيع اختبار.

جهاز تثبيت DDIBP

جهاز DDIBP ، من وجهة نظر كهربائي ، يبدو بسيطًا جدًا ويمكن التنبؤ به.
المصدر الرئيسي للطاقة هو محرك الديزل (DD) ، مع طاقة كافية ، مع مراعاة كفاءة التركيب ، لإمداد الطاقة المستمر على المدى الطويل للحمل. وبالتالي يفرض هذا متطلبات صارمة إلى حد ما على موثوقيتها واستعدادها لبدء العمل واستقراره. لذلك ، من المنطقي تمامًا استخدام DDs على متن السفن ، والتي يعيدها البائع من اللون الأصفر إلى لونه الخاص.

كمحول قابل للعكس للطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية والعكس بالعكس ، تشتمل الوحدة على مولد محرك بطاقة تتجاوز الطاقة المقدرة للوحدة لتحسين الخصائص الديناميكية لمصدر الطاقة في المقام الأول أثناء العابرين.

نظرًا لأن الشركة المصنعة تدعي مصدر طاقة غير متقطع ، فهناك عنصر في التثبيت يدعم إمدادات الحمل أثناء الانتقال من وضع تشغيل إلى آخر. يخدم هذا الغرض جهاز تخزين بالقصور الذاتي أو القابض التعريفي. إنه جسم ضخم يدور بسرعة عالية ويجمع الطاقة الميكانيكية. تصف الشركة المصنعة جهازه بأنه محرك حث داخل محرك حث. أولئك. هناك الجزء الثابت ، الدوار الخارجي والدوار الداخلي. علاوة على ذلك ، فإن الدوار الخارجي متصل بشكل صارم بالعمود المشترك للتثبيت ويدور بشكل متزامن مع عمود مولد المحرك. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الدوار الداخلي غير مبرر بالنسبة إلى الخارج وهو في الواقع محرك. لتوفير القوة والتفاعل بين الأجزاء الفردية ، يتم استخدام مجموعات الفرشاة مع حلقات الانزلاق.

لضمان نقل الطاقة الميكانيكية من DD إلى بقية التثبيت ، يتم استخدام قابض متجاوز.

الجزء الأكثر أهمية من التثبيت هو نظام التحكم التلقائي ، الذي ، تحليل معلمات الأجزاء الفردية ، له تأثير على التحكم في التثبيت ككل.
أيضًا ، أهم عنصر للتثبيت هو مفاعل ، محث ثلاثي الطور مزود بصنبور متعرج ، مصمم لدمج التثبيت في نظام إمداد الطاقة والسماح بالتبديل الآمن نسبيًا بين الأوضاع ، مما يحد من التيارات المتساوية.
وأخيرًا ، أنظمة فرعية ، ولكن ليست ثانوية على الإطلاق - التهوية وإمدادات الوقود والتبريد وعادم الغاز.

أوضاع تشغيل تثبيت DDIBP

أعتقد أنه سيكون من المفيد وصف الحالات المختلفة لتثبيت DDIBP:

وضع التشغيل OFF

الجزء الميكانيكي من التثبيت لا يتحرك. يتم توفير الطاقة لنظام التحكم ، ونظام التسخين المسبق DD ، ونظام الشحن العائم لبطاريات البدء ، ووحدة تهوية إعادة التدوير. بعد التسخين المسبق ، تكون الوحدة جاهزة للبدء.

وضع التشغيل START

عندما يتم إصدار الأمر START ، يبدأ DD ، والذي من خلال القابض المتجاوز يدور الدوار الخارجي للمحرك ومولد المحرك. مع ارتفاع درجة حرارة DD ، يتم تنشيط نظام التبريد الخاص به. بعد الوصول إلى سرعة التشغيل ، يبدأ الدوار الداخلي لمحرك الأقراص في الدوران (الشحن). يتم الحكم على عملية شحن محرك الأقراص بشكل غير مباشر من خلال التيار الذي تستهلكه. تستغرق هذه العملية 5-7 دقائق.

إذا كانت هناك طاقة خارجية ، فستستغرق بعض الوقت للمزامنة النهائية مع الشبكة الخارجية وعندما يتم تحقيق درجة كافية من الوضع المشترك ، يتم توصيل الوحدة بها.

يقلل DD من السرعة ويدخل في دورة تبريد تستغرق حوالي 10 دقائق ، يتبعها توقف. يتم فصل عجلة العجلة الحرة ويدعم مزيد من الدوران للتثبيت بواسطة مولد المحرك مع تعويض متزامن للخسائر في محرك الأقراص. التثبيت جاهز لتشغيل الحمولة ويدخل في وضع UPS.

في حالة عدم وجود مصدر طاقة خارجي ، يكون التركيب جاهزًا لتشغيل الحمولة والاحتياجات الخاصة من مولد المحرك ويستمر في العمل في وضع DIESEL.

وضع التشغيل DIESEL

في هذا الوضع ، يكون مصدر الطاقة هو DD. مولد المحرك الذي يدور به يغذي الحمل. مولد المحرك كمصدر للجهد لديه استجابة تردد واضحة وله قصور ملحوظ ، مع تأخير في الاستجابة للتغيرات المفاجئة في الحمل. لان تكمل الشركة المصنعة التثبيت باستخدام DDs على متن السفن. يقتصر التشغيل في هذا الوضع فقط على احتياطيات الوقود والقدرة على الحفاظ على النظام الحراري للتثبيت. في وضع التشغيل هذا ، يتجاوز مستوى ضغط الصوت بالقرب من الوحدة 105 ديسيبل.

وضع تشغيل UPS

في هذا الوضع ، مصدر الطاقة هو شبكة خارجية. يعمل مولد المحرك المتصل من خلال المفاعل بالشبكة الخارجية والحمل في وضع المعوض المتزامن ، ضمن حدود معينة تعوض المكون التفاعلي لقوة الحمل. بشكل عام ، يؤدي تثبيت DDIBP ، المتصل في سلسلة بشبكة خارجية ، بحكم تعريفه إلى تفاقم خصائصه كمصدر جهد ، مما يزيد من المعاوقة الداخلية المكافئة. في وضع التشغيل هذا ، يبلغ مستوى ضغط الصوت بالقرب من الوحدة حوالي 100 ديسيبل.

في حالة وجود مشاكل في الشبكة الخارجية ، يتم فصل التثبيت عنها ، ويتم إصدار أمر لبدء DD ويذهب التثبيت إلى وضع DIESEL. وتجدر الإشارة إلى أن بدء تشغيل DD يتم تسخينه باستمرار يحدث بدون تحميل حتى تتجاوز سرعة عمود DD الأجزاء المتبقية من التثبيت مع إغلاق قابض التجاوز. أوقات بدء التشغيل والخروج النموذجية من سرعة تشغيل DD هي 3-5 ثوان.

وضع التشغيل BYPASS

إذا لزم الأمر ، على سبيل المثال ، أثناء الصيانة ، يمكن نقل الحمل إلى خط الالتفافية مباشرة من الشبكة الخارجية. يحدث التبديل إلى خط التجاوز والعكس بالعكس مع وجود تداخل في وقت استجابة أجهزة التبديل ، مما يتجنب حتى فقدان الطاقة على المدى القصير منذ يسعى نظام التحكم إلى الحفاظ على مطابقة الطور لجهد الخرج لتركيب DDIBP والشبكة الخارجية. في هذه الحالة ، لا يتغير وضع تشغيل التثبيت نفسه ، أي إذا عملت DD ، فستستمر في العمل أو تم توفير التثبيت نفسه من شبكة خارجية ، ثم سيستمر.

وضع التشغيل STOP

عندما يتم إصدار الأمر STOP ، يتم تبديل طاقة الحمل إلى خط الالتفاف ، وتتوقف طاقة مولد المحرك والمحرك. تستمر الوحدة في التدوير بالقصور الذاتي لبعض الوقت ، وبعد التوقف ، تنتقل إلى وضع إيقاف التشغيل.

مخططات اتصال DDIBP وميزاتها

تركيب واحد

هذه هي أسهل طريقة لاستخدام DDIBP مستقل. يمكن أن يحتوي التثبيت على نواتج - NB (بدون انقطاع ، مصدر طاقة غير متقطع) بدون انقطاع في مصدر الطاقة و SB (انقطاع قصير ، مصدر طاقة مضمون) مع انقطاع التيار الكهربائي على المدى القصير. يمكن أن يكون لكل ناتج تجاوز خاص به (انظر الشكل 1.).

رسم بياني 1

عادة ما يتم توصيل الحمل الحرج بمخرج NB (IT ، ومضخات الدوران لنظام الإمداد البارد ، ومكيفات الهواء الدقيقة) ، ويتم توصيل خرج SB بالحمل الذي لا يعد انقطاع الطاقة على المدى القصير أمرًا بالغ الأهمية (مبردات نظام الإمداد البارد). من أجل استبعاد الخسارة الكاملة لإمدادات الطاقة للحمل الحرج ، فإن تبديل ناتج التثبيت ودائرة الالتفاف متداخلان مع الزمن ، ويتم تقليل تيارات الأعطال إلى قيم آمنة بسبب المقاومة المعقدة لجزء لف المفاعل.

يجب إيلاء اهتمام خاص لمصدر الطاقة من حمل DDIBP غير الخطي ، أي الحمل ، الذي يتميز بوجود في التكوين الطيفي للاستهلاك الحالي لعدد ملحوظ من التوافقيات. نظرًا لميزات المولد المتزامن ودائرة الاتصال ، يؤدي هذا إلى تشويه شكل الجهد عند خرج الوحدة ، بالإضافة إلى وجود مكونات متناسقة للاستهلاك الحالي عندما يتم تشغيل الوحدة من شبكة جهد تيار متردد خارجي.

فيما يلي صور للنموذج (انظر الشكل 2) وتحليل متناسق لجهد الخرج (انظر الشكل 3) عند تشغيله بواسطة شبكة خارجية. تجاوز معامل التشويه التوافقي 10 ٪ مع حمولة غير خطية متواضعة في شكل محول تردد. في الوقت نفسه ، لم يتحول التركيب إلى وضع الديزل ، مما يؤكد أن نظام التحكم لا يراقب معلمة مهمة مثل معامل التشوه التوافقي لجهد الخرج. وفقًا للملاحظات ، لا يعتمد مستوى التشويه التوافقي على قوة الحمل ، ولكن على نسبة قوة الحمل غير الخطي والخطي ، وعند اختبار الحمل النشط والحراري النقي ، يكون شكل الجهد عند خرج الوحدة قريبًا جدًا من الجيب. لكن هذا الوضع بعيد كل البعد عن الواقع ، خاصة فيما يتعلق بتوريد المعدات الهندسية ،دمج محولات التردد ، وأحمال تكنولوجيا المعلومات ، مع تبديل إمدادات الطاقة ، غير مجهزة دائمًا بمصحح معامل القدرة (PFC).

الشكل 2 الشكل

3

في هذا المخطط والرسوم البيانية اللاحقة ، تأخذ ثلاث ظروف على عاتقها:

اتصال كلفاني بين المدخلات والمخرجات للتثبيت.
يذهب انحراف حمولة الطور من الإخراج إلى الإدخال.
الحاجة إلى تدابير إضافية لتقليل التوافقيات من تيار الحمل.
تخترق المكونات التوافقية لتيار الحمل والتشويه الناتج عن العابرين من الإخراج إلى الإدخال.

التوصيل بالتوازي

من أجل تشغيل نظام إمداد الطاقة ، يمكن تشغيل تركيبات DDIBP بالتوازي ، وربط دوائر الإدخال والإخراج للتركيبات الفردية. يجب أن يُفهم أن التثبيت يفقد استقلاليته ويصبح جزءًا من النظام عند استيفاء شروط التزامن ومطابقة المرحلة ، في الفيزياء يُشار إلى ذلك في كلمة واحدة - التماسك. من وجهة نظر عملية ، هذا يعني أن جميع عمليات التثبيت المضمنة في النظام يجب أن تعمل في نفس الوضع ، على سبيل المثال ، الخيار مع التشغيل الجزئي من DD ، والجزئي من الشبكة الخارجية غير صالح. في هذه الحالة ، يتم إنشاء خط تجاوز شائع للنظام بأكمله (انظر الشكل 4).

مع نظام الاتصال هذا ، هناك وضعان يحتمل أن يكونا خطرين:

توصيل التركيبات الثانية والتالية بناقل إخراج النظام وفقًا لشروط التماسك.
فصل تثبيت واحد من ناقل الإخراج وفقًا لشروط التماسك حتى يتم فتح مفاتيح الإخراج.

التين .4

يمكن أن يؤدي إيقاف التشغيل الطارئ للتثبيت المفرد إلى حدوث موقف عندما يبدأ في الإبطاء ، ولم يتم فتح جهاز تبديل الإخراج بعد. علاوة على ذلك ، في وقت قصير ، يمكن أن يصل فرق الطور بين التثبيت وبقية النظام إلى قيم التنبيه ، مما يتسبب في وضع دائرة قصر.

انتبه أيضًا إلى موازنة الحمل بين الوحدات الفردية. في المعدات المذكورة هنا ، يتم إجراء التوازن بسبب انخفاض خصائص الحمل للمولد. نظرًا لخصائصه غير المثالية وغير المتطابقة لحالات التركيبات بين المنشآت ، فإن التوزيع غير متساوٍ أيضًا. بالإضافة إلى ذلك ، عند الاقتراب من قيم الحمل القصوى ، يبدأ التوزيع بالتأثر بعوامل تبدو غير مهمة مثل طول الخطوط المتصلة ونقاط الاتصال بشبكة توزيع المصانع والحمل ، بالإضافة إلى جودة (مقاومة الانتقال) للاتصالات نفسها.

يجب أن نتذكر دائمًا أن DDIBP وأجهزة التحويل هي أجهزة كهروميكانيكية مع لحظة كبيرة من الجمود والقيم الملموسة للتأخير الزمني لرد الفعل على إجراءات التحكم من نظام التحكم التلقائي.

دارة موازية مع توصيل جهد متوسط

في هذه الحالة ، يتم توصيل المولد بالمفاعل من خلال محول بنسبة تحويل مناسبة. وبالتالي ، تعمل المفاعلات وآلات التحويل عند مستوى جهد "متوسط" ، ويعمل المولد عند مستوى 0.4 كيلو فولت (انظر الشكل 5).

الشكل 5

مع حالة الاستخدام هذه ، من الضروري الانتباه إلى طبيعة الحمل النهائي ومخطط الاتصال الخاص به. أولئك. إذا كان الحمل النهائي متصلاً عبر محولات تنازلية ، يجب أن يوضع في الاعتبار أن توصيل المحول بالتيار الكهربائي بدرجة عالية من الاحتمالية يصاحبه عملية إعادة مغنطة أساسية ، والتي بدورها تتسبب في تدفق الاستهلاك الحالي ، وبالتالي انخفاض الجهد (انظر الشكل 6).

قد لا تعمل المعدات الحساسة في هذه الحالة بشكل صحيح.

يومض ضوء القصور الذاتي على الأقل ، ويتم إعادة تشغيل عاكسات التردد الافتراضية للمحركات الكهربائية.

الشكل 6

دارة الناقل الناتج الانقسام

من أجل تحسين عدد التركيبات في نظام تزويد الطاقة ، تقترح الشركة المصنعة استخدام دائرة مع ناقل إخراج "مقسم" ، حيث تكون التركيبات متوازية في كل من المدخلات والمخرجات ، مع توصيل كل تثبيت بشكل فردي بأكثر من ناقل إخراج واحد. في هذه الحالة ، يجب أن يكون عدد خطوط الالتفاف مساوياً لعدد ناقلات الإخراج (انظر الشكل 7).

يجب أن يكون مفهوما أن حافلات الإخراج ليست مستقلة وموصولة كلفانيا ببعضها البعض من خلال أجهزة التحويل لكل تركيب.

وبالتالي ، على الرغم من تأكيدات الشركة المصنعة ، فإن هذه الدائرة هي مصدر طاقة واحد مع تكرار داخلي ، في حالة الدائرة المتوازية ، مع وجود العديد من المخرجات مقترنة ببعضها البعض.

الشكل 7

هنا ، كما في الحالة السابقة ، من الضروري الانتباه ليس فقط إلى موازنة الحمل بين الوحدات ، ولكن بين ناقلات الإخراج.

أيضا ، يعترض بعض العملاء بشدة على توريد الأغذية "القذرة" ، أي استخدام تجاوز ، للتحميل في أي أوضاع تشغيل. مع هذا النهج ، على سبيل المثال ، في مراكز البيانات ، تؤدي مشكلة (الحمل الزائد) على أحد الحزم إلى تعطل النظام مع قطع كامل للحمولة.

دورة حياة DDIBP وتأثيرها على نظام الإمداد بالطاقة ككل

لا تنس أن تركيبات DDIBP عبارة عن أجهزة كهروميكانيكية تتطلب موقفًا حذرًا ، إن لم يكن أكثر ، وقادرًا على الصيانة الدورية.

يتضمن جدول الخدمة إيقاف التشغيل وإيقاف التشغيل والتنظيف والتشحيم (مرة كل ستة أشهر) ، بالإضافة إلى تحميل المولد إلى حمل الاختبار (مرة واحدة في السنة). عادةً ما يستغرق الأمر يومي عمل لخدمة تثبيت واحد. ويؤدي عدم وجود دائرة مصممة خصيصًا لتوصيل المولد بحمل الاختبار إلى الحاجة إلى إلغاء تنشيط الحمولة.

كمثال ، نأخذ نظامًا زائدًا مكونًا من 15 DDIBPs متوازية العمل متصلة بالجهد "المتوسط" بالحافلة المزدوجة "المنقسمة" في حالة عدم وجود دائرة مخصصة لتوصيل حمل الاختبار.

مع هذه البيانات الأولية ، من أجل الحفاظ على النظام لمدة 30 (!) يومًا تقويميًا في وضع اليوم ، سيكون من الضروري فصل أحد حافلات الإخراج لتوصيل حمل الاختبار. وبالتالي ، فإن توفر مصدر الطاقة لحمولة واحدة من حافلات الإخراج هو 0.959 ، وفي الواقع 0.92.

بالإضافة إلى ذلك ، تتطلب العودة إلى مخطط تزويد طاقة الحمولة النافعة العادية تضمين العدد المطلوب من محولات التنازل ، والتي بدورها ستؤدي إلى انخفاضات متعددة في النظام (!) بأكمله المرتبط بعكس مغنطة المحولات.

توصيات لاستخدام DDIBP

مما سبق ، فإن استنتاجًا غير مريح يقترح نفسه - عند خرج نظام تزويد الطاقة باستخدام DDIBP ، يوجد جهد عالي الجودة (!) غير متقطع عند استيفاء جميع الشروط التالية:

لا يحتوي مصدر الطاقة الخارجي على عيوب كبيرة ؛
حمل النظام ثابت في الوقت ونشط وخطية بطبيعته (لا تنطبق السمتان الأخيرتان على معدات مركز البيانات) ؛
لا توجد تشوهات في النظام بسبب استبدال العناصر التفاعلية.

تلخيصًا ، يمكننا صياغة التوصيات التالية:

فصل أنظمة إمداد الطاقة للهندسة ومعدات تكنولوجيا المعلومات ، وتقسيمها إلى أنظمة فرعية لتقليل التأثير المتبادل.
افصل شبكة منفصلة لتوفير القدرة على خدمة تثبيت واحد مع إمكانية توصيل حمل اختبار خارجي بسعة تساوي تثبيت واحد. قم بإعداد موقع وإدارة الكابلات لهذه الأغراض.
راقب باستمرار توازن الحمل بين قضبان التوصيل والوحدات والمراحل الفردية.
, .
.
.
, .. (RSP), - .
.
, .
, .
أكمل التثبيت باستخدام مستشعرات الاهتزاز لمنع حدوث حالة طارئة.
إذا تغيرت المجالات الصوتية والحرارية ، أو حدثت اهتزازات أو روائح غريبة ، فقم بإيقاف تشغيل الوحدات على الفور لمزيد من التشخيص.

ملاحظة: سوف يكون المؤلف ممتنًا للتعليقات حول موضوع المقالة.

النشر على الموارد الأخرى ووسائل الإعلام فقط بإذن خطي من المؤلف.

ميزات أنظمة الإمداد بالطاقة باستخدام DDIBP