📞 🧡 👎🏽 使用DDIBP的电源系统的功能 👨‍👨‍👧‍👦 💖 📒

Butsev I.V.
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使用柴油动态不间断电源（DDIBP）的电源系统的功能

在以下声明中，作者将尝试避免行销衰退，并将完全依靠实际经验。HITEC Power Protection DDIBP将被描述为测试对象。

DDIBP安装装置

从电工的角度来看，DDIBP设备看起来非常简单且可预测。
考虑到安装的效率，主要的能源是柴油发动机（DD），该柴油具有足够的功率，可以为负载提供长期连续的电力供应。因此，这对其可靠性，发射准备和工作稳定性提出了相当严格的要求。因此，使用船上DD是完全合乎逻辑的，供应商将其从黄色重新绘制为自己的颜色。

作为将机械能转换为电能的可逆转换器，反之亦然，该单元包括电动发电机，其功率超过该单元的额定功率，主要是改善瞬态过程中电源的动态特性。

由于制造商要求不间断的电源，因此设备中有一个在从一种工作模式转换到另一种工作模式期间支持负载电源的元件。惯性存储设备或感应离合器可实现此目的。它是一个巨大的物体，会高速旋转并积累机械能。制造商将其设备描述为感应电动机内部的感应电动机。那些。有一个定子，一个外转子和一个内转子。此外，外转子刚性地连接到设备的公共轴并且与电动发电机的轴同步地旋转。内部转子相对于外部不加捻，实际上是一个驱动器。为了提供各个零件之间的动力和相互作用，使用了带有滑环的电刷组件。

为了确保将机械能从DD传递到设备的其余部分，使用了超越离合器。

设施中最重要的部分是自动控制系统，该系统分析各个零件的参数，会对整个装置的控制产生影响。
此外，设备中最重要的元素是电抗器，带有绕组抽头的三相电感器，旨在将设备集成到电源系统中，并允许在模式之间相对安全地进行切换，从而限制均衡电流。
最后，是辅助子系统，但绝不是辅助子系统-通风，燃料供应，冷却和排气。

DDIBP安装的操作模式

我认为描述DDIBP安装的各种状态会很有用：

操作模式关闭

安装的机械部分没有移动。为控制系统，DD预热系统，启动器电池的浮动充电系统和再循环通风单元供电。预热后，设备即可启动。

操作模式开始

发出START命令后，DD启动，DD通过超越离合器使驱动器和电动发电机的外转子旋转。 DD预热时，其冷却系统将启动。达到运行速度后，驱动器的内部转子开始旋转（充电）。对驱动器充电的过程间接取决于其消耗的电流。此过程需要5到7分钟。

如果有外部电源，则需要花费一些时间来与外部网络进行最终同步，并且当达到足够程度的共模时，将设备连接到该电源。

DD降低了速度，进入冷却周期，该过程大约需要10分钟，然后停止。飞轮被松开，电动发电机支持设备的进一步旋转，同时补偿驱动损失。该安装已准备就绪，可以为负载供电并进入UPS模式。

在没有外部电源的情况下，该设备已准备就绪，可以通过电动发电机为负载和自身需求供电，并且可以在DIESEL模式下继续工作。

操作模式DIESEL

在这种模式下，能源是DD。通过它旋转的电动发电机提供负载。作为电压源的电动发电机具有明显的频率响应并具有明显的惯性，并在响应负载的突然变化时有所延迟。因为制造商使用船上DD来完成安装，此模式下的操作仅受燃料储备和保持设备热状态的能力的限制。在此操作模式下，本机附近的声压级超过105 dBA。

UPS运行模式

在这种模式下，电源是外部网络。通过电抗器连接到外部网络和负载的电动发电机以同步补偿器模式运行，在一定范围内补偿负载功率的无功分量。通常，按照定义，与外部网络串联的DDIBP安装会恶化其作为电压源的特性，从而增加等效内部阻抗。在此操作模式下，设备附近的声压级约为100 dBA。

如果外部网络出现问题，则将安装与外部网络断开连接，发出命令以启动DD，并且安装进入DIESEL模式。应该注意的是，持续加热的DD会在没有负载的情况下启动，直到DD轴的转速超过了超越离合器关闭的设备的其余部分为止。DD的运行速度的典型启动和退出时间为3-5秒。

工作模式BYPASS

如有必要，例如在维护期间，可以将负载直接从外部网络转移到旁路线路。切换到旁路线路，反之亦然，切换设备的响应时间重叠，这避免了负载功率的短期损失，因为控制系统试图保持DDIBP装置和外部网络的输出电压的相位匹配。在这种情况下，安装本身的操作模式不会改变，即如果DD有效，则它将继续工作，或者安装本身是由外部网络提供的，则它将继续。

停止模式

发出STOP命令时，负载电源切换到旁路线路，电动发电机和驱动器的电源中断。本机将继续通过惯性旋转一段时间，并在停止后切换到OFF模式。

DDIBP的连接图及其功能

单次安装

这是使用独立DDIBP的最简单方法。该设备可以有两个输出-NB（不间断电源，不间断电源），而不会中断电源； SB（短间断电，保证电源），具有短期电源中断。每个输出可以有自己的旁路（见图1）。

图。1

关键负载通常连接到NB输出（IT，冷气供应系统的循环泵，精密空调），而SB输出连接到对短期电源中断不重要的负载（冷气供应系统的冷水机）。为了排除临界负载的电源完全中断，设备输出和旁路电路的切换是时间重叠的，并且由于电抗器绕组部分的复杂电阻，故障电流减小到安全值。

应特别注意DDIBP非线性负载的电源，即负载，其特征在于频谱成分中存在明显数量的谐波电流消耗。由于同步发电机和连接电路的特性，当从外部交流电压网络为设备供电时，这会导致设备输出端的电压形状失真，以及电流消耗的谐波分量的存在。

下面是这种形式的图像（见图2）和由外部网络供电时输出电压的谐波分析（见图3）。在变频器形式的非线性负载较小的情况下，谐波失真系数超过10％。同时，该设备未切换到柴油模式，这确认了控制系统未监控诸如输出电压的谐波失真系数之类的重要参数。根据观察，谐波失真的程度不取决于负载的功率，而是取决于非线性负载和线性负载的功率之比，并且在测试纯有功，热负载时，设备输出端的电压形式实际上接近正弦曲线。但是这种情况与实际情况相去甚远，特别是在工程设备供应方面，并包含变频器和IT负载，以及开关电源，但并不总是配备功率因数校正器（PFC）。

图2图

3

在此图及后续图中，三种情况发生了：

安装的输入和输出之间的电连接。
来自输出的相负载的偏斜进入输入。
需要采取其他措施来减少负载电流的谐波。
负载电流的谐波分量和瞬态引起的失真从输出到输入。

并联电路

为了给电源系统供电，可以并联DDIBP装置，连接各个装置的输入和输出电路。应该理解的是，当满足同步和相位匹配的条件时，该设备将失去其独立性，并成为系统的一部分。在物理学上，这用一个词表示-相干性。从实际的角度来看，这意味着系统中包括的所有安装都应以相同的模式工作，即，例如，具有DD的部分操作和来自外部网络的部分操作的选件是无效的。在这种情况下，将为整个系统创建一条通用的旁路管线（见图4）。

使用此连接方案，有两种潜在的危险模式：

根据一致性条件，将第二个及后续安装的设备连接到系统输出总线。
遵循一致性条件，将单个安装与输出总线断开连接，直到输出开关断开。

图4

单个设备的紧急关闭可能会导致这种情况，当它开始变慢并且输出开关设备尚未断开时。此外，在很短的时间内，设备与系统其余部分之间的相位差会达到警报值，从而导致短路模式。

也要注意各个单元之间的负载平衡。在此处考虑的设备中，由于发电机的负载下降特性而进行了平衡。由于安装实例之间的安装实例具有非理想和不相同的特性，因此分布也不均匀。此外，当接近最大负载值时，分布开始受到看似无关紧要的因素的影响，例如连接线路的长度，与工厂配电网络的连接点和负载以及连接本身的质量（抗转换性）。

应当始终记住，DDIBP和开关设备是机电设备，具有显着的惯性矩和对自动控制系统的控制动作做出反应的时间延迟的有形值。

中压并联电路

在这种情况下，发电机通过变压器以适当的变压比连接到电抗器。因此，电抗器和开关机在“平均”电压水平下运行，而发电机在0.4 kV的水平下运行（见图5）。

图5

在这种用例中，有必要注意最终负载的性质及其连接图。那些。如果最终负载是通过降压变压器连接的，则必须牢记将变压器连接到主电源的可能性很高，同时还要进行磁芯再励磁过程，这反过来会导致电流消耗的涌入，进而导致电压降（见图6）。

这种情况下的敏感设备可能无法正常工作。

至少低惯性灯闪烁，并且电动机的默认变频器重新启动。

图6

分离输出总线电路

为了优化电源系统中的安装数量，制造商建议使用带有“分离”输出总线的电路，在该电路中，输入和输出均并联安装，每个安装分别连接至多条输出总线。在这种情况下，旁路线的数量应等于输出总线的数量（见图7）。

应当理解，输出总线不是独立的，而是通过每个设备的开关装置彼此电气连接。

因此，尽管有制造商的保证，但是在并联电路的情况下，该电路是具有内部冗余的单个电源，其多个输出彼此电耦合。

图7

在这里，与前面的情况一样，不仅要注意单元之间的负载平衡，而且还要注意输出总线之间的负载平衡。

另外，一些顾客强烈反对供应“脏”食品，即食品。在任何工作模式下使用旁路来负载。例如，使用这种方法，在数据中心中，其中一个波束的问题（过载）会导致系统崩溃，并导致负载完全断开。

DDIBP的生命周期及其对整个电源系统的影响

不要忘记，DDIBP安装是机电设备，需要认真（如果不是更多的话）崇高的态度和定期维护。

服务时间表包括停用，关闭，清洁，润滑（每六个月一次），以及将发电机加载到测试负载（一年一次）。一个安装的服务通常需要两个工作日。而且，由于缺乏将发电机连接到测试负载的专门设计的电路，因此需要使有效负载断电。

例如，我们采用了一个多余的系统，该系统有15个并行工作的DDIBP，它们通过“平均”电压连接到双“分离”总线，而没有专用的电路来连接测试负载。

使用此类初始数据，为了使系统在日间模式下保持30（！）Ty个日历日，必须断开其中一条输出总线以连接测试负载。因此，输出总线之一的有效负载的电源可用性为0.959，实际上甚至为0.92。

此外，要恢复到常规的有效负载电源方案，将需要包括所需数量的降压变压器，这又将导致与变压器的磁化反转相关的整个（！）系统出现多个电压骤降。

使用DDIBP的建议

根据上述内容，得出一个令人不安的结论：在满足以下所有条件的情况下，使用DDIBP的电源系统的输出处会出现高质量（！）的不间断电压：

外部电源没有明显的缺点；
系统负载在时间上是恒定的，本质上是主动的，并且是线性的（最后两个特性不适用于数据中心设备）；
电抗元件的换向不会引起系统失真。

总而言之，我们可以制定以下建议：

将工程和IT设备的电源系统分开，然后将其分成子系统，以最大程度地减少相互影响。
分离的独立网络可以为单个安装提供服务，并可以连接容量等于单个安装的室外测试负载。为此目的，准备现场和电缆管理。
不断监控母线，单个单元和各相之间的负载平衡。
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使用振动传感器完成安装，以防止发生紧急情况。
如果声场和热场发生变化，发生振动或产生异味，请立即停用设备以进行进一步诊断。

PS作者将非常感谢您对本文主题的反馈。

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