Verwendung einer USV mit Generatoren

Im realen Betrieb wird bei jedem Netzausfall die Versorgung zwischen dem ankommenden Netz und einem Dieselaggregat oder Genset umgeschaltet. Die Umschaltung ist Break-before-Make und in der Regel innerhalb weniger Sekunden erledigt. Das nachgeschaltete USV-System schaltet während des gesamten Austauschs auf Batteriebetrieb, während sein Eingangswandler oder Gleichrichter wegen fehlender Eingangsleistung ausgeschaltet ist. Wenn die Versorgung durch den Dieselgenerator hergestellt ist, führt der Gleichrichter einen Startvorgang durch, und der USV-Betrieb wird auf normale Doppelwandlung zurückgesetzt. In dieser entscheidenden Phase ist es von größter Bedeutung, dass USV und Aggregat wie am Schnürchen laufen, um zu verhindern, dass die Umstellung durch schlechtes Zusammenspiel und die Sicht des Aggregats gefährdet wird.

Ausnahmen hiervon sind der Betrieb mit sehr geringer Last und der Bypass-Betrieb.

Im Bypass-Betrieb wird die Last durch die USV-Bypassleitung von der vorgeschalteten Versorgung gespeist, die somit nicht von der USV-Filterwirkung profitieren kann. In diesem Zustand würde ein Aggregat direkt mit dem Lastleistungsfaktor, der harmonischen Verzerrung und den Laststufen interagieren. Bei geringer Last, typischerweise unter 10 % der Nennnennleistung, oder ohne Last weist eine USV einen überwiegend kapazitiven Eingangsleistungsfaktor und eine geringfügig höhere Unterdrückung harmonischer Verzerrungen in Prozent der gesamten aufgenommenen Leistung auf. Außerdem ist der Gleichrichteranfahrtransient ein Lastsprung für die vorgeschaltete Versorgung.

Obwohl die oben genannten Bedingungen die „unendliche“ Netzleistung überhaupt nicht beeinträchtigen, müssen solche Fälle, soweit es sich um ein Stromaggregat handelt, sorgfältig geprüft werden.

Wie USV und Generatoren miteinander auskommen

Als Faustregel gilt, dass die Dauerleistung eines Aggregats nicht weniger als das 1,5-fache der USV-Nennleistung betragen sollte. Der Überdimensionierungsfaktor berücksichtigt den USV-Wirkungsgrad, typischerweise 96 %, den USV-Leistungsfaktor, typischerweise 0,99, die harmonische Eingangsverzerrung, typischerweise 3 %, und addiert eine Leistungssicherheitsmarge, um zu verhindern, dass Lastsprünge eine instabile Reaktion in der Ausgangsspannung des Aggregats auslösen. Wie oben erwähnt, sollten jedoch andere Parameter berücksichtigt werden, um einen ordnungsgemäßen Betrieb während eines Übergangs- oder Leerlaufbetriebs sicherzustellen.

Die Vor- und Nachteile des Sanftanlaufs

Moderne USV weisen beim Start keine Einschaltspitzen auf. Sie fahren nach einer einstellbaren „Walk-in“-Zeit allmählich auf die erforderliche Ausgangsleistung hoch. Dies ist die sogenannte „Soft-Start“-Funktion, die auch einen verzögerten Start nach einer einstellbaren „Hold-Off“-Zeit umfassen kann. Das Einstellen einer Sperrzeit ist nützlich, wenn mehrere USV-Einheiten parallel starten, damit die gesamte USV-Last in allmählichen Schritten an das Aggregat angelegt wird.

Andererseits bezieht sich die Walk-In-Zeit darauf, wie steil die Sanftanlauframpe sein wird. Je kürzer die Einstellung, desto steiler die Rampe. Es ist wichtig zu beachten, dass während der kombinierten Hold-Off- und Walk-In-Zeit der Gleichrichter nicht vollständig mit Strom versorgt wird, um die Last zu versorgen, sodass die Akkus möglicherweise noch teilweise entladen werden. „Hold-Off“ und „Walk-In“. " Zeit. Nach einer einstellbaren Anfangsverzögerung oder Hold-Off steigt der USV-Eingangsstrom gemäß einer voreingestellten Rampenzeit oder Walk-in-Zeit allmählich an.

Zu viel CAP wird Sie stoppen

Eingangskondensatoren, die zu Filterzwecken verwendet werden, bewirken, dass reine Scheinleistung zwischen der Versorgung und der USV fließt. Diese Leistung wird als führende oder kapazitive Leistung bezeichnet. Gensets können eine begrenzte Menge an reiner Führungsleistung bewältigen, da sie den Erregerkreis im Wechselstromgenerator stört, was zu Spannungsoszillationen und zum Abschalten des Gensets führt. Die Diagramme des sicheren Betriebsbereichs zeigen den zulässigen Lastleistungsfaktorbereich der Aggregate für einen stabilen Betrieb, und die reine Führungsleistungsgrenze beträgt typischerweise 20 % der Nennleistung des Aggregats.

Sicherer Betriebsbereich des Dieselgenerators. Der Normalbetrieb ist grün dargestellt. Im gelben Bereich ist der Betrieb vorübergehend noch möglich. Der Betrieb im roten Bereich ist nicht erlaubt. Während des USV-Starts müssen Generatoren reine Führungsleistung liefern und der Arbeitspunkt liegt genau auf der linken horizontalen Achse. Die maximale rein führende Leistungsgrenze beträgt typischerweise 0,2 der Aggregatnennleistung.

Ein USV-System, das nach einem Netzausfall neu startet, weist eine reine kapazitive Eingangsleistung auf. Obwohl sein Beitrag im Vergleich zur USV-Nennleistung gering ist, wird der Eingangsfilter zu diesem Zeitpunkt nicht durch Wirkleistung ausgeglichen. Es muss gewartet werden, bis der Start des Gleichrichters abgeschlossen ist. Dieses Problem wird verstärkt, wenn Stränge parallel geschalteter USV von Stränge parallel geschalteter Gensets versorgt werden sollen. Aufgrund des inhärenten sequentiellen Anlaufs der Generatoren speist der allererste Einschalten die gesamte kapazitive Leistung des USV-Strangs ein. Dies könnte die Leistungsfähigkeit des Aggregats übersteigen und somit eine erfolgreiche Umstellung ausschließen.

Es können verschiedene Techniken eingesetzt werden, um das Problem zu mindern, wie z. B. die Installation von Widerstandsbänken zur Kompensation, unter anderem. Hochmoderne USV haben ihre kapazitive Eingangsleistung verringert, indem sie die elektronischen Filtertechnologien von Gleichrichtern implementiert haben.