2.1 generator dan beban
Generator bergantung pada regulator tegangan untuk mengontrol tegangan output. Regulator tegangan mendeteksi tegangan output tiga fase dan membandingkan nilai rata-rata dengan nilai tegangan diperlukan. Regulator menarik energi dari sumber daya tambahan dalam generator, biasanya kecil generator coaxial dengan generator utama, dan memberikan sumber daya DC ke kumparan eksitasi Medan magnet generator rotor. Coil current naik atau turun, mengendalikan Medan magnet berputar stator coil Generator atau besarnya Angkatan gaya gerak listrik EMF. Fluks magnetik stator Coil menentukan tegangan keluaran generator.
Resistansi internal generator stator Coil dilambangkan dengan Z, termasuk bagian induktif dan resistif; kekuatan gaya gerak listrik generator yang dikendalikan oleh kumparan eksitasi rotor dilambangkan dengan E dengan sumber tegangan AC. Dengan asumsi bahwa beban induktif murni, saat ini saya tertinggal tegangan U oleh persis 90° listrik tahap sudut dalam diagram vektor. Jika beban murni resistif, vektor Anda dan saya akan bertepatan atau fase. Pada kenyataannya, kebanyakan beban antara murni resistif dan murni induktif. Drop tegangan disebabkan oleh saat ini melewati stator coil diwakili oleh vektor tegangan saya x Z. Itu adalah benar-benar jumlah dari dua vektor tegangan lebih kecil, drop tegangan dalam tahap dengan saya dan induktor tegangan drop 90 ° ke depan. Dalam kasus ini, itu terjadi pada fase dengan U. Karena gaya gerak listrik harus sama dengan jumlah dari tegangan drop perlawanan internal generator dan tegangan keluaran, yaitu jumlah vektor vektor E = Anda dan saya × Z. Perubahan regulator tegangan E untuk secara efektif mengontrol tegangan U.
Sekarang perhatikan apa yang terjadi pada kondisi internal Generator ketika beban kapasitif murni digunakan beban induktif murni. Saat ini pada saat ini adalah persis kebalikan dari beban induktif. Saat ini saya sekarang membawa tegangan vektor U, dan resistansi internal tegangan drop vektor saya × Z juga persis terbalik. Kemudian jumlah vektor dari Anda dan saya × Z lebih kecil daripada U.
Karena kekuatan gaya gerak listrik sama E pada saat beban induktif menghasilkan lebih tinggi generator tegangan output U di beban kapasitif, regulator tegangan harus secara signifikan mengurangi Medan magnet berputar. Pada kenyataannya, regulator tegangan mungkin tidak memiliki jangkauan cukup untuk sepenuhnya mengatur tegangan keluaran. Eksitasi terus-menerus rotor Generator semua dalam satu arah berisi Medan magnet permanen. Bahkan jika regulator tegangan sepenuhnya ditutup, rotor masih memiliki Medan magnet cukup untuk mengisi beban kapasitif dan tegangan. Fenomena ini disebut "diri eksitasi". Hasil dari eksitasi diri adalah overvoltage atau tegangan regulator shutdown, dan sistem pemantauan generator dianggap sebagai kesalahan regulator tegangan (yaitu, "de energi"). Dalam kedua kasus, generator akan berhenti. Beban terhubung ke generator output mungkin independen atau sejajar, tergantung pada waktu dan pengaturan otomatis beralih kabinet operasi. Dalam beberapa aplikasi, sistem UPS adalah beban pertama untuk dihubungkan ke generator selama pemadaman listrik. Dalam kasus lain, UPS dan beban mekanis sekaligus terhubung. Beban mekanis biasanya memiliki sebuah kontaktor awal. Dibutuhkan waktu tertentu untuk kembali menutup setelah kegagalan daya, dan ada keterlambatan dalam kompensasi motor beban induktif UPS masukan filter kapasitor. UPS itu sendiri memiliki jangka waktu yang disebut "soft start" siklus, yang bergeser beban dari baterai ke generator, meningkatkan faktor daya input yang. Namun, filter masukan UPS tidak berpartisipasi dalam proses mulai lembut. Mereka terhubung ke input UPS sebagai bagian dari UPS. Oleh karena itu, dalam beberapa kasus, beban utama yang pertama kali terhubung ke output dari generator ketika kekuatan terputus adalah filter masukan UPS. Mereka sangat kapasitif (kadang-kadang murni kapasitif).
Solusi untuk masalah ini adalah jelas menggunakan koreksi faktor daya. Ada beberapa cara untuk melakukan ini, sebagai berikut:
● Menginstal kabinet switch otomatis sehingga beban motor terhubung sebelum UPS. Beralih beberapa mungkin tidak mampu melaksanakan metode ini. Selain itu, insinyur tanaman mungkin perlu secara terpisah Komisi UPS dan generator selama perawatan.
• Tambahkan reactance reaktif permanen untuk mengimbangi beban kapasitif, biasanya menggunakan reaktor paralel luka yang terhubung ke E-G atau generator output paralel papan. Ini mudah untuk menerapkan dan biaya kurang. Tapi dalam kasus beban tinggi atau rendah beban, reaktor selalu menyerap saat ini dan mempengaruhi faktor daya beban. Dan terlepas dari jumlah UPS, jumlah reaktor selalu tetap.
● Tambah reaktor induktif setiap UPS untuk mengkompensasi reactance kapasitif UPS. Reaktor input (pilihan) kontrol masukan dari reaktor kondisi beban rendah. Metode ini lebih akurat, tapi nomor besar dan biaya instalasi dan kontrol tinggi.
● Menginstal contactor sebelum filter kapasitor dan lepaskan pada beban rendah. Sejak saat contactor harus tepat, kontrol rumit dan hanya dapat diinstal di pabrik.
Metode mana optimal tergantung pada situasi di situs dan kinerja peralatan.
2.2 resonansi masalah
Kapasitor diri eksitasi masalah dapat memperburuk atau disembunyikan oleh negara lain listrik, seperti seri resonansi. Ketika nilai ohmik reactance induktif Generator dan nilai ohmik filter masukan kapasitif reactance dekat satu sama lain, dan nilai perlawanan sistem kecil, osilasi akan terjadi, dan tegangan dapat melebihi nilai dinilai sistem listrik. Sistem UPS yang baru dirancang adalah pada dasarnya 100% kapasitif input impedansi. 500kVA UPS mungkin memiliki kapasitansi dari 150kvar dan faktor daya mendekati nol. Paralel induktor, seri tersedak dan masukan isolasi transformator komponen umum dari UPS, dan komponen-komponen ini induktif. Pada kenyataannya, bersama dengan kapasitansi filter, UPS ini umumnya kapasitif, dan mungkin ada beberapa osilasi dalam UPS. Ditambah dengan karakteristik kapasitif jalur transmisi yang terhubung dengan UPS, kompleksitas dari seluruh sistem sangat meningkat, luar lingkup analisis yang dapat dianalisis oleh insinyur umum.
Dua faktor-faktor tambahan dalam kunci aplikasi baru membuat masalah ini lebih umum. Pertama, produsen peralatan komputer memberikan input daya lebih berlebihan dalam peralatan mereka, tergantung pada persyaratan pengguna pengolahan data sangat handal. Komputer khas lemari sekarang datang dengan kabel listrik dua atau lebih. Kedua, manajer peralatan meminta sistem untuk mendukung pemeliharaan daring, dan mereka ingin melindungi beban kritis selama UPS shutdown pemeliharaan. Kedua faktor ini meningkatkan jumlah instalasi pusat data khas UPS dan mengurangi kapasitas beban UPS masing-masing. Namun, peningkatan Generator ini tidak konsisten dengan UPS. Di mata manajer peralatan, generator biasanya cadangan dan mudah untuk mengatur pemeliharaan. Juga di beberapa proyek-proyek besar tekanan keuangan membatasi jumlah mahal daya generator set. Hasilnya adalah bahwa setiap generator memiliki lebih UPS, yang merupakan tren yang membuat UPS produsen bahagia dan generator produsen kesulitan.
Pertahanan terbaik terhadap diri eksitasi dan osilasi adalah pengetahuan dasar fisika. Insinyur harus hati-hati menentukan faktor daya Karakteristik sistem UPS dalam semua kondisi beban. Setelah peralatan UPS diinstal, pemilik harus mematuhi ujian komprehensif dan hati-hati mengukur parameter kerja seluruh sistem ketika menyesuaikan tes. Ketika masalah ditemukan, solusi terbaik adalah untuk mengatur tim proyek vendor, insinyur, kontraktor dan pemilik untuk menguji sistem dan menemukan solusi.
