بارهای بحرانی – نحوه تامین و استفاده از واحدهای UPS

بارهای بحرانی – نحوه تامین و استفاده از واحدهای UPS

بارهای بحرانی – نحوه تامین و استفاده از واحدهای UPS

منتشر شده توسط پروفسور Silviu Darie، PhD (EE)، دانشگاه فنی Cluj Napoca، رومانی، عضو افتخاری آکادمی علوم فنی رومانی. ایمیل:  silviu.darie@enm.utcluj.ro .

چکیده: بر اساس تجربی نویسنده در طراحی سیستم‌های قدرت برای بارهای بحرانی، این مقاله راه‌حل‌های تامین بارهای تعیین‌شده، پیکربندی طرح‌های سیستم توزیع، منابع منبع تغذیه اضطراری (UPS)، مدل‌سازی و بهره‌برداری UPS، مطالعات سیستم قدرت ارائه می‌کند. با استفاده از نرم افزار صنعتی حرفه ای PTW/SKM.

واژه‌های کلیدی: بارهای بحرانی الکتریکی، ساختار و عملکرد UPS، روش‌های مدل‌سازی سیستم قدرت، مطالعات سیستم قدرت با استفاده از نرم‌افزار حرفه‌ای.

اختصارات: UPS – منبع تغذیه بدون وقفه; FDR – فیدر / کابل؛ CB – مدار شکن؛ FTS – سوئیچ انتقال سریع؛ نرم افزار صنعتی حرفه ای PTW/SKM.

مشارکت: راهنمای مطالعات سیستم های قدرت با بارهای بحرانی. طرح سیستم قدرت بارهای بحرانی؛ روش های مدل سازی یو پی اس و نرم افزار شبیه سازی. مطالعات سیستم قدرت با استفاده از نرم افزار حرفه ای PTW/SKM.

  1. مقدمه

بارهای بحرانی آنهایی هستند که منابع تغذیه باید تحت هر شرایطی حفظ شوند و هرگز نشوند. بارهای الکتریکی عبارتند از مراکز داده، بیمارستان ها، اتاق های کنترل و اتاق های کنترل چنین فرودگاه ها، سیستم های کنترل صنعتی، و پلت فرم های ساحل نفت. با این حال، نیاز به حفظ منبع تغذیه برای بارهای بحرانی در طول انتقال به منبع تغذیه وجود دارد. منبع تغذیه می تواند منبع تغذیه بدون وقفه – UPS باشد. یو پی اس در ابتدا برای کامپیوتر طراحی شد. UPS دارای یک باتری DC به عنوان یک دستگاه ذخیره انرژی است. وجود UPS در بازار وجود دارد و به نحوه اتصال آنها به بارهای بحرانی و پیکربندی UPS دارد [۱].

  1. پیکربندی طرح بندی سیستم

برخی از پیکربندی ها و ساختارها به اندازه و نمایه بار Critical Loads و برنامه دارد.

یکی ممکن است زیر را داشته باشد:

  • تامین منابع تغذیه ای مختلف از دو منبع تغذیه مختلف.
    •تامین UPS از یک منبع تغذیه Utility و یک مجموعه دیزل ژنراتور.

یکی از پیکربندی‌های مدل‌سازی طرح‌بندی سیستم‌های معمولی را در حالی که نرم‌افزار صنعتی به کار می‌رود می‌کند: نرم‌افزار حرفه‌ای SKM [1].

شکل ۱٫ تامین از ۲ منبع تجاری: برق Utility و ژنراتور محلی (SKM Modelling)شکل ۲٫ تامین از ۲ منبع تجاری AC: جزئیات قدرت

  1. توضیحات یو پی اس

یو پی اس یک منبع تغذیه با ذخیره انرژی است که تضمین می شود حتی در صورت خرابی ولتاژ تغذیه اولیه (EN 50091-1) همچنان تامین می شود. سیستم های یو پی در برابر دست دادن ها و آسیب سیستم به دلیل قطع برق، افت ولتاژ، افزایش ولتاژ، ولتاژ تحت ولتاژ، اضافه ولتاژ، سوئیچینگ، ولتاژ تداخل، تغییر فرکانس و اعوجاج هارمونیک محافظت می کنند.

الف. اجزای UPS : ماژول ها/قطعات UPS باید از اجزای اصلی زیر تشکیل شوند:

  • یکسو کننده/شارژر.
    •اینورتر استاتیک.
    • سوئیچ انتقال سریع (FTS).
    • ترانسفورماتور جداسازی خروجی.
    • کنترل پنل.
    • پنل مانیتور.
    • پنل ارتباطی.

ب- انواع اصلی یو پی اس

سه نوع اصلی یو پی اس به شرح زیر وجود دارد [ایتون]:

  • سیستم های تک تبدیلی.
    •UPS آماده به کار.
    • UPS شرکتی خطی

ج. حالت های معمول عملکرد یو پی اس:

ماژول UPS باید به صورت آنلاین، کاملاً زیر خودکار، در حالت‌های عمل کند:

حالت عادی : اینورتر باید به طور مداوم بار بحرانی را تامین کند. یکسو کننده/شارژر برق را از منبع AC تجاری دریافت می کند و DC را به اینورتر برق می دهد و شارژ را به صورت شناور شارژ می کند.

حالت اضطراری / عملکرد باتری : زمانی که برق AC تجاری خارج از یک پنجره -۱۵/+۱۰٪ در اطراف ولتاژ نامی، بار بحرانی باید توسط اینورتر تامین شود، که بدون تولید برق از باتری های انرژی می گیرد. این یک عملیات خودکار است. پس از خرابی یا بازیابی منبع AC تجاری، بار بحرانی نباید وقفه ای ایجاد کند.

حالت شارژ مجدد : پس از بازیابی منبع AC، یکسو کننده/شارژر باید باتری ها را مجددا شارژ کرده و به طور همزمان برق اینورتر را تامین کند. این یک عملکرد خودکار باشد و نباید باعث ایجاد وقفه در بار بحرانی شود.

حالت Bypass : اگر ماژول UPS باید به دلیل اضافه بار، خطای بار یا خرابی های داخلی از حالت عادی خارج شود، سوئیچ انتقال سریع (FTS) باید به طور خودکار به برق AC تجاری منتقل شود (معمولاً در کمتر از ۰٫۲ ثانیه). ). . بازگشت از حالت بای پس به حالت عادی عملکرد باید خودکار باشد. حالت Bypass باید به صورت دستی و بدون عملکرد سوئیچ استاتیک از صفحه کنترل جلویی راه اندازی شود.

به طور کلی، یک سیستم تغذیه UPS با تبدیل DC به AC، برق بدون وقفه را به بار AC ارائه می دهد. UPS با یک سیستم منبع تغذیه اضطراری یا یک ژنراتور آماده به کار متفاوت است، زیرا می توان دستگاه ها را از قطع برق توسط یک یا چند اتصال متصل محافظت کند. زمان کارکرد باتری نسبتاً کوتاه است، معمولاً ۵ تا ۱۵ دقیقه، اما به اندازه‌ای طولانی است که منبع تغذیه کمکی را به صورت آنلاین یا دستگاه‌ها را از خاموش شدن محافظت کند.

  1. مدل سازی UPS برای مطالعات سیستم های قدرت

واحد یو پی اس به صورت دو قسمتی مدل سازی می شود: قسمت اولیه به منبع تغذیه AC متصل است و به عنوان بار سیستم قدرت در نظر گرفته می شود. بخش دوم منبع تغذیه است که بارهای بحرانی را تامین می کند. در حالی که نرم افزار حرفه ای PTW/SKM استفاده می شود، دو صفحه UPS باید توسعه یابد.

شکل ۴٫۱ داده های ورودی UPS عبارتند از:

  • نام UPS و سازنده.
    •وضعیت UPS: در حال خدمت یا خاموش.
    • رتبه بندی UPS در سمت راست بار.
    • ضریب قدرت و کارایی یو پی اس.
    • اتصال UPS در سمت خط و سمت بار.
    • ولتاژهای نامی در سمت راست و سمت بار.
    • فازهای یو پی اس.

شکل ۴٫۱ داده های ورودی UPS

شکل ۴٫۲ داده های ورودی UPS باید زیر را ارائه دهد:

  • سهم اتصال کوتاه UPS به عنوان درصدی از امتیاز UPS.
    •اتصال کوتاه X/R.
    • شارژ به درصدی از امتیاز UPS.
    • حالت Bypass اطلاعات فنی را برای سوئیچ انتقال سریع (FTS): درصد Zin UPS و نسبت X/R ارائه می دهد.

شکل ۴٫۲ داده های ورودی UPS، صفحه اول: نرم افزار PTW/SKM5.

۵٫ حالت های عملکرد یو پی اس

شکل ۵٫۱ داده های ورودی

شکل ۵٫۲ حالت عملکرد UPS نرم افزار حرفه ای PTW/SKM. معمولی، شارژ مجدد، اضطراری.

شکل ۵٫۳ حالت عملیات شارژ مجدد UPS

شکل ۵٫۴ حالت اضطراری یو پی اس و سوئیچ سریع بای پس

توجه: زمانی که UPS در حالت طراری است، FTS کمتر از ۰٫۲ ثانیه می شود و در نتیجه از دستگاه محافظت می شود.

  1. مدلسازی سیستم قدرت با بارهای بحرانی:

مدل سیستم توزیع باید به گونه ای توسعه یابد که به طور کامل یکپارچه شده و عملکرد مورد نیاز توسط محدوده کاری پروژه را انجام دهد.

یکی از توصیه‌ها می‌کند که مدل سیستم در طرح‌ها/نماهای متعدد و به گونه‌ای تنظیم می‌شود که آسان‌تر همه نتایج تحلیل را ارائه می‌کند. الزامات یک طراحی/نما تضمین می کند که مناطق مشکلی که توسط برنامه پیدا و برجسته شده اند و به راحتی دیده می شوند و پنهان می شوند یا دفن نمی شوند. همه نمادهای یک خطی باید به اندازه کافی فاصله داشته باشند تا نتایج را در یک خط را نشان دهند.

نام تجهیزات مورد استفاده در نرم افزار مدل سازی باید با تجهیزات و قراردادها نامگذاری شده در نقشه های خرید و تجهیزات موجود یکسان باشد، البته اگر تضاد وجود داشته باشد. مهندس مشاور تاسیسات را با تاسیسات تعیین شده برای تعیین حالت های عملیاتی احتمالی سیستم و واحدهای UPS در میان بگذارد. هر حالت عملیاتی سیستم باید در نرم‌افزار به‌عنوان «سناریوها» مستند و مدل‌سازی شود تا بدترین حالت و مراکز الکتریکی مرتبط با تجهیزات الکتریکی تعیین شود.

پیشنهاد می‌شود که یکی از گروه‌های موتور توده‌ای برای MCC پایه‌سازی ساختارهای IEEE با استفاده از گروه‌های >50 اسب بخار و <50 اسب بخار مدل‌ها شوند. در جایی که فهرست‌های موتور در دسترس نیست، گروه‌های تک‌تکه‌شده ممکن است بر اساس «کتاب قرمز» IEEE-141 مدل‌سازی شوند.

موتورهای ولتاژ متوسط ​​بیشتر از ۱٫۰ کیلو ولت باید به صورت ویژه در باس های مربوط به خود، از جمله تمام رله ها و فیوزهای فاز حفاظتی و اضافه کردن جریان زمین، مدل سازی می شوند. تمام قطع کننده های مدار برق فشار ضعیفB پست (LVPC) باید مدل سازی شوند.

تمام داده‌های رله باید بر اساس نام‌های پلاک، از جمله سازنده، نوع، سبک، سفر و مدل‌سازی محلی شوند. جایگزینی یا مفروضات عمومی مجاز نیست مگر اینکه داده ها را نمی توان به صورت میدانی کرد. تمام مفروضات باید در گزارش مستند شده و با مشتری مورد بحث قرار گیرد. همه مدل‌سازی تجهیزات باید دارای نماد یک خطی باشند، به این معنی که هیچ مدلی از وجود پنهانی وجود ندارد. هدف این است که مرتبطات با تمام تجهیزات و داده ها با آن را به سرعت ببینید، اسناد را به عنوان یک مخزن داده و غیره پیوند می دهد و مشکلات را مستقیماً در یک خط مشاهده کند. همه مدل‌سازی‌های سیستم باید مطابق با روش‌های مدل‌سازی شده در IEEE-399 «کتاب قهوه‌ای» باشد. مشاور ممکن است تکنیک‌های مدل‌سازی پیشرفته‌تری را در مواردی که انطباق با مشخصات حفظ شود، ارائه دهد.

دستورالعمل‌های زیر به‌عنوان کمکی برای تعیین اینکه کدام تکنیک ممکن است برای یک شرایط عملکرد، سیستم مناسب تر، ارائه می‌شود:

  1. مطالعات سیستم های قدرت

شبیه‌سازی‌های قدرت یک سیستم دوقلو ایجاد می‌کند که آینه‌ای بین مدل دیجیتالی ماکت و دنیای واقعی ایجاد می‌کند. با تمام ویژگی های ادغام شده در TWIN، از جمله پایه تاریخ مدل درخواستی، می توان عملکرد سیستم قدرت را تحت شرایط مختلف آزمایش قرار داد.

۷٫۱ تجزیه و تحلیل و تحلیل جریان برق

جریان برق / جریان بار یک کار حیاتی است. هم‌گرایی جریان قدرت نشان می‌دهد که مدل سیستم قدرت امکان پذیر است و قابلیت‌های ورودی دارند.

روش برای جریان برق می شود. معمولی ترین آنها عبارتند از:

  • سیدل گاووس;
    •نیوتن رافسون;
    • جدا شدن سریع

برای تعیین بهترین روش‌ها برای هر مدل سیستم قدرت، آزمایش‌هایی توصیه می‌شود.

دستورالعمل های زیر به کمکی برای تعیین طرح مدل سازی یو پی اس و داده های ورودی یو پی اس پیشنهاد شده است:

  • بارهای بحرانی را با طراحان بررسی کنید. اگر سیستمی از قبل وجود داشته باشد، از SCADA استفاده کنید و از آن استفاده کنید.
  • به حالت عملکرد UPS توجه کنید: عادی، شارژ مجدد، اضطراری، یا بای پس.
  • حالت By-Pass در هنگام خطا در گذرگاه بحرانی است.

هنگام تنظیم داده های ورودی UPS توجه کنید: رتبه بندی UPS (P&Q)، بحرانی P و Q، UPS تلفات (P&Q). بار کل UPS = بارهای بحرانی + تلفات UPS (P&Q) + شارژ UPS (P&Q);

  • ضریب توان ورودی یو پی اس – در یک یو پی اس مدرن مشکلی نیست. یکسوکننده یو پی اس دارای اجزای راکتیو و خازنی است، بنابراین دارای یک ضریب توان نیز خواهد بود که هنگام ایجاد اتصال الکتریکی بالادست باید در نظر گرفته شود. ضریب توان طراحی ورودی یو پی اس یک مشخص است که معمولاً توسط سازنده در مشخصات فنی اعلام می شود. با فناوری یکسو کننده جلویی مدرن IGBT (ترانزیستور دوقطبی گیت عایق)، ضریب توان معمولاً نزدیک به واحد، ۰٫۹۹ در ۱۰۰ درصد بار اسمی است. با این حال، ضریب توان ورودی اندازه‌گیری شده، ممکن است کمی متفاوت باشد، به عنوان مثال، بارهای غیرخطی بسیار می‌توانند باعث کاهش ورودی شوند. با این، به طور معمول، ضریب توان ورودی UPS همچنان در محدوده ۰٫۹۷ – ۰٫۹۹ قرار دارد و نگرانی زیادی ندارد.با تکنولوژی قدیمی تر، با استفاده از یکسو کننده های شش یا ۱۲ پالس،
  • ضریب خروجی دارای رتبه UPS یک فاکتور طراحی UPS است. ضریب توان خروجی نامی بیشتر فعال و ظاهری را که UPS می تواند با طراحی کند، توصیف می کند. به عنوان مثال، یک یو پی اس ۱۰۰ کیلوولت آمپر با ضریب توان خروجی نامی ۱٫۰ می تواند بارهای تا ۱۰۰ کیلو وات توان فعال و ۱۰۰ کیلو ولت توان ظاهری را تحمل کند. اگر ضریب توان ۰٫۸ باشد، این بارها به ترتیب ۸۰ کیلو وات و ۱۰۰ کیلو ولت می شوند. برای انتخاب و اندازه صحیح یو پی اس باید قدرت فعال و برجسته باشد. یک یو پی اس با ضریب توان نامی به عنوان مثال، ۰٫۸ می تواند بارهای ضریب توان بالاتر را نیز تحمل کند – و بالعکس.
  • تجزیه و تحلیل و تحلیل در گذرگاه خروجی UPS یک ویژگی خوب برای خروجی کل (P&Q) و ضریب توان UPS [1] است.

اندازه تخمینی یو پی اس ۷٫۲

بسته به میزان آسیب احتمالی در صورت دست دادن/توقف تولید، برنامه‌های کاربردی حیاتی به UPS‌های انحصاری آنلاین نیاز دارند که طبق استاندارد IEC 62040-3 (UPS با تبدیل دوگانه) طبقه‌بندی می‌شوند.

شخص با انجام تحلیل با بررسی، باید احتمالی را محاسبه کند. همه جنبه‌های دیگر، مانند هزینه‌های پایین خرید و عملیات (بازده)، در درجه دوم قرار دارند و باید از آسیب در جایگاه دوم گیرنده جلوگیری کنند.

با این حال، نویسنده ساده زیر را می دهد [۱]:

الف داده های حیاتی را از مهندس کارخانه دریافت کنید:

.

در رتبه های واحد UPS را به صورت زیر محاسبه کنید:

.

۷٫۳ تجزیه و تحلیل و تحلیل جریان برق با استفاده از نرم افزار حرفه ای صنعتی:

مدل سیستم قدرت با استفاده از نرم افزار حرفه ای SKM به عنوان تمرین تولید می شود. این مدل با الزامات استانداردهای IEC و IEEE مطابقت دارد. این مدل همچنین برای ارتقاء مدل سیستم قدرت در آینده و بهبود عملیات تاسیسات مفید خواهد بود. با ایجاد تغییرات در سیستم تولید نیروی الکتریکی، مدل جریان بار باید به طور مداوم به روز شود. یکی، به کلی، توصیه می‌کند که تیمی را که از این مدل استفاده می‌کند، می‌سازد، مدل جریان بار با تغییراتی که در سیستم ایجاد می‌شود، به‌روز نگه دارند، بنابراین یک مدل «به‌عنوان ساخته‌شده» است.

نرم افزار صنعتی و حرفه ای PTW/SKM برای مدل سازی سیستم استفاده می شود. PTW/SKM یک نرم افزار قدرت صنعتی قدرتمند برای طراحی و آنالیز سیستم های قدرت است. در سراسر جهان توسط مهندسان مشاور، طراحان و مهندسان ابزار استفاده می شود. PTW/SKM بیش از ۳۸ سال است که در بازار وجود دارد. دارای یک رابط کاربری گرافیکی قدرتمند (GUI) با چندین محاسبات، پایگاه داده سیستم قدرت و اطلاعات نمایشی بصری است. PTW/SKM توسط بیش از ۳۵۰۰۰ مهندس در سراسر جهان استفاده می شود که برای طراحی ابزار تخصصی قدرت و مدل سازی قوی و قابلیت های مستندسازی را می دهد. آموزش حرفه ای برای کاربران PTW/SKM ارائه شده است.

  • جریان بار، ولتاژهای شین را در تمام شین ها و جریان برق را در تمام شاخه ها نشان می دهد: ترانسفورماتورهای قدرت و خطوط. نتایج ممکن است به عنوان نتایج خروجی متن ارائه می شود یا ممکن است در نقشه های مدل به عنوان تجسم جریان قدرت ارائه شود.
  • همگرایی جریان توان نشان می دهد که سیستم امکان پذیر است و سیستم های ورودی سیستم سازگار است.

خلاصه ای از مدل های ورودی در شکل ۷ در زیر نشان داده شده است:

شکل ۷٫۱ داده های ورودی مدل (نمای کلی)

شکل ۷٫۱ داده های ورودی مدل (ادامه دارد)

شکل ۷٫۱ داده های ورودی مدل (ادامه دارد)

شکل ۷٫۱ داده های ورودی مدل

به عنوان مثال، نتایج جریان برق برای مدل نشان داده شده در شکل ۱، منبع Scenario Utility، و منبع Generator برای هر حالت عملیات در شکل ۷٫۲ زیر ارائه شده است. بار بحرانی فقط برای مدت کوتاهی از واحد UPS تامین می شود. نتایج جریان برق در مدل SKM یک خطی فهرست شده است.

شکل ۷٫۲ نتایج مقایسه جریان توان

نتایج مقایسه‌های جریان برق، سناریو UTIL-Supply، نتایج را برای هر میزان عملکرد UPS نشان می‌دهد. برای این مثال، در طول حالت شارژ مجدد UPS، UPS1-FDR1 به شدت بارگذاری شده است (۱۴۰٫۱۵٪ ۰). در نتیجه، این فیدر باید افزایش یابد.

شکل ۷٫۳ نتایج مقایسه ای جریان توان، سناریو UTIL-Supply. یو پی اس در حالت شارژ مجدد

نتایج مقایسه ای جریان توان، سناریو GEN-Supply، نتایج را برای هر حالت عملکرد UPS نشان می دهد. برای این مثال، در طول حالت شارژ مجدد UPS، UPS1-FDR1 به شدت بارگذاری شده است (۱۴۰٫۱۵٪ ۰). در نتیجه، این فیدر باید افزایش یابد.

شکل ۷٫۴ نتایج مقایسه ای جریان توان، سناریو UTIL-Supply. یو پی اس در حالت شارژ مجدد

اضافه بار UPS و زمان پشتیبانی

برای UPS ها، سطح و محدوده اضافه بار و زمان پشتیبانی عبارتند از [۲]:

۱۰۳٪ اضافه بار ۱۰ دقیقه به طور مداوم.
۱۲۵% اضافه بار بین ۳۰ ثانیه تا ۱۰ دقیقه.
۱۵۰% اضافه بار بین ۱۰ تا ۶۰ ثانیه؛
۲۰۰% اضافه بار ۱۰ تا ۲۰ سیکل (محدودیت فعلی).

کیفیت توان | اندازه گیری کیفیت توان (اندازه گیری کیفیت برق) | تجزیه و تحلیل کیفیت توان | جزیره ای شدن شبکه توزیع برق | اهمیت کیفیت توان الکتریکی

نکات: از آنجایی که مشخصات UPS فوق‌العاده حاوی زمان‌های اضافه بار و پشتیبانی از احتمالی زیاد است، طراحان باید تعیین کنند که چه محدودیت‌هایی برای افزایش ارزش‌های ارزشمند برای بارآوری‌های مخرب می‌کند [۱]. مراکز داده با ویژگی‌های سیستم اضافی UPS، ظرفیت بیش از حد UPS قابل توجهی دارند.

“نتایج واحد جریان برق” در حالی که UPS در حالت اضطراری است، در شکل ۷٫۳ در زیر فهرست قرار گرفته است. سوئیچ انتقال سریع (FTS) UPS را دور می زند و واحد جریان در سمت بالا و پایین یکسان است.

شکل ۷٫۵ نتایج جریان برق: UPS در حالت اضطراری FTS واحد UPS را دور می زند

شکل ۷٫۶ نتایج جریان برق: تامین از Utility یا Generator. UPS در حالت اضطراری FTS واحد UPS را دور می زند

۷٫۴ تجزیه و تحلیل و تحلیل ارتباط کوتاه:

تحلیل و تحلیل مدار کوتاه یکی از وظایف اصلی مربوط به تجزیه و تحلیل و برنامه ریزی سیستم های قدرت الکتریکی است. دامنه تجزیه و تحلیل اتصال کوتاه به شرح زیر است:

  • بررسی مسیر جریان در برابر تنش جریان اتصال کوتاه (الکتریکی، مکانیکی و حرارتی).
    •ارزیابی و بررسی میزان وقفه دستگاه های سوئیچینگ موجود.
    • محاسبه و تنظیم دستگاه حفاظتی سیستم کافی.
    • نمایه ولتاژ پس از خطای سیستم را در طول یک خطا در یک نقطه خاص ارزیابی کنید.
    • بهبود طراحی چیدمان سیستم برای رسیدن به نتیجه خطاهای سیستم.

جریان اتصال کوتاه در CRT-LOAD1-TERM (گذرگاه ترمینال بار بحرانی ۱) در شکل ۷٫۷ ارائه شده است: سناریو عادی. حالت عملیات دور زدن یو پی اس.

در حالت بای پس، واحدهای یو پی در برابر عیوب محافظت می شوند. سوئیچ انتقال سریع (FTS) UPS را در کمتر از ۰٫۲ ثانیه به حالت واحد بای پس می کند. جریان انشعاب کوتاه در شکل گرفته شده در زیر، شکل ۷ فهرست شده است:

شکل ۷٫۷ اتصال کوتاه در باس CRT-LOAD1-TERM

نکته: سوئیچ انتقال سریع (FTS) UPS را کمتر از ۰٫۲ ثانیه دور میزند و در نتیجه از واحد UPS محافظت می کند. با تابع دور زدن در صفحه ۲ ویرایشگر SKM UPS نشان داده شده است.

۷٫۵ هماهنگی دستگاه حفاظتی

هر سیستم توزیع برق تنها یک هدف دارد: تامین انرژی مداوم برای استفاده از تجهیزات با هزینه معقول. وقتی یک خطا در یک سیستم رخ می دهد، برای تامین امنیت، محافظت از عناصر و جلوگیری از قطعی برق غیر ضروری، لازم است نقطه را پاک کنید. این ویژگی با استفاده از حفاظت های مناسب و مناسب حاصل می شود. ما از تجهیزات حفاظتی مانند صاعقه گیر، خازن های سرج، راکتورها و دستگاه های قطع کننده مدار برای انجام این عملکرد حفاظتی استفاده می کنیم. هر پروژه ای نیاز به دو مرحله دارد

  • انتخاب دستگاه مناسب برای انجام کار.
  • تنظیمات صحیح را برای دستگاه ها انتخاب کنید تا آنها را به طور انتخابی با سایر دستگاه ها کار کنند تا آن سیستم را که مشکل قطع کند و تا حد امکان تأثیری بر روی بقیه سیستم ها داشته باشد.

یک پروژه حفاظت از سیستم قدرت نه تنها به انتخاب دستگاه صحیح نیاز دارد، بلکه می‌خواهد با تجهیزاتی که تصمیم به خرید آن به بهترین هماهنگی ممکن دست پیدا کند. عبارت ” هماهنگی و گزینش پذیری “ به تعبیری واژه های مکمل هستند و برای توصیف سرعت های نسبی که در آن دو وسیله حفاظتی برای جریان خطای یکسانی کار می کنند می شود.

یک پروژه حفاظت از سیستم قدرت نه تنها به انتخاب دستگاه صحیح نیاز دارد، بلکه می‌خواهد با تجهیزاتی که تصمیم به خرید آن به بهترین هماهنگی ممکن دست پیدا کند. عبارت ” هماهنگی و گزینش پذیری “ به تعبیری واژه های مکمل هستند و برای توصیف سرعت های نسبی که در آن دو وسیله حفاظتی برای جریان خطای یکسانی کار می کنند می شود.

مطالعات هماهنگی:

یک مطالعه هماهنگی شامل انتخاب و تنظیم تمام وسایل حفاظتی از بار بالادست تا منبع تغذیه است. در انتخاب یا توسعه این وسایل حفاظتی، مقایسه ای با زمان کارکرد همه دستگاه ها در پاسخ به سطوح مختلف اضافه جریان انجام می شود. هدف، طراحی، طراحی یک سیستم قدرت الکتریکی هماهنگ انتخابی است.

روش هماهنگی [۱]:

هنگام انجام یک مطالعه هماهنگی باید رویه زیر را دنبال کرد:

  • روند هماهنگی را از پایین مدارک شروع کنید و یک پایه ولتاژ مناسب را انتخاب کنید. معمولاً کمترین ولتاژ سیستم انتخاب می شود. ارتباط گرافیکی زمان فعلی به طور خودکار با مسیر مشخص شده مرتبط می شود.
  • اطلاعاتی را مشخص کنید. اینها شامل منحنی راه‌اندازی موتور با زمان جریان و راه‌اندازی، نقاط هجوم مغناطیسی، و ارتباط‌های مسیرهای حفاظتی خاصی است که کاربر می‌کند. بیش از پنج وسیله حفاظتی را برای یک دوره حفاظتی انتخاب کنید.
  • با توجه به اصل همپوشانی، منحنی‌ها را برای همه دستگاه‌های محافظ روی یک ترکیب ترکیبی، رتبه‌بندی‌ها یا انتخاب‌ها انتخاب کنید که از جریان اضافه می‌شود و از عدم همپوشانی منحنی‌ها مطمئن می‌شوند.

نکات [۹]:

  1. هماهنگی رله های IDMTL، فاصله معمولاً ۰٫۳-۰٫۴ ثانیه است. بازه متشکل از اجزای زیر است: باز شدن مدار شکن ۰٫۰۸ ثانیه (۵ چرخه). رله در طول سفر ۰٫۱۰ ثانیه. ضریب ایمنی برای اشباع CT، خطاهای نقطه و غیره: ۰٫۲۲ ثانیه.
  2. هماهنگی رله ها با فیوزهای پایین دست، زمان باز شدن مدار برای فیوز وجود و ممکن است فاصله زمانی کاهش یابد. فاصله زمانی بین منحنی پاکسازی کلی فیوز و منحنی رله بالادست می‌تواند تا ۰٫۱ ثانیه باشد که زمان‌های پاکسازی کمتر از ۱ ثانیه درگیر است.
  3. زمانی که قطع کننده های مدار ولتاژ پایین رایانه به واحد حرکت مستقیم با قطع کننده های مدار رله ای هماهنگ می شوند، فاصله زمانی هماهنگی معمولاً ۰٫۳ ثانیه در نظر گرفته می شود.
  4. هماهنگی CB های مجهز به واحدهای سفر مستقیم، منحنی های خاص نباید همپوشانی داشته باشند.

به طور کلی، تنها یک جدایی جزئی بین منحنی های خاص برنامه ریزی شده است. اگر CB ها به صورت سری باشند، همپوشانی ها پذیرفته می شوند.

یکی با انتخاب مسیرهای حفاظتی از قسمت پایین سیستم قدرت شروع می شود. چند مسیر PDC در شکل های ۷٫۸، ۷٫۹ و ۷٫۱۰ ارائه شده است، در حالی که نرم افزار حرفه ای SKM به کار گرفته شده است.

UPS به حالت عملیات بای پس از انتقال جریان تا رفع عیب کافی برای قطع کردن مدار شکن در یک خطای سمت بار باید ذخیره شود.

  • قابلیت اضافه بار اینورتر طولانی مدت کمکی نمی کند – اینورتر جریان خطا کافی برای رفع عیب ندارد.
  • تلاش برای حفظ یک خطا در اینورتر (منتظر تایمر O/L) باعث ایجاد استرس یا آسیب به اینورتر می شود و منجر به افت ولتاژ خروجی می شود.
  • اگر بای پس در دسترس نباشد – در صورت رفع نشدن عیب، UPS در نهایت خاموش می شود، یا بار به دلیل ولتاژ پایین از کار می افتد.

ملاحظات اضافی مورد نیاز برای تعیین استحکام و مناسب بودن یک سیستم UPS عبارتند از:

  • یو پی اس های حرارتی دمای بالا که در بار کامل کار می کند.
    •سیستم خنک کننده به کار گرفته شده در یو پی اس.
    • قرار دادن فن برای افزایش عمر و از بین بردن نقاط داغ در صورت خرابی فن.
    • افزونگی فن ها و آلارم های خرابی فن.
    • مدیریت صحیح جریان های خطا برای کاهش تنش وارده بر UPS و بارها.

اندازه گیری کیفیت توان (اندازه گیری کیفیت برق)

تجزیه و تحلیل کیفیت توان

جزیره ای شدن شبکه توزیع برق

اهمیت کیفیت توان الکتریکی

کیفیت توان (کیفیت برق)

شکل ۷٫۸ مسیر PDC: از CRITICAL-LOAD1 تا UPS-1-CB

شکل ۷٫۹ مسیر PDC: موتور M1 تا BUS1

شکل ۷٫۱۰ مسیر PDC: حفاظت XFMR-1

شکل ۷٫۱۱ مسیر PDC: از M4 تا BUS-1

جدول ۷٫۱ – انواع، قاب و تنظیم LV CBs

.

  1. نتیجه گیری

این مقاله نحوه تامین بارهای بحرانی، ساختار طرح سیستم قدرت، منبع تغذیه بدون وقفه (UPS)، مدل‌سازی و عملیات را می‌کند. سیستم سیستم قدرت، جریان برق، اتصال کوتاه و هماهنگی دستگاه های حفاظتی را با استفاده از نرم افزارهای صنعتی و حرفه ای مطالعه می کند – SKM مستند شده است. سیستم های منبع تغذیه بدون وقفه (UPS) تامین مداوم بارهای حیاتی و برق با کیفیت را تضمین می کنند. طراحی سیستم یو پی اس نیاز به تکنیک، نصب و نگهداری مناسب دارد.

منابع

[۱] Darie, S.: UPS Modeling for Critical Loads: Training Manuals (2005-2015), Power Analytics Corporation, San Diego, USA.
[۲] نرم افزار SKM Power: UPS Units Modeling, 2016.
[۳] CENELEC – EN 50091-1 منبع تغذیه بدون وقفه. بخش ۱٫ الزامات عمومی و ایمنی.
[۴] IEC 62040-3 منبع تغذیه بدون وقفه (UPS); بخش ۳٫ روش تعیین عملکرد و الزامات آزمون.
[۵] ISO / IEC 9003,2018. دستورالعمل های مهندسی نرم افزار برای اعمال ISO 9001، ۲۰۰۸ در نرم افزار کامپیوتر.
[۶] IEEE Brown Book، IEEE Std. ۳۹۹، ۲۰۱۵٫
[۷] IEEE Red Book, IEEE Std. ۱۴۱، ۲۰۱۴٫
[۸] IEEE Std. ۱۴۲-۱۹۹۱، “عمل توصیه شده برای زمین کردن سیستم های قدرت صنعتی و تجاری” (کتاب سبز IEEE).
[۹] IEEE Std. ۲۴۲-۱۹۸۶، “عمل توصیه شده برای حفاظت و هماهنگی سیستم های قدرت صنعتی و تجاری” (کتاب IEEE Buff).
[۱۰] IEEE Std. ۱۱۰۰-۱۹۹۲، “عمل توصیه شده برای برق رسانی و اتصال به زمین تجهیزات حساس الکترونیکی” (کتاب IEEE Emerald).
[۱۱] APS، اشنایدر الکتریک: انتخاب پیکربندی UPS، APS اشنایدر الکتریک، ۲۰۱۲٫
کوین مک کارتی، ویکتور آولار: مقایسه پیکربندی طراحی سیستم UPS. کاغذ سفید ۷۵، ویرایش ۳، اشنایدر الکتریک، ۲۰۱۶٫
[۱۲] سیستم های قدرت پیلر: پیکربندی یو پی اس ایزوله-موازی.
[۱۳] Powerware 9315 (200 تا ۵۰۰ kVA) منبع تغذیه بدون وقفه استاتیک، راهنما. مشخصات مدل های ۲۲۵, ۲۵۰, ۳۰۰٫
[۱۴] ۴۰۰ ۵۰۰ kVA, Power Ware 2003;
[۱۵] IEC 62040-1, 2008. گزارش تست سیستم های برق اضطراری (UPS) – قسمت ۱: الزامات عمومی و ایمنی برای UPS.