柴油发电机如何给ups充电及匹配方案
柴油发电机与ups配置的容量配比关系上,往往由于ups的谐波反馈、负载电流突变等干扰,需要柴油发电机的容量为ups最大负载量的2~3倍,同时还应考虑柴发所带的其他负载的因素而决定其容量。例如每台发电机组可带电阻性负载,可一次性及分段承带发电机组的功率的上限,如kc500gf康明斯发电机组可分二次(第一次280千瓦,第二次120千瓦)带上总负苛400千瓦。遇上起动大型马达及不间断电源,我们还需要考虑瞬间电压降及发电机可承受负载的承受能力。
一、非线性负载功率匹配
下面表1列出不带滤波器的非线性负载,发电机可承受的能力:
表1 康明斯发电机组带载能力
柴油机型号
额定功率pr
非线性负载的能力
nt855-ga
200kw
75%
ntaa855-g7a
350kw
65%
kta38-g2
640kw
60%
kta38-g5
880kw
55%
kta50-g3
1000kw以上
47%
备注:额定功率附合gb/t2820-3及iso8528-3。
此部份为发电机的最高非线性负载的能力,发电机内配备以下功能:
(1)arep或pmg永磁发电机;
(2)再加上三相r.m.s.值,avr自动调压板及2/3(pitch)节距。
(3)能达到300%满载电流量持续10秒及极强的非线性负载的能力。
ups与柴油发电机接线图
二、发电机组和ups匹配错误的后果
1、发电机组的输出电压突然增高到440v以上,造成ups损坏。
2、发电机组输出频率到50~60hz,致使ups保护动作。
3、发电机组出现严重的机械共振现象,柴油机出现有节奏的摇摆和声音起伏,严重会损坏发电机的励磁回路和调压板。
4、ups检测到过电压或过频率而自动关断整流器,由后备电池组逆变向负载供电,反复出现油机+蓄电池逆变切换供电。
柴油发电机组与ups系统示意图
三、选型案例
1、设备参数
以某项目的3台400vac/三相/50周/200kva/170kw不间断电源为例,送电模式为2台并联使用+1台备用,12默充式,规划ups先后延时起动。
(1)负载能力:200kva/170kw,0.8功率因素滞后。
(2)假定电池量:50%放光,ups继续带全负载即200kva。
(3)电池充电量:10%。
(4)起动大型负载:ups放电令冲击减小,对柴油发电机组承受25%冲击。
2、负载计算
第一台ups投入时用电量:
瞬态(突增值):57.9kva/46.3kw@0.8功率因素滞后;稳态负载:231.6skva/196.8skw@0.8功率因素滞后
第二台ups投入时用电量:
瞬态(突増值):115.8kva/92.6kw@0.8功率因素滞后;稳态负载:463.2skva/393.6skw@0.8功率因素滞后
第三台ups投入时用电量只预留充电部份:-
瞬态(突增值):11.okva/9.4kw@0.8功率因素滞后;稳态负栽:474.2skva/403.0skw@0.8功率因素滞后
3、功率匹配方案
(1)发动机
可匹配一台常载功率440kw柴油发动机
审測(a)“连续功率要求”条件:
440kw>403kw(基本功率(prp)满足)
审测(b)“瞬间(突增)功率要求”条件:
(440 x 80%=)352skw>92.6skw@转速降-1.5%,复原0.3秒(满足)
(2)交流发电机
①可匹配一台斯坦福发电机(880kva)
审测(a)“连续功率要求”条件
775kva>474.2kva(持续功率(cop)满足)
审测(b)“瞬间(突增)功率要求”条件
(115.8+uskva)126.8 skva冲击发电机,瞬间电压降为?3%
(8u dyn<20%)(满足)
②可匹配一台斯坦福发电机(775kva)
审测(c)“非线性负载的能力"条件
(477skva8>474.2skva)非线性负载冲击(满足)
(3)最后选型:
440kw发动机配775kva发电机,发电机加大了二级,基本功率(prp)775kva/440kw,限时运行功率(lpt)775kva,508kw 。由于发电机组只带负载(403/508=)79.3%,还有很大的负载空间(不含非线性负载),可接上如照明或马达等负载。
综述所述,柴油发电机与ups连接时,存在着相互匹配问题,从发电机的外特性来看,影响其频率和输出电压稳定的因素主要有两个方面:负载电流的高次谐波成分;负载的瞬时启动.传统双变换ups的输入功率因数只有0. 8,输入电流的高次谐波高达30%以上,当使用柴油发电机为其供电时,必然会严重的影响油机频率和输出电压的稳定 ,所以发电机的功率容量必须要高达ups容量的2.5—3倍,才能保证系统正常运行。
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