متن نشریه 380 - راهنمای طراحی و اجرای سیستم های برق اضطراری و پشتیبان

افزودن به پسندها
متن نشریه 380 - راهنمای طراحی و اجرای سیستم های برق اضطراری و پشتیبان

توضیحات

بخش بیست و هشتم

4-4-4-12 UPS اضافي پشتيبان

UPS اضافي پشتيبآن‌که در شكل 4-28 رسم شده است از دو UPS و يك كليد انتقال تشكيل يافته است. در صورت خرابي UPS در حين عمليات، سويچ انتقال به UPS پشتيبان تغيير وضعيت خواهد داد.

4-4-4-13 UPS اضافي پشتيبان با لينك مشترك (باتري تكي) وسويچ انتقال

در اين پيكربندي، دو یک‌سوساز / شارژ کننده و دو اينورتر با يك باتري مشترك مطابق شكل 4-29 به‌سویچ انتقال اتصال می‌یابند.

شكل 4 -28: UPS اضافي پشتيبان با سويچ انتقال

  شكل 4-29: UPS اضافي پشتيبان با لينك dc مشترك (باتري تكي) و سويچ انتقال

4-4-4-14 UPS اضافي پشتيبان با كنارگذر و سويچ انتقال

اين پيكربندي از اضافه كردن كنارگذر و سويچ انتقال به هر يك از پيكربنديهاي UPS اضافي پشتيبان فوق‌الذکر به وجود می‌آید (شكل 4-30). از نقطه نظر كاركردي، UPS اضافي پشتيبان با كنارگذر وسويچ انتقال معادل UPS تكي با كنارگذر و سويچ انتقال (بخش 3-4-4-4) است.

شكل 4 -30: UPS اضافي پشتيبان با كنارگذر و سويچ انتقال

5-4 موتور ـ ژنراتورها و UPS هاي چرخان

1-5-4 مقدمه

موتور ـ ژنراتورها سيستمهـاي نيروي برقي هستند كه به‌منظور توليد توان برق خروجي مفيد از ژنراتور ac چرخان استفاده می‌کنند. اگر به اين سيستم باتری‌هایي اضافه شود تا قادر به ادامه عمليات بدون استفاده از ورودي و نيروي برق شهري باشد، در اينصورت سيستم به UPS تبديل می‌گردد.

موتور ـ ژنراتورها از موتورهاي dc يا ac جهت تحريك و به کار انداختن ژنراتورهاي ac استفاده می‌کنند. آن‌ها جرم چرخشي خويش را جهت تسلط بر ولتاژهاي ورودي، تضعيفها يا اتلاف كلي به مدت حداكثر نيم ثانيه (500 میلی‌ثانیه) به كار می‌برند. هنگامی‌که چرخ لنگر اضافه شود، زمان گردش می‌تواند ثانيههاي زيادي را در بر گيرد.

براي حفاظت در برابر اتلاف توان به مدت بيش از 5/0 ثانيه، باتری‌ها يا ساير وسايل ذخيره انرژي بايستي اضافه شود. تبديل توان باتري به انرژي چرخان به يكي از دو طريق زير صورت مي پذيرد:

- توسط يك موتور dc يا

- به‌وسیله يك اينورتر حالت ـ جامد به dc كه موتر ac را تغذيه می‌کند

به‌منظور حذف باتر يها، يك سيستم از ژنراتور ديزلي و ژنراتور ـ موتور با چرخ لنگر استفاده می‌کند. اين نوع سیستم‌ها در پاراگرافهاي ذيل شرح داده می‌شوند.

ژنراتور ac، دستگاه متنوعي است كه گستره وسيعي از روش‌ها براي تحريك و به کار انداختن آن بدون وقفه، وجود دارد. ژنراتورهاي ac اعوجاج و محتواي هارمونيكي پاييني را دارا هستند. آن‌ها قادر به كار قابل‌اعتماد در دماهاي بالا و تحت اضافه‌بارهاي کوتاه‌مدت شديد می‌باشند. آن‌ها گذشته وتاريخچه اثبات شده و خوبي از قابليت اعتماد بالا و خرابي قابل پیش‌بینی را دارند. در بازه هاي زماني متناوب می‌توان ياتاقانها را مورد آزمون قرارداده و معايب و نواقص را آشكار نموده وبراي جايگزيني برنامه‌ریزی كرد.

سه موتور مختلف را می‌توان جهت تحريك ژنراتور ac به كار برد. آن‌ها عبارت‌اند از موتورهاي اندوكسيون (آسنكرون)، موتورهاي سنكرون ac و موتورهاي dc.

موتورهاي اندوكسيون كمترين هزينه را به ازاء هر اسب بخار داشته و موتورهاي اندوكسيون سه فاز بيشترين كاربرد را دارند. به علت لغزش، خروجي دور در هر دقيقه اين موتور كمتر از موتور سنكرون ac است، با افزايش لغزش، نيروي گشتاوري افزايش می‌یابد تا این‌که روتور متوقف می‌شود. موتورهايي با لغزش كم 4(/0 تا 7/0 درصد) معمولاً توصیه‌شده و در اندازههايي تا 100 اسب بخار عرضه می‌شوند. اين موتورها به نحوي طراحی‌شده‌اند كه در آن‌ها لغزش، ضريب توان، راندمان و جريان راه‌اندازی بهنيه گردد. لغزش نوعي 4/0 تا 7/0 درصد بوده كه به خروجي 1790 دور در دقيقه تحت بار كامل از موتوري با سرعت سنكرون اسمي 1800 دور در دقيقه، منجر می‌شود. امكان دارد موتورهاي مذكور راندمان کاهش‌یافته‌ای داشته باشند.

موتورهاي سنكرون سرعت شفت ثابتي كه مستقل از بار و ولتاژ ورودي است، دارند. راندمان آن‌ها معمولاً از راندمان موتورهاي اندوكسيوني بيشتر است. این‌گونه موتورها نميتوانندگشتاوري در سرعتهاي كمتر از سرعت سنكرون ايجاد كنند. بدين دليل، موتورهاي مذكور معمولاً به‌صورت موتورهاي اندوكسيوني يا به عبارت ديگر، تحت شرايط عدم بار، راه‌اندازی و آغاز به کار می‌کنند. در برخي كاربردها، موتورهاي سنكرون داراي مزيت توانايي تصحيح ضريب توان را دارند.

موتورهاي dc قابليت تنظيم دقيق فركانس خروجي را دارا هستند. سرعت موتور dc می‌تواند با تغيير تحريك ميدان تغيير نمايد. در كاربردهاي كامپيوتري با تولرانس محدود و شديد فركانس، از يك تنظيم كننده فركانس جهت تنظيم تحريك ميدان در شرايط تغيير ولتاژ ورودي و بار، استفاده می‌شود. موتورهاي dc جاروبك هايي دارند كه به‌مرورزمان از بين رفته و به‌طور متناوب بايد تعويض شوند. سیستم‌های هشداري براي اعلام لزوم تعويض و جايگزيني آن‌ها وجود دارد. اگر جاروبك ها به‌طور منظم تعويض و نگاهداري شوند، موتورهاي dc همان عمر مفيد موتورهاي اندوكسيوني يا سنكرون را خواهند داشت.

2-5-4 موتور ـ ژنراتورها AC

تقریباً تمام موتور ـ ژنراتورهاي ساخته‌شده در عصر حاضر، از ژنراتورهاي سنكرون بدون جاروبك استفاده می‌کنند. موتور می‌تواند اندوكسيوني يا سنكرون باشد. موتورهاي اندوكسيوني داراي لغزش ذاتي هستند كه به‌واسطه آن فركانس خروجي به‌اندازه كسري از يك سيكل كمتر از فركانس ورودي است. موتورهاي سنكرون فركانس ورودي را دقيقا تعقيب و تكرار می‌کنند. اغلب مجموعه‌های موتور ـ ژنراتور مناسب براي كاربردهاي كامپيوتري از موتورهاي سنكرون استفاده می‌کنند.

چند روش براي ساختار موتور ـ ژنراتورها وجود دارد كه تفاوت آن‌ها بر زمان گردش، ايزولاسيون و اندازه فيزيكي تأثیر گذار است. كوچكترين اندازه فيزيكي هنگامي حاصل می‌شود كه موتور و ژنراتور رويهم انباشته شده و شفتهاي افقي آن‌ها توسط قرقرههاي دندانه دار و تسمه كوپله شوند (شكل 4-31) يا موتور و ژنراتور روي يك شفت عمودي مشترك نصب گردند. واحدهاي رويهم قرارگرفته افقي به‌واسطه جرم قرقرهها و تسمه، زمان گردشي اضافي خواهند داشت. كوپلاژ افقي را همچنين می‌توان با ساختن موتور و ژنراتور روي يك فريم تنها يا با كوپلاژ دو فريم جداگانه روي يك پايه تحقق بخشيد. حداكثر ايزولاسيون توسط فريم هاي جداگانه، ايزوله الكتريكي و اتصال توسط كوپلاژ عايقي به دست می‌آید (شكل 4-32). مجمو عههاي موتور ـ ژنراتور با يك موتور و ژنراتور مشترك روي يك روتور كوچكترين اندازه افقي را دارا بوده ولي كمترين ايزولاسيون حالات گذرا را از ورودي به خروجي دارند (شكل 4-33).

3-5-4 موتور ـ ژنراتور AC با چرخ لنگر

افزودن چرخ لنگر سبب افزايش جرم و درنتیجه افزايش زمان گردش مجموعه موتور ـ ژنراتور می‌شود. چنين افزايشي در زمان گردش به بهاي وزن، اندازه، راندمان، عمر مفيد ياتاق و هزينه اوليه بيشتر سيستم ميانجامد.

اصطكاك هوا (باد خور)، با افزايش شعاع چرخ لنگر و سرعت آن، سريعا زياد می‌شود. اصطكاك ياتاقان سبب تلفات بيشتر شده وراندمان كلي سيستم را كاهش می‌دهد. چرخ لنگر جهت شروع به کار به توان ورودي بيشتري نياز داشته و درنتیجه استفاده از مدارهاي محدودکننده جريان ابتدايي ضروري است. اضافه كردن چرخ لنگر همچنين به موتور بزرگ‌تری نياز دارد تا بتوان اسب بخار اضافي لازم بـراي بازيابي دور در هـر دقيقه

شكل 4 -31: كوپلاژ افقي موتور ـ ژنراتور رويهم قرارگرفته و با استفاده از ق رقرهها وتسمه ها

شكل 4 -32: كوپلاژ افقي موتور و ژنراتور با استفاده از دو فريم جداگانه بر روي يك پايه

سیم‌پیچي هاي ورودي و خروجي روي ورقهاي هسته مشترك قرار دارند

شكل 4 -33: موتور و ژنراتور با روتور مشترك

چرخ لنگر را كه در اثر تضعيف يا اتلاف توان ورودي از دست رفته، توليد كرد. تمهيداتي براي جريان ورودي بالاتر بايد به عمل آيد.

مجموعه‌های موتور ـ ژنراتور با چرخ لنگر با زمان گردشي حداكثر چند ثانيه در صنعت يافت می‌شود. نشان داده‌شده كه چرخ لنگرهاي بزرگ‌تر غیرعملی هستند. جرمي از فولاد با ضخامت تقريبي 6 اينچ و قطر تقريبي

4 فوت می‌تواند بار KVA30 را با تغيير فركانس كمتر از يك هرتز در 5/0 ثانيه تغذيه كند.

اساس نگهداري مجمو عههاي موتور ـ ژنراتور رسيد گيهاي متناوب ازنظر سروصدا ونويز ياتاقان است.

مجموعه‌های موتور ـ ژنراتور سابقه تاييد شدهاي از زمان ميانگين بين خرابي بسيار طولاني دارند. ياتاقانها محتمل ترين نقطه خرابي می‌باشند. اين خرابي قابل پیش‌بینی بوده و درنتیجه جايگزيني آن قبل از خرابي (نوعاً يك بار هر تا 7 10 سال) بزرگ‌ترین هزينه نگهداري را تشكيل می‌دهد.

ساختمان مجموعه موتور ـ ژنراتور می‌تواند جايگزيني ياتاقان را امري آسان يا مشكل سازد. براي مثال، برخي موتور ـ ژنراتورهاي عمودي ياتاقان نگاهدارنده بار در قسمت فوقاني داشته و دسترسي به آن امري آسان است.

اين شرايط باعث می‌شود كه بدون بيرون كشيدن روتور از بدنه، بتوان ياتاقان اصلي را تغيير داد.

جزئیات خاص

بازدید از صفحه توییتر 100%ضمانت برگشت وجه عضویت در کانال تلگرام پایمرد دات کام logo-samandehi linkedin.png