Autonominen virtalähdejärjestelmä

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 16. marraskuuta 2016 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 13 muokkausta .

Autonominen virtalähdejärjestelmä (autonominen virtalähdejärjestelmä, SAP, SAEP) - joukko lähteitä ja järjestelmiä sähköenergian muuntamiseen.

Autonomisten tehonsyöttöjärjestelmien koostumus

Autonominen virtalähdejärjestelmä (EPS) voi sisältää:

sähkön lähde : esimerkiksi: kaasu-, bensiini- ja dieselvoimala tai generaattori, aina sähkökäynnistimellä, sekä autonomiset auringosta tai tuulesta tulevat voimanlähteet
tehonmuuntojärjestelmä : invertteri (yleensä kaksisuuntainen), jota käytetään muuntamaan tasavirta vaihtovirraksi (220/380 V) sekä lataamaan akkuja
automaattinen generaattorin käynnistysjärjestelmä (SAP): (kutsutaan myös: "automaattinen käynnistyslaite", generaattorin automaattinen käynnistysjärjestelmä) - laite generaattorin käynnistämiseksi, kun ulkoinen verkko epäonnistuu tai käskystä;
kytkinyksikkö : järjestelmän automaattinen ohjaus ja valvonta;
ladattavat akut : sähköenergian varastointiin
ulkoisen sähkön toimitus verkosta ;
jännitteen stabilisaattori .

Rajoitettu EPS

EPS:n toimintaa varten ei tarvitse olla kaikkia sen alijärjestelmiä, kun taas toiminta on mahdollista (rajoituksin):

stabilisaattorin puuttuessa sähkön kuluttajien jännitteen sinimuotoa ei tarjota;
generaattorin ja sen laukaisuyksikön puuttuessa, kytkentäyksikön puuttuessa, toiminta-aikaa rajoittaa akkuihin varastoidun energian määrä; toimii samalla tavalla kuin UPS ;
jos invertteriä ja akkua ei ole, virtakatkon ja generaattorin käynnistyksen välillä kuluu huomattava aika (10 sekunnista useisiin minuutteihin); järjestelmän toiminta-aikaa rajoittaa generaattorin jatkuvan toiminnan aika (yleensä 6-12 tuntia);
ulkoisen sähköverkon puuttuessa kaikki sähkö tuotetaan generaattorilla.

EPS:n toimintaperiaate

Kun ulkoinen sähköverkko on toiminnassa, järjestelmän akut latautuvat invertterin kautta. Sähkökatkon jälkeen invertteri siirtyy välittömästi akkuvirralle (<20ms). Kytkinyksikkö tarkkailee akkujen tilaa ja kun ne pian tyhjenevät, käynnistää energialähteen (generaattorin) automaattisen generaattorin käynnistysjärjestelmän kautta. Generaattoritilaan siirtymisen jälkeen kytkinyksikkö kytkee kuorman siihen, ja invertteri alkaa jälleen kerätä sähköä akkuihin. Akkujen latauksen jälkeen tai generaattorin ylikuumeneessa kytkinyksikkö kytkee jälleen kuorman invertteriin, generaattori sammuu. Tämä tapahtuu ennen jännitteen ilmestymistä ulkoiseen verkkoon.

Tämän järjestelmän etuna on rajoittamaton käyttöaika (generaattorin sallittu käyttöaika on yleensä 6-12 tuntia, akut - riippuen akkujen kapasiteetista ja kuluttajien tehosta). Rajoitus on säiliön ja moottorin kapasiteetti virtalähteen vian varalta.

Progressiivinen SAE

Progressiivisten autonomisten tehonsyöttöjärjestelmien tulee täyttää luotettavuusvaatimukset, olla suurella nopeudella (20 ms - 5 ms), niiden on jatkuvasti seurattava erilaisia järjestelmän parametreja (esim.: akun lataus, niiden kunto, polttoaineen määrä generaattorissa, taso ja öljyn paine hänessä).

Suhteellisuusperiaatteen mukaan:

Stabilisaattorilla ja invertterillä on oltava sama nimellisteho, mutta niiden lyhytaikainen maksimiteho on 2-3 kertaa suurempi kuin nimellisteho. Stabilisaattorin ja invertterin nimellisteho määräytyy samanaikaisesti kulutetun enimmäiskuorman mukaan;
generaattorin nimellistehon on oltava 2 kertaa tai enemmän suurempi kuin keskimääräinen tehonkulutus (joka on yleensä pienempi kuin nimellisteho), tämä varmistaa taatun tarvittavan sähköenergian saannin akuissa.

Yhdistelmäperiaatteen mukaan:

looginen jatko on stabilisaattorin ja invertterin yhdistelmä: aaltomuodolle herkkien kuluttajien läsnä ollessa stabilisaattorin läsnäolo tulee pakolliseksi; samaan aikaan, jos invertteri tuottaa puhtaan sinimuotoisen signaalin, stabilointia ei tarvita;
generaattorin automaattisen käynnistyksen järjestelmän upottaminen kytkentäyksikköön;
upottamalla vaihtosuuntaajaan automaattinen käynnistysjärjestelmä, kytkinyksikkö ja stabilisaattori, kun taas invertteri tuottaa "puhtaan" sinin;
yhdistämällä invertteri, akku, generaattori ja osa kytkentäyksikköä yhdeksi moduuliksi, joka ohjaa ja lataa akkuja suoraan generaattorista ohittaen tasavirran muuntamisen vaihtovirraksi ja päinvastoin.

Viime aikoina maakaasulla tai nesteytetyllä kaasulla toimivat sähkögeneraattorit ovat yleistyneet. Kaasugeneraattorin kilowattitunnin hinta on 2-10 kertaa alhaisempi kuin bensiinin tai dieselin. Samanaikaisesti, jos pääkaasua ei ole saatavilla tai sen paine ei ole riittävä, ainoa ratkaisu on käyttää nesteytettyä kaasua.

Kaasupidikkeiden käyttö mahdollistaa autonomisten tehonsyöttöjärjestelmien käyttöajan pidentämisen useilla suuruusluokilla.

SAE-valmistajat

Markkinoita hallitsevat yritykset, jotka luovat vain autonomisten tehonsyöttöjärjestelmien komponentteja. Jotkut valmistajat tarjoavat invertteri-laturijärjestelmän, kun taas toiset tarjoavat automaattisesti käynnistyviä generaattoreita.

Invertterit / laturit SAE:n luomiseen ovat valmistaneet yritykset:

MicroArt (MAP SIN Energy malli kahdesta modifikaatiosta: S, tarkkuus jopa 12 % ja Pro, tarkkuus jopa 5 %; siinä on puhdas sini)
Nakhodka (Sinus- ja Sinusoid-malleissa on puhdas sini)
Rauhallinen (malli UEP PSS)
Electromash (Istok-sarjan malleissa [esim. IDP-1 / 1-10-220-A] on puhdas sini)
CyberPower Systems (CPS-mallit [esim. CyberPower CPS1000E, CPS1500PIE] ovat puhdasta siniä)
Novergy (IPC-mallissa on puhdas sini)
OutBack (VFX-mallissa on puhdas sini; GFX:ssä, FX:ssä on puhdas sini ja sinetöity kotelo)
Simin (SIM-****MC-perheen mallit [esimerkiksi Simin SIM-1000MC] ovat ei-sinimuotoisia; SIM-****PC-perheet [esimerkiksi Simin SIM-1000PC] ovat puhdasta sinimuotoa)
Studer Xtender (XTM-, XTH-sarjan mallit ovat puhdasta siniä)
Aurinkoinen saari
Tripp Lite (APSX******-mallit [esim. Tripp Lite APSX3024SW] ovat puhdasta siniä)
Victron Energy (Phoenix, MultiPlus, Quattro, ECOmulti, EasyPlus, EasySolar malleissa on puhdas sini) - kiinteän asennuksen lisäksi ne voivat soveltua kuljetussovelluksiin. Invertterien toiminnallisuus tukee polttoainegeneraattorin automaattista käynnistystä ja pysäytystä akkujen varaustilasta riippuen. Autonomisen tehonsyöttöjärjestelmän etävalvontaa ja ohjausta tuetaan apulisävarusteilla.
Xantrex (XW-, PROwatt SW -mallit ovat puhdasta sinimallia; TR-mallit ovat näennäisini)

Invertterit, jotka sisältävät autonomisten järjestelmien ohjauselementtejä:

Xantrex SW -sarja (kuten SW3048E ja SW4548E), sisältää generaattorin ohjausyksikön tai muun virtalähteen
Xtender XTM -sarja (esimerkiksi XTM 3500-24), sisältää monitoimikoskettimet, mukaan lukien generaattorin käynnistämiseen ja pysäyttämiseen (riippuen generaattorin automaatiovalmisteluasteesta)

Sähkögeneraattoreita valmistavat kymmenet yritykset Euroopassa, Kiinassa, Venäjällä (pääasiassa ulkomaisista komponenteista Euroopasta tai Kiinasta).

Automaattiset generaattorin käynnistysjärjestelmät alhaiselle akun jännitteelle:

SAP "Energia"
XW Automaattinen generaattorin käynnistys

Paristot

Akkuja käytetään sähköenergian varastointiin, jota käytetään myöhemmin kuorman tehonlähteenä. Autonomisissa tehonsyöttöjärjestelmissä on suositeltavaa käyttää akkutyyppejä, joilla on lisääntynyt syklinen resurssi, koska ne kestävät pidempään päivittäisillä lataus- ja purkujaksoilla. Akkutyypistä riippuen on toivottavaa rajoittaa purkautumissyvyyttä käyttämällä keskeytymättömän virtalähteen tai invertterin toimintoja.

Akkutyyppi	Suositeltu purkaussyvyys	Odotettu resurssi	Ratkaisun hinta
Yhtiökokous VRLA	enintään 30 %	jopa 1000 sykliä	matala
GEL VRLA	enintään 35 %	jopa 1500 sykliä	matala
OPzV VRLA	enintään 50 %	jopa 2500 sykliä	keski/korkea
OPzS	enintään 50 %	jopa 2500 sykliä	keski/korkea
Li-ion (LiFePO4)	enintään 90 %	jopa 3000 sykliä	korkea

Kuvaus EPS:n osien pääominaisuuksista ja tarvittavista vaatimuksista

Sähkögeneraattoreita: bensiiniä, dieseliä, kaasua EPS:n käyttövoimaan tuottavat lukuisat yritykset, joista monet ostavat moottoreita sivuun ja rakentavat niiden pohjalta voimalaitoksia.

Sähkögeneraattoreiden pääominaisuudet:

Sylinterien järjestely on mieluiten linjassa, venttiilien järjestely on ylempi (merkitty OHV:lla). Tällaiset moottorit ovat paremmin voideltuja, resurssi on 1,5-2 kertaa suurempi. Öljynkulutus on paljon pienempi.
Voimalaitoksen voima. Tärkein parametri, autonomisen virransyöttöjärjestelmän luomiseksi, on suositeltavaa ottaa kaksinkertainen nimellisvirrankulutus. Tämä mahdollistaa akkujen lataamisen kuluttajien lukumäärää muuttamatta, mikä luo aikaa sähkömoottorin jäähdyttämiseen. Moottorin suurin nimellisteho määräytyy akkujen virrankulutuksen ja suurimman latausvirran summan perusteella. Esimerkiksi virrankulutuksella 1200 VA, maksimilatausvirralla 50 A ja latausjännitteellä 14 V, on tarpeen tuottaa 1900 VA. Muista: generaattorin on paljon helpompi toimia pienellä kuormalla. Heikot moottorit, jotka tuottavat jatkuvasti 100 % sallitusta energiasta, epäonnistuvat paljon nopeammin kuin tehokkaammat, jotka toimivat puoliteholla.
Polttoainetyyppi. Dieselgeneraattorit ovat kestävimmät, seuraavana on kaasu ja sen jälkeen bensiini. Dieselmoottoreiden resurssien uskotaan olevan puolitoista kertaa suurempi kuin bensiinimoottoreiden. 1 kWh:n hinta on alhaisin kaasuvoimaloissa. Lisäksi matalapaineisella maakaasulla toimivan kaasun 1 kWh:n hinta on noin 10 kertaa alhaisempi kuin kaupungin sähköverkon toimittajilla.
Generaattorin tyyppi. Synkroninen generaattori mahdollistaa lyhytaikaisen 2-4 kertaa nimellistehoa suuremman tehon, joka soveltuu sähkölaitteiden syöttämiseen suurilla käynnistysvirroilla. Asynkroninen ei voi tuottaa paljon nimellistehoa suurempaa tehoa, mutta sillä on pidempi resurssi, eikä se ole herkkä oikosuluille.
Bensiinimoottoreille sylinterien lukumäärä on tärkeä, jos sylinteriä on vain yksi, on suuri todennäköisyys täyttää kynttilän, minkä seurauksena moottori ei käynnisty.
Kaasugeneraattoreille venäjänkieliset ohjeet ovat pakolliset, kaasugeneraattorit ilman venäjänkielistä ohjetta ovat kiellettyjä.
Sähkökäynnistin tarvitaan. Yleensä suoritetaan synkronisen generaattorin muodossa, joka toimii käynnistystilassa.
Sähkön hinta. Se määritetään tunnissa kulutetun polttoaineen määrän suhteella generaattorin nimellistehoon, sitten laskemalla uudelleen 1 litran polttoainetta hinta määritetään, ruplaa / kWh. Yleensä kustannukset laskevat nimellistehon kasvaessa, mutta generaattorin vähimmäispolttoaineenkulutus on myös otettava huomioon.
Säiliön tilavuus ja polttoaineenkulutus. Mitä enemmän polttoainetta kuluu, sitä suurempi säiliön tulee olla. Säiliön materiaali on muovia parempi, ja siinä on paksut seinät. Kaasugeneraattoreihin on mahdollista käyttää kotitalouksien kaasusäiliöitä (suuren tilavuuden kaasupulloja).
Melutaso. Mitä vähemmän, sitä paremmat, laadukkaat generaattorit on varustettu äänenvaimentimilla, joiden melutaso on alhainen. Lisäksi ääntä vaimentavat suojukset auttavat vähentämään melua.
Generaattorin paino, pyörien läsnäolo helpottaa kuljetusta.
Tuntimittari, välttämätön oikea-aikaiseen huoltoon.
Sisäänrakennetun automaattisen kantoraketin (SAP) läsnäolo.