Autonomt strömförsörjningssystem

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 16 november 2016; kontroller kräver 13 redigeringar .

Autonomt strömförsörjningssystem (autonomt strömförsörjningssystem, SAP, SAEP) - en uppsättning källor och system för omvandling av elektrisk energi.

Sammansättningen av autonoma strömförsörjningssystem

Det autonoma strömförsörjningssystemet (EPS) kan innefatta:

elektricitetskälla : till exempel: gas-, bensin- och dieselkraftverk eller generator, alltid med elstartare, samt autonoma kraftkällor från sol eller vind
effektomvandlingssystem : växelriktare (vanligtvis dubbelriktad), används för att omvandla likström till växelström (220/380 V), samt för att ladda batterier
automatiskt generatorstartsystem (SAP): (även kallat: "automatisk startanordning", generatorns autostartsystem) - en enhet för att starta generatorn när det externa nätverket misslyckas, eller på kommando;
växlingsenhet : automatisk styrning och övervakning av systemet;
laddningsbara batterier : för lagring av elektrisk energi
leverans av extern el från nätet ;
spänningsstabilisator .

Begränsad EPS

För driften av EPS är det inte nödvändigt att ha alla dess delsystem, medan drift är möjlig (med begränsningar):

i frånvaro av en stabilisator tillhandahålls inte formen av en sinusoid av spänning för konsumenter av el;
i frånvaro av en generator och dess startenhet, i frånvaro av en omkopplingsenhet, är drifttiden begränsad av mängden energi som lagras i batterierna; fungerar liknande UPS ;
i frånvaro av en växelriktare och ett batteripaket går en betydande tidsperiod mellan strömavbrottet och starten av generatorn (från 10 sekunder till flera minuter); drifttiden för systemet begränsas av tiden för kontinuerlig drift av generatorn (vanligtvis från 6 till 12 timmar);
i avsaknad av ett externt elnät genereras all el av en generator.

Funktionsprincipen för EPS

När det externa elektriska nätverket är i drift laddas systemets batterier genom växelriktaren. Efter ett strömavbrott växlar växelriktaren till batteridrift omedelbart (<20ms). Omkopplingsenheten övervakar batteriernas tillstånd och, när de snart är urladdade, sätter den på energikällan (generatorn) genom det automatiska generatorstartsystemet. Efter att ha gått in i generatorläget växlar växlingsenheten belastningen till den, och växelriktaren börjar återigen ackumulera elektricitet i batterierna. Efter att batterierna har laddats, eller när generatorn överhettas, kopplar omkopplingsenheten igen lasten till växelriktaren, generatorn stängs av. Detta händer före uppkomsten av spänning i det externa nätverket.

Fördelen med detta system är en obegränsad drifttid (generatorns tillåtna drifttid är vanligtvis 6-12 timmar, batterier - beroende på batteriernas kapacitet och konsumenternas kraft). Begränsningen är kapaciteten hos tanken och motorresursen för fel på kraftkällan.

Progressiv SAE

Progressiva autonoma strömförsörjningssystem måste uppfylla kraven på tillförlitlighet, ha hög hastighet (från 20 ms till 5 ms), måste kontinuerligt övervaka olika systemparametrar (till exempel: batteriladdning, deras tillstånd, mängden bränsle i generatorn, nivån och trycket av oljan i honom).

Enligt proportionalitetsprincipen:

Stabilisatorn och växelriktaren måste ha samma märkeffekt, men ha en maximal korttidseffekt 2-3 gånger högre än märkeffekten. Den nominella effekten för stabilisatorn och växelriktaren bestäms av den maximala samtidigt förbrukade lasten;
generatorns märkeffekt måste vara 2 gånger eller mer högre än den genomsnittliga strömförbrukningen (som vanligtvis är mindre än märkeffekten), detta säkerställer den garanterade nödvändiga tillförseln av elektrisk energi i batterierna.

Enligt kombinationsprincipen:

en logisk fortsättning är kombinationen av en stabilisator och en växelriktare: i närvaro av konsumenter som är känsliga för vågformen blir närvaron av en stabilisator obligatorisk; samtidigt, om växelriktaren producerar en ren sinusformad signal, finns det inget behov av en stabilisator;
bädda in systemet för automatisk start av generatorn i omkopplingsenheten;
inbäddning av ett automatiskt startsystem, en omkopplingsenhet och en stabilisator i växelriktaren, medan växelriktaren producerar en "ren" sinus;
kombinera växelriktaren, batteripaketet, generatorn och en del av omkopplingsenheten till en enda modul, som tjänar till att styra och direkt ladda batterierna från generatorn, förbi omvandlingen av likström till växelström och vice versa.

På senare tid har elektriska generatorer som drivs med naturgas eller flytande gas blivit mer utbredda. Kostnaden för en kilowatt * timme från en gasgenerator är 2-10 gånger lägre än för bensin eller diesel. Samtidigt, om huvudgasen inte är tillgänglig, eller trycket i den inte är tillräckligt, är den enda lösningen att använda flytande gas.

Användningen av gashållare gör det möjligt att öka drifttiden för autonoma strömförsörjningssystem med flera storleksordningar.

SAE-tillverkare

Marknaden domineras av företag som endast skapar komponenter i autonoma kraftförsörjningssystem. Vissa tillverkare erbjuder ett system med inverter-laddare, medan andra erbjuder auto-start generatorer.

Växelriktare / laddare för att skapa SAE tillverkas av företag:

MicroArt (MAP SIN Energy-modell med två modifieringar: S, noggrannhet upp till 12% och Pro, noggrannhet upp till 5%; har en ren sinus)
Nakhodka (Sinus- och Sinusoidmodeller har en ren sinus)
Lugn (modell UEP PSS)
Electromash (modeller av Istok-serien [till exempel IDP-1 / 1-10-220-A] har en ren sinus)
CyberPower- system (CPS-modeller [t.ex. CyberPower CPS1000E, CPS1500PIE] är ren sinus)
Novergy (IPC-modellen har en ren sinus)
OutBack (VFX-modellen har ren sinus; GFX, FX har ren sinus och förseglad hölje)
Simin (modeller av SIM-****MC-familjen [till exempel Simin SIM-1000MC] är icke-sinusformade; SIM-****PC-familjerna [till exempel Simin SIM-1000PC] är ren sinus)
Studer Xtender (modeller av XTM, XTH-serien är ren sinus)
Sunny Island
Tripp Lite (APSX******-modeller [t.ex. Tripp Lite APSX3024SW] är ren sinus)
Victron Energy (Phoenix, MultiPlus, Quattro, ECOmulti, EasyPlus, EasySolar-modeller har ren sinus) - förutom stationär installation kan de vara lämpliga för transportapplikationer. Växelriktarnas funktionalitet stöder automatisk start och stopp av bränslegeneratorn beroende på batteriernas laddningstillstånd. Fjärrövervakning och kontroll av det autonoma strömförsörjningssystemet stöds med hjälp av extraalternativ.
Xantrex (XW, PROwatt SW-modeller är ren sinus, TR-modeller är kvasi-sinus)

Växelriktare som innehåller styrelement för autonoma system:

Xantrex SW-serien (som SW3048E och SW4548E), har en generatorstyrenhet eller annan strömkälla
Xtender XTM-serien (till exempel XTM 3500-24), har multifunktionella kontakter, inklusive för att starta och stoppa generatorn (beroende på graden av förberedelse av generatorn för automatisering)

Elektriska generatorer produceras av dussintals företag i Europa, Kina, Ryssland (främst från utländska komponenter från Europa eller Kina).

Automatiska generatorstartsystem för låg batterispänning:

SAP "Energi"
XW automatisk generatorstart

Batterier

Batterier används för att lagra elektrisk energi, som senare används för att driva lasten. För autonoma strömförsörjningssystem rekommenderas det att använda typer av batterier med en ökad cyklisk resurs, eftersom de kan hålla längre med dagliga laddnings- och urladdningscykler. Beroende på typen av batterier är det önskvärt att begränsa urladdningsdjupet med hjälp av funktionaliteten i avbrottsfri strömförsörjning eller växelriktare.

Batterityp	Rekommenderat urladdningsdjup	Förväntad resurs	Lösningskostnad
Årsstämma VRLA	inte mer än 30%	upp till 1000 cykler	låg
GEL VRLA	inte mer än 35 %	upp till 1500 cykler	låg
OPzV VRLA	inte mer än 50%	upp till 2500 cykler	medelhög
OPzS	inte mer än 50%	upp till 2500 cykler	medelhög
Li-jon (LiFePO4)	inte mer än 90%	upp till 3000 cykler	hög

Beskrivning av de viktigaste egenskaperna och nödvändiga kraven för elementen i EPS

Elektriska generatorer: bensin, diesel, gas för att driva EPS produceras av många företag, av vilka många köper motorer på sidan och bygger kraftverk baserade på dem.

Huvudegenskaper hos elektriska generatorer:

Arrangemanget av cylindrar är företrädesvis in-line, arrangemanget av ventiler är övre (betecknat med OHV). Sådana motorer är bättre smorda, resursen är 1,5-2 gånger högre. Oljeförbrukningen är mycket lägre.
Kraftverkskraft. Den viktigaste parametern, för att skapa ett autonomt strömförsörjningssystem, rekommenderas att ta två gånger den nominella strömförbrukningen. Detta kommer att tillåta, utan att ändra antalet konsumenter, att ladda batterierna, vilket skapar en reserv av tid för kylning av elmotorn. Motorns maximala märkeffekt bestäms av summan av strömförbrukningen och den maximala laddningsströmmen för batterierna. Till exempel, med en strömförbrukning på 1200 VA, med en maximal laddningsström på 50 A och en laddningsspänning på 14 V, är det nödvändigt att generera 1900 VA. Kom ihåg: det är mycket lättare för en generator att arbeta med låg belastning. Svaga motorer, som ständigt levererar 100 % av den tillåtna energin, misslyckas mycket snabbare än mer kraftfulla som arbetar på halv styrka.
Bränsletyp. Dieselgeneratorer är de mest hållbara, följt av gas, följt av bensin. Man tror att resursen för dieselmotorer är en och en halv gånger högre än för bensinmotorer. Kostnaden per 1 kWh är den lägsta för gaseldade kraftverk. Dessutom är kostnaden för 1 kWh för gas, som drivs av lågtrycksnaturgas, cirka 10 gånger lägre än för leverantörer av stadens elnät.
Generatortyp. Den synkrona generatorn låter dig generera ström under en kort tid 2-4 gånger högre än den nominella, lämplig för att driva elektriska apparater med höga startströmmar. Asynkron kan inte leverera effekt mycket högre än den nominella, men den har en längre resurs och är inte känslig för kortslutningar.
För bensinmotorer är antalet cylindrar viktigt, om det bara finns en cylinder är det stor sannolikhet att fylla ljuset, vilket gör att motorn inte startar.
För gasgeneratorer är instruktioner på ryska obligatoriska, gasgeneratorer utan instruktioner på ryska är förbjudna att sälja.
Elstartare krävs. Utförs vanligtvis i form av en synkrongenerator som arbetar i startläge.
Kostnaden för el. Det bestäms av förhållandet mellan mängden bränsle som förbrukas per timme och generatorns nominella effekt, sedan genom att räkna om kostnaden för 1 liter bränsle bestäms kostnaden, rubel / kWh. Vanligtvis minskar kostnaden med ökningen av märkeffekten, men den minsta bränsleförbrukningen för generatorn bör också beaktas.
Tankkapacitet och bränsleförbrukning. Ju högre mängd bränsle som förbrukas, desto större bör tanken vara. Materialet i tanken är bättre än plast, med tjocka väggar. För gasgeneratorer är det möjligt att använda hushållsgastankar (gasflaskor med stor volym).
Ljudnivå. Ju mindre desto bättre, högkvalitativa kraftgeneratorer är utrustade med ljuddämpare med låg ljudnivå. Dessutom hjälper ljuddämpande överdrag till att minska brus.
Generatorns vikt, närvaron av hjul för enkel transport.
Timmätare, nödvändig för snabb underhåll.
Närvaron av en inbyggd automatisk launcher (SAP).