Dynamiczny system Diesel -UPS

Dynamiczny system Diesel -UPS wykorzystujący technologię
izolowaną-równoległą (IP bus) – Przykładowy projekt w oparciu o
rozwiązanie niemieckiego producenta zasilaczy dynamicznych –
Uniblock UBTD PILLER
1.1.
Dynamiczny system Diesel -UPS
Należy zaprojektować system zasilania gwarantowanego jako dynamiczny
system Diesel –UPS, wykorzystujący technologię izolowaną-równoległą (IP bus).
Modułowe szafy systemu DRUPS i IP bus będą umieszczone w odpowiednich
pomieszczeniach na parterze budynku.
Przyłączenie prądu będzie za pomocą szyn magistrali IP.
W fazie 1, zaprojektowane będą 4 jednostki UPS-agregat , po których nastąpi
druga faza z 2 kolejnymi jednostkami. Dla wszystkich 6 systemów, rozdzielnice
IP-Bus powinny być dostarczone w pierwszym etapie realizacji projektu.
Układ odprowadzania spalin i system chłodzący powinny być zainstalowane w
maszynowni.
Powinien być zapewniony dzienny zbiornik paliwa mający wystarczającą
pojemność 8 godzin pełnego obciążenia i zasilany przez centralny zbiornik
paliwa z kolejnymi 48 godzinami pojemności operacyjnej.
Zestaw Diesel-DRUPS ze zbiornikiem dziennym, systemem chłodzenia,
systemem odprowadzania spalin i wyposażeniem włączając pakowanie,
powinien być dostarczony do punktu pracy, zainstalowany I ustawiony,
włączając dostarczenie niezbędnych części do naprawy, włączając
zabezpieczenie dźwigu, rusztowania, wyposażenia placu budowy, rozładunek, i
dostawę materiałów instalacyjnych, zestawy akcesoriów do montażu takich jak
wkręty, zakrętki, uszczelki, wtyczki/kołki, zaciski i pręty kotwiące, elementy
konstrukcji mechanicznej.
Transport / instalacja / dostarczenie na miejsce
Projekt musi zapewnić odpowiednie warunki dla transportu, razem z
pakowaniem, instalacją I dostarczeniem na miejsce sprzętu wraz z
akcesoriami, chłodzeniem silnika, wymiennikiem ciepła, systemem
odprowadzania spalin, wlotem powietrza i systemem odprowadzania
powietrza, dzienny zbiornik paliwa, szafy kontroli i rozdzielnicy, do i na miejscu
instalacji. Projekt musi określać sposób i niezbędne warunki rozładunku za
pomocą mobilnego dźwigu dostarczonego przez wykonawcę.
Slider Technologies Sp. z o.o.; ul. Przedpole 1; 02-241 Warszawa
tel.: + 48 22 462 48 87; faks: + 48 224652321; www.slidertechnologies.pl
KRS 0000414482; REGON 146048982; NIP 5222995227
Millennium Bank S.A: 09116022020000 0002 1311 4977
Nr rej. GIOŚ:
E0016466WZBW
Warunki lokalne powinny być skontrolowane przed realizacją dostawy przez
wykonawcę i jego przewoźnika.
Obszar instalacji i nośność pięter dla instalacji dźwigiem powinna być
zaprojektowana. Powinny być zaprojektowane wymagania na Bariery i środki
bezpieczeństwa ruchu.
Wstępne informacje techniczne odnośnie systemu izolowanegorównoległego (IP bus)
System DRUPS obejmuje 4 zestawy DRUPS - Diesel niskiego napięcia, każdy
o mocy 2000 kW, które będą zintegrowane, tworząc połączoną grupą
równoległą. Ta grupa równoległa jest przeznaczona do zapewnienia
równomiernego podziału obciążenia DRUPS-ów bez bezpośredniego
połączenia równoległego.
System jest skonfigurowany z redundancją n+1, gdzie żaden z zestawów
DRUPS nie jest uprzednio zdefiniowany jako jednostka redundancyjna. Każdy
zestaw DRUPS jest połączony równolegle poprzez dławik wyrównawczy IP do
izolowanej szyny pracy równoległej IP-Bus.
Z szyny IP-Bus są pobierane napięcia zasilające dla szyn odbiorczych ,
zasilających grupy odbiorników w układzie A B C D. W ten sposób uzyskuje się
system zasilania bez pojedynczego punktu awarii, o dostępności zasilania
przewyższającej dostępność układu redundantnego system-system.
Każdy indywidualny zestaw DRUPS składa się z rotacyjnego Diesel UPS, w
którym napięcie wyjściowe jest generowane przez synchroniczny generator,
oraz z dynamicznego magazynu energii, magazynującego energię przez
krótki czas potrzebny na uruchomienie pracy agregatowej zespołu Diesla. Te
zestawy DRUPS są połączone z IP bus poprzez dławik wyrównawczy (dławik
IP) i centralną szynę mocy IP-Bus.
Grupy odbiorników, przypisane do danych bloku DRUPS, są podłączone do i
zasilane poprzez IP bus. Umożliwia to zasilanie grupy odbiorników poprzez
przypisany blok DRUPS, jak i przez równoległe bloki. W normalnym stanie
pracy większość mocy grupy odbiorników dostarczana jest przez przypisany
DRUPS. W wypadku awarii jednego bloku DRUPS, dostarczanie
odpowiedniego zasilania grupy odbiorników będzie kontynuowane, bez
przerwy ani zakłóceń, przez inne, równoległe bloki UPS bez konieczności
łączeń. Ponadto, musi być możliwe bezprzerwowe przetransferowanie
zasilania grupy odbiorników na IP bus, w celu konserwacji DRUPS.
Dławiki IP powinny być zaprojektowane tak, by osiągnąć wysoce
równomierny podział obciążenia na wyjściach DRUPS, nawet w przypadku
pracy z niesymetrycznym obciążeniem grup odbiorów. Ponadto, separacja
pomiędzy blokami DRUPS zapewnia, że awaria jednego bloku UPS lub zwarcie
na jednym z wyjść obciążenia nie ma negatywnego wpływu na inne
obciążenia, np. nie powoduje nadmiernie dużego spadku napięcia na innych
odbiornikach (które nie mają zwarcia). Prąd zwarcia musi być ograniczony
przez dławiki IP do wartości dozwolonej, ale wystarczająco wysokiej by
Slider Technologies Sp. z o.o.; ul. Przedpole 1; 02-241 Warszawa
tel.: + 48 22 462 48 87; faks: + 48 224652321; www.slidertechnologies.pl
KRS 0000414482; REGON 146048982; NIP 5222995227
Millennium Bank S.A: 09116022020000 0002 1311 4977
Nr rej. GIOŚ:
E0016466WZBW
osiągnąć zaprojektowaną selektywność zabezpieczeń. Wymiarowanie
dławików IP musi zapewnić stabilną pracę grupy równoległej.
Proces kontroli automatycznej dla różnych trybów pracy
W normalnym działaniu, gdy system DRUPS jest zasilany z sieci energetycznej,
częstotliwość wyjściowa powinna ściśle podążać za częstotliwością sieci.
Dystrybucja obciążenia musi być uzyskiwana wyłącznie przez zmianę kąta
fazowego pomiędzy napięciem wejściowym UPS I napięciem wyjściowym UPS,
wprowadzanego przez dławiki UPS, jak i zapewnienie wymaganego kąta
fazowego odbiornika wyłącznie przez dławiki IP bus. Dodatkowe
(elektroniczne) sterowanie dystrybucji obciążenia jest zbędne.
W trybie pracy z wirującego magazynu energii i w trybie Diesel, częstotliwość
jest zadawana przez UPS. Dystrybucja aktywnego obciążenia powinna podążać
za statystykami częstotliwości (charakterystyka błędów) systemu UPS. W tym
przypadku generowana częstotliwość wychodząca nieznacznie spada w czasie
wzrostu mocy.
DRUPS z nieco wyższą częstotliwością automatycznie akceptuje wyższe
obciążenie, zatem redukuje obciążanie innych UPS-ów, do momentu
osiągnięcia równomiernego podziału obciążenia.
Każdy zestaw UPS powinien ciągle dostarczać moc czynną, która jest
praktycznie identyczna do tej z innych zestawów UPS i odpowiednia do
średniego indywidualnego obciążenia, gdzie poziomy mocy na obciążeniu
wejściowym bloków UPS mogą być różne w każdym innym czasie.
Wyrównanie obciążenia powinno być realizowane poprzez IP bus I jest
uzyskiwane przez dławiki IP. To wyrównanie obciążenia powinno ochronić
Diesle przed pracą bez obciążenia. Połączenie sterujące do równomiernego
podziału obciążenia pomiędzy blokami / zestawami nie powinno być
stosowane.
Tryb operacyjny w którym niektóre DRUPS są w trybie zasilania z sieci
zasilającej , a niektóre w trybie Diesel (tryb mieszany), powinien być możliwy.
Równomierny podział mocy czynnej pomiędzy zestawem UPS powinien być
zapewniony również w mieszanym trybie pracy.
Przepływ obciążenia
Nie powinno być wyrównywania obciążenia poprzez IP bus podczas działania z
identycznymi obciążeniami na wyjściach odbiorów, i kiedy wszystkie zestawy UPS
są w stanie normalnej pracy. Wyrównanie obciążenia przez IP bus odbywa się
tylko, gdy jeden DRUPS jest wyłączony, albo obciążenie jest nierównomierne.
IP bus i powiązane wyłączniki automatyczne muszą być zaprojektowane dla
możliwie najwyższego prądu .
Charakterystyka w stanie przejściowym
Podczas zmian trybu operacyjnego, obciążenia odbiorników i w przypadku
zwarcia jednego obciążenia wyjściowego, częstotliwość I wahania napięcia
Slider Technologies Sp. z o.o.; ul. Przedpole 1; 02-241 Warszawa
tel.: + 48 22 462 48 87; faks: + 48 224652321; www.slidertechnologies.pl
KRS 0000414482; REGON 146048982; NIP 5222995227
Millennium Bank S.A: 09116022020000 0002 1311 4977
Nr rej. GIOŚ:
E0016466WZBW
mogą pojawić się jedynie w maksymalnie dozwolonym zakresie (wahania
napięcia +/-10 % napięcia wyjściowego na łącznym maksymalnym obciążeniu
mocy 6 MW i współczynniku mocy w zakresie pomiędzy 0,9 indukcyjnej do
0,9 pojemnościowej z przejściem przez 1).
Nowy punkt pracy systemu powinien ustalić się tak szybko, jak to możliwe.
Odpowiedź dynamiczna zestawu DRUPS pracującego w systemie
równoległym-separowanym IP powinna być nie gorsza niż dla indywidualnie
pracującego zestawu DRUPS.
Zmiany obciążenia w obciążeniu wyjściowym powinny w krótkim czasie być
obsługiwane prawie wyłącznie przez przypisany blok DRUPS, do momentu aż
nowy punkt sterowania systemem dopasuje się do wyrównania obciążenia
pomiędzy równoległymi blokami UPS.
W przypadku zwarcia na jednym z wyjść obciążenia, w większości zwarcie to
powinno być obsłużone przez przypisany blok DRUPS. Izolowane równoległe
zestawy DRUPS powinny zasilać jedynie część prądu zwarciowego, która jest
ograniczona przez dławiki IP. Wydatek prądów zwarciowych równoległych
DRUPS-ów musi być ograniczony do takiej wartości, która nie powoduje
znacznego spadku napięcia na pozostałych odbiorach, które nie uległy zwarciu.
Wyłącznik obciążenia DRUPS i wyłącznik za dławikiem IP powinien być tego
rodzaju, żeby selektywnie zadziałały aparaty najbliżej miejsca zwarcia.
Dławiki IP
Dławiki IP łączące wyjście zestawów UPS do IP bus ograniczają prąd
zwarciowy na IP bus, a z drugiej strony separują oddziaływanie zwarcia na
inne sprawne wyjścia.
Induktancja dławika powinna być takiej wartości, by napięcie sprawnego
odbiornika nie przekraczało +/-10% tolerancji przy łącznym maksymalnym
obciążeniu 6 MW i współczynniku mocy wyjściowej od 0,9 indukcyjnej do
0,9 pojemnościowej.
Ponadto, induktancja powinna być dobrana tak, by prąd zwarciowy na IP bus
nie przekraczał około 65 kA dla 4 systemów DRUPS i był wystarczająco
wysoki, aby zapewnić zadziałanie zabezpieczeń.
Główny sterownik
Slider Technologies Sp. z o.o.; ul. Przedpole 1; 02-241 Warszawa
tel.: + 48 22 462 48 87; faks: + 48 224652321; www.slidertechnologies.pl
KRS 0000414482; REGON 146048982; NIP 5222995227
Millennium Bank S.A: 09116022020000 0002 1311 4977
Nr rej. GIOŚ:
E0016466WZBW
Główny sterownik powinien składać się z dwóch w pełni redundantnych
cyfrowych sterowników. Każdy z tych sterowników powinien być w stanie
monitorować system IP. Redundancja powinna zawierać cały kompletny
hardware wymagany dla poprawnego działania indywidualnego PLC.
Dwa redundantne kontrolery powinny wymieniać wszystkie dane poprzez
system
IP, aby redundantny PLC mógł być oddany do serwisu bez powodowania
utrudnień w systemie IP.
Redundantny kontroler (slave) przejmuje tak szybko jak kontroler master
stwierdzi błąd.
Zasilanie napięcia sterującego powinno być redundantne w podobnym
stopniu.
Napięcie sterujące jest zasilane układem sterowania.
Błąd w jednych kablach napięcia zasilania nie może mieć żadnego efektu na
działanie głównego urządzenia sterującego lub odpowiednich systemów
kontroli.
Dodatkowe zasilanie napięcia sterującego z sieci dla celów testowych i
uruchomienia również powinno być zastosowane.
Każdy błąd w kablach zasilających napięcie sterujące powinien być
monitorowany.
Główne urządzenie sterujące powinno zasilać napięcie sterujące system
liniami sygnałowymi, by to napięcie mogło być użyte przez każdy system
kontroli w celu prowadzenia linii sygnałowych. Błąd w kablach napięcia
sterującego nie może mieć wpływu na jakiekolwiek działanie głównego
urządzenia sterującego. Napięcie sterujące dla linii sygnałowych musi być
monitorowana przez każdy system kontroli.
Komunikacja zewnętrzna
Główne urządzenie sterujące komunikuje się z liniami sygnałowymi poprzez
redundantne kable komunikacyjne, każde główne urządzenie sterujące
zasilane energią z obu kabli komunikacyjnych.
Slider Technologies Sp. z o.o.; ul. Przedpole 1; 02-241 Warszawa
tel.: + 48 22 462 48 87; faks: + 48 224652321; www.slidertechnologies.pl
KRS 0000414482; REGON 146048982; NIP 5222995227
Millennium Bank S.A: 09116022020000 0002 1311 4977
Nr rej. GIOŚ:
E0016466WZBW