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Backup Power with a 48V DC Generator

帶有48V DC發電機的備份功率

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Könner&Söhnen®動力設備的文章2023年8月9日

備用電源解決方案使用DC-Generator KS 48V-DC

現代社會朝著靈活性和可再生能源發展。

電池的電力島解決方案和電源系統已成為一種趨勢,並且變得越來越普遍。目前,我們正在經歷電池和蓄能器的生產快速變化,這些電池和蓄能器越來越多地影響我們的日常生活。

電力存儲設備越來越多地成為不同電源系統的一部分。太陽能係統,風力渦輪機,電動汽車,帶可充電電池的家用電器,帶UPSS的計算機系統,電信,監視系統等都配備了長壽電池。

電池是通過AC或DC電源充電的。但是,必須首先糾正交流電壓,這本身就是一個技術問題,在更高的功率水平上。

大多數AC/DC充電器以及逆變器中的充電模塊都具有脈衝功耗,並且大多數以脈衝方式為電池存儲設備充電:

充電器的當前消費(綠色)

電池充電(綠色)

電源電壓顯示為黃色。對於充電器或無功率因子校正的充電模塊,僅消耗正弦波的最大值。

脈衝電流消耗的功率因數為0.5-0.6,這會導致高反應能力。當從公共電網上運行時,問題越來越少,因為幾個電力消費者平行運行並相互平衡。

但是,當使用交流發電機時,會出現各種技術問題,這意味著您不能使用發電機的標稱功率的一半以上,並且必須採取措施來穩定電路,以應對脈衝樣電流消耗引起的諧波。

實際上,它通常會導致充電器的不穩定操作,甚至會導致發電機的損壞,例如過熱的繞組,斷開的電壓調節器或逆變器模塊。

傳統的發電機不得用作UPS或逆變器的備用電源,因為充電模塊會扭曲其電壓,從而影響提供的電力消費者。具有逆變器技術的發電機更適合於此,但是您必須考慮性能的局限性。

直流發電機 作為電池存儲的能源,以不同的方式解決了該問題,並且在這種意義上具有很大的優勢。

KS 48V-DC直接連接到電池或48V的母線,並執行與帶電控制器的其他直流電源(例如太陽能場或風力渦輪機)相同的功能。

通過太陽能電荷控制器充電電池很複雜,具體取決於逆變器的功耗:

在左側的圖像中,從逆變器和右圖中的圖像中都沒有動力,以脈衝繪製功率以創建正弦波。

直流發電機具有多個繞組和電子控制,這使輸出電流更加順暢。這就是在40a和70a電流(RMS值)的LifePo₄電池(極端情況)的充電電流(綠色)的樣子。

直流發電機輸出電壓紋波非常低,這仍然可能導致電池中充電電流波紋。隨著充電電流的增加,電池自身電壓與發電機電壓之間的差異會增加,這可能會導致充電電流波紋的減少。

從所有角度來看,DC發電機可以為電池充電,這是一個很好的解決方案,在某些情況下,沒有更好的選擇(如果有的話)。

例如,使用具有備用電源功能的網格逆變器,並且使用直流電池存儲,因此無法使用AC發電機而不是公共電源網格,因為這樣的發電機可能會因電源反饋而損壞。直流電池存儲只能從直流源充電。

Könner&Söhnen一直在努力為我們的客戶提供良好的解決方案。可靠的電源極為重要,來自Könner&Söhnen的DC發電機應該在其中發揮重要作用。

KS 48V-DC直流發電機已專門用於48V電池存儲,其工作電壓範圍與48-54V範圍重疊。

相比之下,這是最常見電池的參數:

負責狀態
SOC,%

電壓
 LifePo₄
(16x3.2 V)

電壓
 LifePo₄
(15x3.2 V)

電壓
利恩
(14x3.7V)

電壓
利恩
(13x3.7V)

電壓
AGM
(4x12v)

電壓
blei-säure
(4x12v)

100

54.4

51.0

58.0

53.9

52.0

50.4

90

53.2

49.9

56.7

53.1

51.0

50.0

80

53.0

49.7

55.4

51.9

50.0

49.7

70

52.8

49.5

54.1

50.7

49.2

49.3

60

52.6

49.3

52.8

49.5

48.6

48.8

50

52.5

49.2

51.5

48.3

48.2

48.2

40

52.3

49.1

50.2

47.1

47.8

47.6

30

52.0

48.8

48.9

45.8

47.2

47.0

20

51.6

48.4

47.6

44.6

46.6

46.3

10

48.0

45.0

46.3

43.4

46.0

45.2

 

必須注意諸如最大充電電壓,推薦電流和可用容量等參數:

收費
參數,
最大限度

 LifePo₄
16個細胞
(16x3.2 V)

 LifePo₄
15個細胞
(15x3.2 V)

利恩
14個細胞
(14x3.7V)

利恩
13個細胞
(13x3.7V)

AGM
4個電池
(4x12v)

blei-säure
4個電池
(4x12v)

電壓,
v

57.6

54.0

58.0

53.9

58.0

57.2

當前的,
c

1.0

1.0

0.5

0.5

0.2

0.2

可用
容量, %

90-100

90-100

90-100

90-100

50-80

50

選擇KS 48V-DC的最大輸出電壓即使在AGM和鉛酸電池中也不會發生過度充電。這是在trick流充電區域,即使發電機運行了幾個小時,也不會損壞電池。

如果48V總線桿上的電壓將上升到57V(例如,由於其他直流電源),則發電機將立即停止,無論該模式如何。

鋰電池配備了BMS控制器,這也防止了過度充電。

48-54V的電壓範圍適用於大多數48V公交桿。還必須考慮從發電機到48V總線桿的電纜中的電壓降,根據當前強度,這可以為0.5-1.0V。

KS 48V-DC像充電器或具有IU特徵的充電模塊一樣工作:

它執行與連接到48V總線的任何其他DC源的功能相同,並在需要時為系統提供電源。

可以使用現有的自動控制模式或外部控制模式實現不同的功能算法。在自動控制模式和外部控制模式之間進行選擇時,必須考慮要提供的系統的特殊功能。當發電機運行並且是48V總線上DC電源的唯一來源時,它幾乎接管了所有電源,因為其輸出電壓隨後略高於電池電壓。

如果平均能源需求超過發電機標稱功率的50%以上(例如電信系統),我們建議使用多個KS 48V-DC來增加功率:

並行連接的直流發電機的總額定功率至少應提高兩倍,因為連接的電力消費者的平均功率消耗,因此可以從長遠來看可以保證不間斷的操作。例如,一半的直流發電機可以運行,而另一半可以冷卻,維修或加油。

在自動模式下,這樣的系統也將是自我調節的。即使是發電機的啟動電壓的小偏差也意味著第一發電機首先啟動,而如果僅第1個發電機的輸出不夠,則電池電壓繼續下降。如果一個活動發電機之一的輸出電流低於20a,則在30秒內關閉它,而其他發電機繼續運行。

如果其他直接電流源將在48V母線(逆變器或UPS的充電器模塊,AC/DC轉換器,PV模塊或風力渦輪機的電荷控制器等)上活躍起來),並完全或全部接管電源,以全部或全部接管電源,當前在KS 48V-DC上繪製ks 48V-DC以及它在自動模式下時,則可以在自動模式下,Conterer the Conterer shuters persators the Generator shuters the Generator shuters shuts ins the Generator shuters the Generator shuters the Generator。如果幾個KS 48V-DC並行運行,則它們將被關閉,並且只有在當前消耗超過20A的地方繼續運行。

這樣可以節省燃料,因為發動機不會以低負載,而是在經濟速度範圍內運行。

在外部控制模式下,KS 48V-DC僅通過外部無電勢“幹”觸點打開和關閉,除了過電壓保護外,該觸點以57V關閉發電機。

手術  在自動模式下

自動模式下的發電機監視要提供的電池電壓,並在達到47.5-48V的較低電壓值時自動啟動。反應時間約5秒。

發電機的電壓高達53.5-54V,電流高達70-75a,並在電壓達到53.5-54V時關閉,並且充電電流下降到20A以下。反應時間約30秒。

無論電池電壓如何,都可以通過在任何時候按開始按鈕來開始發電機,但是在當前平局低於20A之後,將在30秒內停止。

當電流抽籤超過20A時,綠色信號燈(操作顯示)連續點亮,並且當電流抽獎降至20a以下時閃爍。

如果從技術上講,各自情況下的功耗永遠不會低於20A(48V螺旋桿),則應使用外部控制模式,以使發電機不會連續運行。

在外部控制模式下操作

外部控制模式下的發電機將通過關閉控制終端觸點並通過打開來啟動。這種模式允許通過具有潛在的“乾燥”觸點的設備的外部控制,可以最佳地適應不同的電池存儲系統,從而大大擴展了發電機的應用程序範圍。在控制端子觸點之間的跳線後,一旦旋轉開關轉到ON位置並在OFF位置時停止,發電機就會立即啟動。建議使用此類使用,以便能夠手動啟動和停止發電機,無論電池電壓如何。

許多設備都配備了潛在的“幹”觸點(逆變器,UPS,帶有BMS控制器的電池,電池監視器,時間繼電器等),這允許實現生成器使用的所有可能算法。

過電壓和過載保護

如果出於任何原因,48V行駛台或要提供的電池的電壓應上升到57V及更高,則發電機立即關閉。

當超過最大電流並可能低於48V時,發電機的輸出電壓會降低,但是如果它太低,則將其識別為短路,並立即關閉發電機。

在最大電流充電時,紅色導致點亮是正常的。這僅意味著已經達到了發電機的最大輸出電流。

在低燃料或發動機油的情況下進行保護

如果燃油用完,則發動機停止。

如果石油水平太低(黃色LED燈亮),則發動機立即停止。

如果滿足起始條件(電池電壓在自動模式下低於47.5-48V,或者在外部控制模式下短路短路),則發動機將嘗試啟動5次,如果它不起作用,則會出現錯誤消息(紅色LED閃光燈)。

簡單的服務 

發電機沒有自己的電池,由要提供的電池啟動。提供的電池通常具有幾千瓦時的容量,即使電荷也有低電量,即使在嘗試啟動它之後,也有足夠的能量來啟動發電機。例如,這消除了對發電機電池進行定期維護的需求,例如,與交流發電機的習慣一樣,在很少使用發電機時會提高緊急電源的可靠性。

但是,對於發電機,必須注意確保不超過燃料的保質期。我們建議僅使用持久的汽油,其八烷次數為90-95作為燃料,請注意化油器中可能的沉積物,並根據汽油的保質期及時將其排除在內。

注意發動機油的保質期也很重要。必鬚根據製造商的規格每12-18個月或每50個小時進行一次更改。

應根據臟器的骯髒程度更換空氣過濾器。

重要說明: 

直流發電機KS 48V-DC只能使用上表中列出的48V電池進行操作。必須注意整個電源系統的參數。在逆變器專門提供48V母線的系統中,必須確保可以將其他DC電源源連接到48V的母線,並且控制器中沒有故障(尤其是基於能量管理的工廠)造成的故障。

免責聲明:

這些說明只能作為建議,是說明性的,必須適應安裝過程中確切的當地情況和條件。安裝本身應符合所有標準和法規。我們對錯誤的裝置及其後果不承擔任何責任。

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