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Backup Power with a 48V DC Generator

带有48V DC发电机的备份功率

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Könner&Söhnen®动力设备的文章2023年8月9日

备用电源解决方案使用DC-Generator KS 48V-DC

现代社会朝着灵活性和可再生能源发展。

电池的电力岛解决方案和电源系统已成为一种趋势,并且变得越来越普遍。目前,我们正在经历电池和蓄能器的生产快速变化,这些电池和蓄能器越来越多地影响我们的日常生活。

电力存储设备越来越多地成为不同电源系统的一部分。太阳能系统,风力涡轮机,电动汽车,带可充电电池的家用电器,带UPSS的计算机系统,电信,监视系统等都配备了长寿电池。

电池是通过AC或DC电源充电的。但是,必须首先纠正交流电压,这本身就是一个技术问题,在更高的功率水平上。

大多数AC/DC充电器以及逆变器中的充电模块都具有脉冲功耗,并且大多数以脉冲方式为电池存储设备充电:

充电器的当前消费(绿色)

电池充电(绿色)

电源电压显示为黄色。对于充电器或无功率因子校正的充电模块,仅消耗正弦波的最大值。

脉冲电流消耗的功率因数为0.5-0.6,这会导致高反应能力。当从公共电网上运行时,问题越来越少,因为几个电力消费者平行运行并相互平衡。

但是,当使用交流发电机时,会出现各种技术问题,这意味着您不能使用发电机的标称功率的一半以上,并且必须采取措施来稳定电路,以应对脉冲样电流消耗引起的谐波。

实际上,它通常会导致充电器的不稳定操作,甚至会导致发电机的损坏,例如过热的绕组,断开的电压调节器或逆变器模块。

传统的发电机不得用作UPS或逆变器的备用电源,因为充电模块会扭曲其电压,从而影响提供的电力消费者。具有逆变器技术的发电机更适合于此,但是您必须考虑性能的局限性。

直流发电机 作为电池存储的能源,以不同的方式解决了该问题,并且在这种意义上具有很大的优势。

KS 48V-DC直接连接到电池或48V的母线,并执行与带电控制器的其他直流电源(例如太阳能场或风力涡轮机)相同的功能。

通过太阳能电荷控制器充电电池很复杂,具体取决于逆变器的功耗:

在左侧的图像中,从逆变器和右图中的图像中都没有动力,以脉冲绘制功率以创建正弦波。

直流发电机具有多个绕组和电子控制,这使输出电流更加顺畅。这就是在40a和70a电流(RMS值)的LifePo₄电池(极端情况)的充电电流(绿色)的样子。

直流发电机输出电压纹波非常低,这仍然可能导致电池中充电电流波纹。随着充电电流的增加,电池自身电压与发电机电压之间的差异会增加,这可能会导致充电电流波纹的减少。

从所有角度来看,DC发电机可以为电池充电,这是一个很好的解决方案,在某些情况下,没有更好的选择(如果有的话)。

例如,使用具有备用电源功能的网格逆变器,并且使用直流电池存储,因此无法使用AC发电机而不是公共电源网格,因为这样的发电机可能会因电源反馈而损坏。直流电池存储只能从直流源充电。

Könner&Söhnen一直在努力为我们的客户提供良好的解决方案。可靠的电源极为重要,来自Könner&Söhnen的DC发电机应该在其中发挥重要作用。

KS 48V-DC直流发电机已专门用于48V电池存储,其工作电压范围与48-54V范围重叠。

相比之下,这是最常见电池的参数:

负责状态
SOC,%

电压
 LifePo₄
(16x3.2 V)

电压
 LifePo₄
(15x3.2 V)

电压
利恩
(14x3.7V)

电压
利恩
(13x3.7V)

电压
AGM
(4x12v)

电压
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

 

必须注意诸如最大充电电压,推荐电流和可用容量等参数:

收费
参数,
最大限度

 LifePo₄
16个细胞
(16x3.2 V)

 LifePo₄
15个细胞
(15x3.2 V)

利恩
14个细胞
(14x3.7V)

利恩
13个细胞
(13x3.7V)

AGM
4个电池
(4x12v)

blei-säure
4个电池
(4x12v)

电压,
v

57.6

54.0

58.0

53.9

58.0

57.2

当前的,
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

选择KS 48V-DC的最大输出电压即使在AGM和铅酸电池中也不会发生过度充电。这是在trick流充电区域,即使发电机运行了几个小时,也不会损坏电池。

如果48V总线杆上的电压将上升到57V(例如,由于其他直流电源),则发电机将立即停止,无论该模式如何。

锂电池配备了BMS控制器,这也防止了过度充电。

48-54V的电压范围适用于大多数48V公交杆。还必须考虑从发电机到48V总线杆的电缆中的电压降,根据当前强度,这可以为0.5-1.0V。

KS 48V-DC像充电器或具有IU特征的充电模块一样工作:

它执行与连接到48V总线的任何其他DC源的功能相同,并在需要时为系统提供电源。

可以使用现有的自动控制模式或外部控制模式实现不同的功能算法。在自动控制模式和外部控制模式之间进行选择时,必须考虑要提供的系统的特殊功能。当发电机运行并且是48V总线上DC电源的唯一来源时,它几乎接管了所有电源,因为其输出电压随后略高于电池电压。

如果平均能源需求超过发电机标称功率的50%以上(例如电信系统),我们建议使用多个KS 48V-DC来增加功率:

并行连接的直流发电机的总额定功率至少应提高两倍,因为连接的电力消费者的平均功率消耗,因此可以从长远来看可以保证不间断的操作。例如,一半的直流发电机可以运行,而另一半可以冷却,维修或加油。

在自动模式下,这样的系统也将是自我调节的。即使是发电机的启动电压的小偏差也意味着第一发电机首先启动,而如果仅第1个发电机的输出不够,则电池电压继续下降。如果一个活动发电机之一的输出电流低于20a,则在30秒内关闭它,而其他发电机继续运行。

如果其他直接电流源将在48V母线(逆变器或UPS的充电器模块,AC/DC转换器,PV模块或风力涡轮机的电荷控制器等)上活跃起来),并完全或全部接管电源,以全部或全部接管电源,当前在KS 48V-DC上绘制ks 48V-DC以及它在自动模式下时,则可以在自动模式下,Conterer the Conterer shuters persators the Generator shuters the Generator shuters shuts ins the Generator shuters the Generator shuters the Generator。如果几个KS 48V-DC并行运行,则它们将被关闭,并且只有在当前消耗超过20A的地方继续运行。

这样可以节省燃料,因为发动机不会以低负载,而是在经济速度范围内运行。

在外部控制模式下,KS 48V-DC仅通过外部无电势“干”触点打开和关闭,除了过电压保护外,该触点以57V关闭发电机。

手术  在自动模式下

自动模式下的发电机监视要提供的电池电压,并在达到47.5-48V的较低电压值时自动启动。反应时间约5秒。

发电机的电压高达53.5-54V,电流高达70-75a,并在电压达到53.5-54V时关闭,并且充电电流下降到20A以下。反应时间约30秒。

无论电池电压如何,都可以通过在任何时候按开始按钮来开始发电机,但是在当前平局低于20A之后,将在30秒内停止。

当电流抽签超过20A时,绿色信号灯(操作显示)连续点亮,并且当电流抽奖降至20a以下时闪烁。

如果从技术上讲,各自情况下的功耗永远不会低于20A(48V螺旋杆),则应使用外部控制模式,以使发电机不会连续运行。

在外部控制模式下操作

外部控制模式下的发电机将通过关闭控制终端触点并通过打开来启动。这种模式允许通过具有潜在的“干燥”触点的设备的外部控制,可以最佳地适应不同的电池存储系统,从而大大扩展了发电机的应用程序范围。在控制端子触点之间的跳线后,一旦旋转开关转到ON位置并在OFF位置时停止,发电机就会立即启动。建议使用此类使用,以便能够手动启动和停止发电机,无论电池电压如何。

许多设备都配备了潜在的“干”触点(逆变器,UPS,带有BMS控制器的电池,电池监视器,时间继电器等),这允许实现生成器使用的所有可能算法。

过电压和过载保护

如果出于任何原因,48V行驶台或要提供的电池的电压应上升到57V及更高,则发电机立即关闭。

当超过最大电流并可能低于48V时,发电机的输出电压会降低,但是如果它太低,则将其识别为短路,并立即关闭发电机。

在最大电流充电时,红色导致点亮是正常的。这仅意味着已经达到了发电机的最大输出电流。

在低燃料或发动机油的情况下进行保护

如果燃油用完,则发动机停止。

如果石油水平太低(黄色LED灯亮),则发动机立即停止。

如果满足起始条件(电池电压在自动模式下低于47.5-48V,或者在外部控制模式下短路短路),则发动机将尝试启动5次,如果它不起作用,则会出现错误消息(红色LED闪光灯)。

简单的服务 

发电机没有自己的电池,由要提供的电池启动。提供的电池通常具有几千瓦时的容量,即使电荷也有低电量,即使在尝试启动它之后,也有足够的能量来启动发电机。例如,这消除了对发电机电池进行定期维护的需求,例如,与交流发电机的习惯一样,在很少使用发电机时会提高紧急电源的可靠性。

但是,对于发电机,必须注意确保不超过燃料的保质期。我们建议仅使用持久的汽油,其八烷次数为90-95作为燃料,请注意化油器中可能的沉积物,并根据汽油的保质期及时将其排除在内。

注意发动机油的保质期也很重要。必须根据制造商的规格每12-18个月或每50个小时进行一次更改。

应根据脏器的肮脏程度更换空气过滤器。

重要说明: 

直流发电机KS 48V-DC只能使用上表中列出的48V电池进行操作。必须注意整个电源系统的参数。在逆变器专门提供48V母线的系统中,必须确保可以将其他DC电源源连接到48V的母线,并且控制器中没有故障(尤其是基于能量管理的工厂)造成的故障。

免责声明:

这些说明只能作为建议,是说明性的,必须适应安装过程中确切的当地情况和条件。安装本身应符合所有标准和法规。我们对错误的装置及其后果不承担任何责任。

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