1. На ДЭС, предназначенных для работы совместно с ИБП, устанавливают, как правило, электронные регуляторы частоты вращения и электронные с постоянным подмагничиванием регуляторы напряжения (возбуждения). Приводимые в литературе сведения о применении на них регуляторов нагрузки являются ошибочными: последние используются только на тепловозах. Что же касается собственно нагрузки, то она определяется потребителями (по виду - активная или реактивная и по величине), для каждой системы "ДЭС-ИБП" является данностью и не может "регулироваться". Устройство нормированного подключения нагрузки не является регулятором, оно определяет темп нагрузки ДЭС, заменяя одномоментный ("мгновенный") наброс нагрузки ее плавным увеличением и предотвращая перегрузку ДЭС в переходном режиме. Попутно отметим, что это устройство является принадлежностью ИБП, а не ДЭС.

2. Источник бесперебойного питания является нелинейной комплексной нагрузкой для ДЭС. Искажение формы кривых тока и напряжения приводит к добавочным потерям в ферромагнитных участках магнитной цепи и, как следствие, к увеличению нагрева обмотки и железа генератора. Как правило, синхронные дизельные генераторы, предназначенные для работы на линейную нагрузку при cos = 0,8, имеют запасы по нагреву обмотки и железа статора 25…30% и не имеют больших запасов по нагреву обмотки возбуждения. Однако, при работе ДЭС на источник бесперебойного питания, коэффициент мощности генератора примерно равен 0,9…0,95, его ток возбуждения меньше номинального на 30…35% и, следовательно, количество выделяемого в обмотке возбуждения тепла не превышает 50% номинального значения. Соответственно, проблем с нагревом обмотки возбуждения не возникает. Из сказанного следует, что генераторы, спроектированные для работы на линейную нагрузку, могут, как правило, использоваться в составе ДЭС для работы на номинальной мощности на источник бесперебойного питания. При этом повышение температуры обмоток и железа не выходит за пределы норм, оговоренных ГОСТ 183 "Машины электрические вращающиеся. Общие технические требования".

3. В ряде случаев при подключении ИБП, не имеющих устройств программного подключения ("мгновенный" наброс) или имеющих входной фильтр, наблюдается кратковременное снижение ("провал") напряжения, приводящее к отключению ИБП от ДЭС. Этот "провал" вызывается увеличенной нагрузкой, подключаемой к ДЭС, которая существенно больше входной мощности ИБП, т.к. расходуется не только на обеспечение нужд потребителей, но и компенсацию затраченной аккумуляторной батареей ИБП энергии, а также заряд входных цепей ИБП (фильтров). С целью уменьшения "провала" напряжения и времени его восстановления представляется целесообразной замена в ДЭС штатных генераторов на генераторы повышенной мощности при неизменной мощности дизелей. В результате такой замены при неизменном (по абсолютной величине) набросе нагрузки, загрузка генератора (в процентах от мощности) будет меньшей, а, следовательно, меньшими будут "провал" напряжения и время его восстановления.

4. Приводимые в литературе соображения о том, что потребляемый ИБП ток, имеющий пульсирующий (импульсный) характер, приводит к снижению динамической устойчивости системы автоматического регулирования "частота вращения - напряжение - нагрузка", являются, по мнению авторов, спорными, а предлагаемое решение - увеличение мощности ДЭС - неоправданным.

Дело в том, что:

• как уже было сказано, системы регулирования нагрузки на дизель-генераторах, предназначенных для работы совместно с ИБП, вообще не применяют (используются только на тепловозах);
• постоянная времени регулятора возбуждения генератора - Тrв существенно меньше постоянной времени регулятора частоты вращения ДГ - Тrд, так что последний при работе дизель-генератора на ИБП не реагирует на отдельные импульсы тока, воспринимая их как осредненную нагрузку и соответственно на нее реагируя.

Сказанное подтверждается анализом наблюдавшихся случаев неустойчивой работы системы, который показал, что причинами являлись:

а) кратковременная перегрузка ДЭС в момент переключения ИБП, не имеющего устройства программного подключения и оборудованного входным фильтром, на работу от ДЭС с генератором недостаточной мощности. При этом недопустимо снижались напряжение и частота вращения и ИБП вновь переходил на питание нагрузки от аккумуляторных батарей. После восстановления напряжения на клеммах генератора вновь происходило переключение ИБП на работу от ДЭС, после чего все повторялось. Очевидно, что какого-либо отношения к работе системы автоматического регулирования "частота вращения - нагрузка" и, в частности, снижению ее динамической устойчивости, этот процесс не имел.

в) дефект конкретного генератора, что, естественно, также не было связано с видом нагрузки. Замена генератора полностью ликвидировала неустойчивую работу системы.

с) недостаточное быстродействие регулятора напряжения. В этом случае нагрузка также была линейной, а неустойчивая работа системы исключена заменой регулятора на быстродействующий.

Кроме изложенного, в эксплуатации наблюдались два-три случая повышенной низкочастотной модуляции (с частотою 10…12 Гц), не влияющей на работу оборудования, но приводящей к "мерцанию" осветительных люминисцентных ламп.

Из сказанного следует, что вид нагрузки не оказывает определяющего влияния на поведение системы регулирования "частота вращения - напряжение", хотя полностью исключить его влияние без проведения дополнительных исследований и экспериментальных проверок было бы неверно.

М.И. Цыркин, А.Я. Гольдинер, А.И. Любельский, К.А. Тюляков, С.В. Соколов, ТХ "Электросистемы" Круг А.Е. АО "Электросила"

http://www.electrosystems.ru/