SoSo CAD
Bilimsel makalePDF2015

DC Güç Dağıtım Sistemlerinde ve Mikroşebekelerde Güç Kalitesi

Özgün başlık Power Quality in DC Power Distribution Systems and Microgrids

Energies (MDPI AG) · Stephen Whaite, Brandon Grainger ve diğerleri

Pittsburgh Üniversitesi'nden bu derleme, veri merkezlerini de motivasyon örneği alarak DC dağıtımda harmonik akımlar, kalkış akımı, arıza akımı ve topraklama gibi güç kalitesi sorunlarını inceliyor ve DC sistemlerin bu sorunlardan kendiliğinden muaf olmadığını gösteriyor.

Belgeyi okuİndir (PDF, 1,2 MB)Özgün kaynağa git

CC BY 4.0 — atıf vererek paylaşabilirsiniz

Bu sayfada

Özet

Makale, DC güç dağıtımının güç kalitesi açısından neleri gerektirdiğini soruyor. Yöntem bir literatür taramasıdır: önce dört örnek DC mimarisi (veri merkezi, konut ve ticari binalar, telekom, yüksek gerilim DC toplama sistemleri) güç kalitesinin neden önemli olduğunu göstermek için anlatılıyor, ardından AC sistemlerdeki güç kalitesi kısaca özetleniyor ve en sonunda DC sistemlere özgü yayınlar derleniyor. Yeni bir ölçüm veya deney yoktur.

Veri merkezi örneğinde Intel'in analizi tesis ölçeğinde 400 V DC dağıtımın en iyi seçenek olabileceği sonucuna varıyor ve uçtan uca verimi yaklaşık %73 olarak veriyor. 380 VDC için 48 VDC'ye göre %15 daha düşük ilk yatırım, %33 daha az alan, %36 daha düşük ömür boyu maliyet ve 20-100 kat daha az bakır bildirilmiş; o tarihte dünyada 23 tesis 380 VDC olarak derecelendirilmişti.

DC'ye özgü sorunlar şöyle: DC bara arıza akımı yalnızca dönüştürücüler, depolama ve bara kapasitansından geldiği için dönüştürücü değerleriyle sınırlı; düşük arıza akımı, arızayı yoğun yükten ayıran aşırı akım koruması ayarlamayı zorlaştırıyor. Akım sıfır geçişi olmadığı için DC arklar daha yavaş sönüyor, seri ark arızaları kendini sürdürebiliyor ve akım artışı olmadığı için algılanması zor. Dönüştürücü EMI filtre kapasitansları, konnektör kontaklarını kaynatabilecek kalkış akımı çekebiliyor.

Sınırlar: makale 2015 tarihli ve o zamanki literatürü yansıtıyor; yüksek gerilimli (800 VDC) raf mimarilerini ve güncel standartları kapsamıyor. Sonuç net: DC sistemler güç kalitesi sorunlarından otomatik olarak kaçınmaz; kalkış akımı, arıza algılama ve topraklama için açıkça tasarım gerekir. Ayrıca 60 V üzeri DC dağıtımda deneyimli teknisyen eksikliği ve standardizasyon ihtiyacı belirtiliyor.

Öne çıkan noktalar

  1. Intel analizi, tesis ölçeğinde 400 V DC dağıtımın en iyi seçenek olabileceğini ve uçtan uca verimin yaklaşık %73'e yakın olduğunu bildirdi.
  2. 380 VDC'nin 48 VDC'ye göre bildirilen avantajları: %15 daha düşük ilk yatırım, %33 daha az alan, %36 daha düşük ömür maliyeti ve 20-100 kat daha az bakır; o tarihte dünyada 23 tesis 380 VDC idi.
  3. DC bara arıza akımı yalnızca dönüştürücü, depolama ve bara kapasitansından geliyor; bu yüzden sınırlı ve arızayı yoğun yükten ayıran koruma ayarlamak zor.
  4. Akım sıfır geçişi olmadığında DC arklar daha yavaş sönüyor; seri ark arızaları kendini sürdürebiliyor ve akım artışı olmadığı için algılanması güç.
  5. Dönüştürücü EMI filtre kapasitansı konnektör kontaklarını kaynatacak büyüklükte kalkış akımı çekebilir; ön şarj veya yumuşak başlatma öneriliyor. Arıza akımını artırmak için kapasitans eklemek kalkış akımını da artırır.
  6. 380/400 VDC için yüksek dirençli orta nokta bağlantılı IT topraklama, hat-toprak arıza akımını sınırlıyor ve TN-S'ye göre toprağa gerilimi yarıya indiriyor; 48 V telekom sistemleri pozitif kutbu topraklıyor (−48 V/0 V).

Tasarımda kullanımı

  • DC dağıtım tasarımında kalkış akımı kontrolünü (ön şarj, yumuşak başlatma) açık bir tasarım adımı yapın; konnektör ve kontak seçiminde kaynama riskini değerlendirin.
  • DC baralarda arıza algılama ve koruma ayarını, dönüştürücü sınırlı arıza akımını esas alarak ve seri ark algılamayı da kapsayacak biçimde doğrulayın.
  • 380/400 VDC için topraklama seçimini (TN-S veya yüksek dirençli orta nokta IT) gerekçeli bir tasarım kararı olarak belgeleyin.

Aylık bülten · ücretsiz

Referans listeniz güncel kalsın

Ayda bir: yeni eklenen kaynaklar, Türkiye mevzuatındaki değişiklikler ve yaklaşan veri merkezi etkinlikleri.

SoSo CAD

Güç tasarımınızı SoSo CAD’de değerlendirin

Besleme yollarını, ekipman yüklerini ve UPS arıza senaryolarını aynı modelde inceleyin.

Demo iste
SoSo CAD güç ve kapasite çalışma alanındaki tek hat şeması

Kimler okumalı

DC dağıtım, mikroşebeke ve 380/400 VDC veri merkezi mimarilerini değerlendiren elektrik tasarımcıları.

Belgenin bölümleri

  1. 1. Giriş
  2. 2. Örnek DC mimarileri (2.1 Veri merkezi zorlukları ve verimlilik yaklaşımları, 2.2 Ticari tesislerde ve konutlarda DC mikroşebekelerin rolü, 2.3 Telekomünikasyon güç sistemlerinde DC, 2.4 İletim seviyesi DC şebeke uygulamaları)
  3. 3. AC güç kalitesi (3.1 Harmonikler, 3.2 Bozulmalar)
  4. 4. DC dağıtım sistemlerinde ve mikroşebekelerde güç kalitesi (4.1 Harmonik akımlar, 4.2 Kalkış akımı, 4.3 Arıza akımı, 4.4 Topraklama)
  5. 5. Sonuçlar

İlgili standartlar

  • ETSI EN 301 605

Belgeyi okuyun

dc-distribution-power-quality-2015.pdf

PDF · 1,2 MB · İngilizce

CC BY 4.0 — atıf vererek paylaşabilirsiniz

İndir (PDF, 1,2 MB)Tarayıcıda aç

Belge, lisansı yeniden dağıtıma izin verdiği için özgün haliyle ve değiştirilmeden sunulmaktadır.

Yayın bilgileri

Yazarlar
Stephen Whaite; Brandon Grainger; Alexis Kwasinski
Yayıncı
Energies (MDPI AG)
Yıl
2015
Cilt
8
Sayı
5
Sayfalar
4378-4399
Belge dili
İngilizce
Kaynak türü
Bilimsel yayın
Erişim
Açık lisans — indirilebilir
Lisans
CC BY 4.0 — atıf vererek paylaşabilirsiniz
Lisans kanıtı
www.mdpi.com
Özgün lisans notu (İngilizce)

Article states it is distributed under the terms and conditions of the Creative Commons Attribution license (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/).

Künye

Stephen Whaite; Brandon Grainger; Alexis Kwasinski (2015). Power Quality in DC Power Distribution Systems and Microgrids. Energies (MDPI AG). 8(5), 4378-4399. https://doi.org/10.3390/en8054378

ElektrikGüvenilirlikUPS (KGK)

Konuyla ilgili etkinlikler

Etkinlik takvimini inceleyin

İçerik ve tüm hakları eser sahiplerine aittir. SoSo CAD yalnızca künye, kendi hazırladığı özet ve kaynağa bağlantı sunar; kaynakların içeriğinden sorumlu değildir.