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发电机组和UPS电源之间的合营题目

比年大型的数据中间的装备获得迅猛增进,将运用越来越多的大功率UPS,因为要掌握UPS所用蓄电池数目,大功率UPS的后备光阴根基上都是15-30分钟,如许就必要般配发电机组,为建筑供应持续的陆续不断的电源。基于如上缘故,就要面临大功率UPS和发电机组的般配和兼容题目,如下举行一下先容:

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发电机组和UPS之间的合营题目


       不中断电源的生产商和用户很早就曾经留意到发电机组和UPS之间的合营题目,分外是由整流器产生的电流谐波对供电体系如发电机组的电压调治器、UPS的同步电路产生的不良影响非常彰着。是以,UPS体系工程师们计划了输入滤波器并把其运用到UPS中,胜利地在UPS运用中掌握了电流谐波。这些滤波器对UPS与发电机组的兼容性起到了环节感化。 

  究竟上全部的输入滤波器都应用电容器和电感来吸取UPS输入端非常具毁坏性的电流谐波。输入滤波器的计划思量了UPS电路固有的和在满载环境下的非常大大概的扫数谐波畸变的百分比。大无数滤波器的另一个好处是进步带载UPS的输入功率因数。不过输入滤波器的运用带来的另一个结果是使UPS团体服从低落。绝大无数滤波器花消1%摆布的UPS功率。输入滤波器的计划连续在有益和晦气成分之间追求平衡。 

  为了尽大概进步UPS体系的服从,近期UPS工程师在输入滤波器的功耗方面做了改善。滤波器服从的进步,从很大水平上取决于将IGBT(绝缘门级晶体管)手艺运用到UPS计划中。IGBT逆变器的高服从招致了对UPS的从新计划。输入滤波器能够吸取某些电流谐波,同时吸取很小一片面有功功率。总之,滤波器中理性成分对容性成分的比率低落了,UPS的体积变小了,服从进步了。不过新题目是UPS与发电机的兼容性又发掘了,替换了老题目。

功率因数的题目


  平时,人们把留意力放在UPS电源满载或靠近满载环境下的事情状态。绝大无数工程师都能表述满载环境下的UPS事情特征,分外是输入滤波器的特征,不过很罕见人对滤波器在空载或靠近空载时的状态感乐趣。真相UPS及其电气体系在轻载状态下的电流谐波影响很小。不过,UPS空载时的事情参数,分外是输入功率因数对付UPS与发电机的兼容性相配紧张。 

  非常新计划的输入滤波器,在削减电流谐涉及进步满载环境下的功率因数方面有了较好的结果。不过在空载或很小负载环境下却衍生出一个电容性超前的极低的功率因数,分外是那些为了知足5%非常大电流失真度的滤波器。普通环境下,当负载低于25%时大无数UPS体系的输入滤波器会招致彰着的功率因数低落。只管云云,输入功率因数却很少会低于30%,有些新的体系乃至已到达空载功率因数低于2%,靠近于抱负的容性负载。  

  这种环境不影响UPS电源输出和环节负载,市电变压器和输配电体系也不受影响。但发电机就差别了,发电机工程师晓得:发电机带大容性负载时事情会不平常,当接入较低功率因数负载,典范的低于15%~20%容性时,因为体系失调,大概招致发电机停机。在市电停电后发掘这种停机?应急发电机体系动员UPS体系负载将变成灾祸性变乱。因为下述两种缘故停机给环节负载带来凶险:第一,发电机必要人工重启,并且必需在UPS电池放电收场前;第二,在停机前发电机大概惹起体系的”过压”,它大概毁坏电话建筑、火警体系、监控网页乃至UPS模块。更倒霉的是,在变乱产生后,很难辨别义务,找出题目地点并予以改正。UPS厂商说UPS体系尝试无缺,并指出别的处所相像的建筑没有产生相似题目。发电机厂商说是负载的题目,无法调解发电机来办理题目。同时,用户工程师则申明他的规格请求,有望两个厂商互相兼容。要打听为甚么会产生变乱及若何幸免(或若何在环节运用中找出办理计划),开始必要打听发电机与负载的事情干系。

发电机与负载


       发电机寄托电压调治器掌握输出电压。电压调治器检验三相输出电压,以其平衡值与请求的电压值相对照。调治器从发电机里面的帮助电源获得能量,时时与主发电机同轴的小发电机,传送DC电源给发电机转子的磁场引发线圈。线圈电流上涨或降落,掌握发电机定子线圈的扭转磁场或称为电动势EMF的大小。定子线圈的磁通量决意发电机的输出电压。

  发电机定子线圈的内阻以Z显露,包含理性和阻性片面;由转子励磁线圈掌握的发电机电动势用交换电压源以E显露。假定负载是纯理性的,在向量图中电流I滞后电压U刚好90°电相位角。要是负载是纯阻性的,U和I的矢量将重合或同相。现实上无数负载介于纯阻性和纯理性之间。电通畅过定子线圈惹起的电压降用电压矢量I×Z显露。它现实上是两个较小的电压矢量之和,与I同相的电阻压降和超前90°的电感压降。在本例中,它刚好与U同相。因为电动必然须即是发电机内阻的电压降和输出电压之和,即矢量E=U和I×Z的矢量和。电压调治器转变E能够有用地掌握电压U。

  当今思量用纯容性负载取代纯理性负载时,发电机的里面环境会产生甚么变更。这时的电流和理性负载时刚好相悖。电流I当今超前电压矢量U,内阻电压降矢量I×Z,也刚好反相。则U和I×Z的矢量和小于U。 

  因为和理性负载时相像的电动势E在容性负载时产生了较高的发电机输出电压U,以是电压调治器必需彰着地减小扭转磁场。现实上,电压调治器大概没有充足的局限来彻底调治输出电压。全部发电机的转子在一个偏向陆续励磁含有永远磁场,即便电压调治器全关,转子仍有充足的磁场对电容负载充电并产生电压,这种征象称为”自激”。自激的结果是过压大概是电压调治器关机,发电机的监控体系则觉得是电压调治器妨碍(即”失励”)。这任一种环境都邑惹起发电机停机。发电机输出端所接的负载,不妨自力的,也不妨并联的,决意于主动切换柜事情的按时和配置。在某些运用中,停电时UPS体系是发电机接入的第一个负载。在别的环境下,UPS电源和机器负载同时接入。机器负载平时有启动打仗器,停电后从新闭合必要必然光阴,赔偿UPS输入滤波电容器的理性电念头负载要有延时。UPS电源自己有一段光阴称为”软启动”周期,将负载从电池转向发电机,使其输入功率因数进步。不过,UPS的输入滤波器并不介入软启动历程,他们持续在UPS的输入端是UPS的一片面,是以,在某些环境下,停电时开始接到发电机输出端的要紧负载是UPS的输入滤波器,它们是高容性的(偶然是纯容性的)。

  办理这一题目的要领很彰着要勤奋率因数校订。这有多种要领能够完成,大抵如下: 

  安置主动切换柜,使电念头负载先于UPS接入。某些切换柜大概不行完成这种要领。别的,在护卫时,厂家工程师大概必要独自调试UPS和发电机。  

  增长一个永远性反馈电抗来赔偿容性负载,平时应用并联围绕电抗器,接在E-G或发电机输出并联板上。这是很轻易完成的,并且老本较低。不过不管在高负载照旧在低负载的环境下,电抗器老是在吸取电流并影响负载功率因数。并且岂论UPS的数目几许,电抗器的数目老是不变的。 

  在每一台UPS电源中加装理性电抗器,刚好赔偿UPS的容抗。在低负载环境下由打仗器(选件)掌握电抗器的投入。此要领电抗器较切确,但数目较大且安置和掌握的老本高。 

  在滤波电容前安置打仗器,在低负载时断开。因为打仗器的光阴必需切确,掌握对照繁杂,只能在厂家安置。 

  哪一种要领是非常好的,要凭据现场的环境和建筑的机能来断定。

共振题目


  电容自激题目大概被其余电气状态所加剧或粉饰,如串联共振。当发电机的感抗的欧姆值和输入滤波器容抗的欧姆值互相拉近,并且体系的电阻值较小时将产生振荡,电压大概胜过电力体系的额定值。新近计划的UPS体系本色上为100%的电容性输入阻抗。一台500kVA的UPS大概有150kvar的电容和靠近于0的功率因数。并联电感、串联扼流圈和输入断绝变压器是UPS的通例部件,这些部件都是理性的。究竟上他们和滤波器的电容一路使UPS全体阐扬为容性,大概在UPS里面曾经存在少许振荡。加上连到UPS的输电线的电容特征,全部体系的繁杂性大为进步,胜过了普通工程师所能阐发的局限。  

  最近在环节运用中两个附加成分使得这些题目更遍及。开始,凭据用户高靠得住数据处分的请求,电脑建筑厂商在其建筑中更多地供应冗余电源输入。当今典范的电脑柜都带有两个或更多电源线。其次,建筑司理请求体系支撑在线护卫,他们有望在UPS关机护卫时环节负载也有护卫。这两个成分使得典范数据中间UPS电源的安置数目增长,每台UPS的负载容量削减。不过发电机的增长没有与UPS连结同等。在建筑司理的眼中发电机时时备用的,轻易放置护卫。别的在少许大的名目中资金压力限定高昂的大功率发电机组的数目。结果是每台发电机带更多的UPS,这是一个令UPS厂商雀跃发电机厂商懊恼的趋向。  

  对自激和振荡的非常好防守是物理学的根基常识。工程师应周密地断定UPS电源体系在全部负载前提下的功率因数特征。UPS建筑安置后,业主应对峙周全的尝试,在调实验收时周密丈量全部体系的事情参数。当发掘题目时,非常好的计划是建立由厂商、工程师、承包商和业主构成的名目小组,对体系举行彻底尝试并找出办理设施。




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点击次数:  更新时间:2019/8/14 14:29:06  【打印此页】  【关闭
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