【杭州UPS電源出租】發(fā)電機組與UPS不間斷電源的配合

時間：2021-09-16作者：上海宜奇動力科技有限公司瀏覽：164

發(fā)電機組與UPS不間斷電源的配合近年來，大型數據中心發(fā)展迅速，將應用于越來越多的大功率UPS電源。由于需要控制UPS電源中使用的電池數量，大功率UPS電源的延遲時間基本上是15-30分鐘，因此需要配合發(fā)電機組為設備提供連續(xù)不斷的電源?；谏鲜鲈?，有必要面對大功率UPS電源與發(fā)電機組的匹配和兼容問題。以下是一些個人建議:1.發(fā)電機組與UPS電源系統的協調問題發(fā)電機組與UPS電源系統的制造商和用戶早就注意到發(fā)電機組與UPS電源系統的協調問題，特別是整流器產生的電流諧波對發(fā)電機組的調壓器、UPS電源系統的同步電路等供電系統有明顯的不利影響。因此，UPS電源系統工程師設計了輸入濾波器并將其應用于UPS電源，成功地控制了UPS電源應用中的電流諧波。這些過濾器在UPS電源和發(fā)電機組的兼容性中起著關鍵作用。2.功率因數新設計的輸入濾波器在滿負荷情況下對降低電流諧波和提高功率因數有很好的效果。然而，在空載或較小負載的情況下，會產生電容**前的較低功率因數，尤其是那些滿足5%較大電流失真的濾波器。一般來說，當負載小于25%時，大多數UPS電源系統的輸入濾波器會導致功率因數明顯降低。但輸入功率因數很少**30%，一些新系統甚至達到了**2%的空載功率因數，接近理想容性負載。這種情況不影響UPS輸出和關鍵負載，市電變壓器和輸配電系統不受影響。但是，發(fā)電機不一樣。經驗豐富的發(fā)電機工程師知道，發(fā)電機在負載較大的容性負載時不會正常工作。當與低功率因數負載連接時，通常小于15%~20%的容性負載，發(fā)電機可能會因系統不平衡而停機。停機給臨界負荷帶來危險的原因有以下兩個:一是發(fā)電機需要手動重啟，而且必須在UPS電池放電之前；二是停機前，發(fā)電機可能引起系統過電壓，可能損壞電話設備、火災報警系統、監(jiān)控網絡甚至UPS模塊。要了解事故發(fā)生的原因以及如何避免(或者關鍵應用中如何尋找解決方案)，需要了解發(fā)電機和負載之間的工作關系。2.1發(fā)電機和負載發(fā)電機依靠調壓器來控制輸出電壓。電壓調節(jié)器檢測三相輸出電壓，并將其平均值與所需電壓值進行比較。調節(jié)器從發(fā)電機內部的輔助電源(通常是與主發(fā)電機同軸的小型發(fā)電機)獲得能量，并將DC功率傳輸到發(fā)電機轉子的磁場勵磁線圈。線圈電流上升或下降，以控制發(fā)電機定子線圈的旋轉磁場或電動勢。定子線圈的磁通量決定了發(fā)電機的輸出電壓。發(fā)電機定子線圈的內阻用Z表示，包括電感和電阻部分。由轉子勵磁線圈控制的發(fā)電機的電動勢由交流電壓源用E表示。假設負載是純感性的，電流I在矢量圖中正好比電壓U滯后90°。如果負載是純電阻性的，u和I的矢量將重合或同相。事實上，大多數負載介于純電阻和純電感之間。通過定子線圈的電流引起的電壓降用電壓矢量I×Z表示..它實際上是兩個較小的電壓矢量之和，電阻壓降與I同相，電感壓降在90°之前。在這種情況下，它恰好與u同相。電動勢必須等于發(fā)電機內阻壓降和輸出電壓之和，即矢量e=u和I×z的矢量和，通過改變調壓器e可以有效控制電壓u..現在考慮當純感性負載被純容性負載取代時，發(fā)電機的內部條件會發(fā)生什么變化。此時電流正好與感性負載相反。電流I現在良好電壓矢量u，內阻壓降矢量I×Z正好反相。u和I×Z的矢量和小于u..由于與感性負載相同的電動勢e在容性負載下產生較高的發(fā)電機輸出電壓u，調壓器必須明顯減小旋轉磁場。實際上，電壓調節(jié)器可能沒有足夠的范圍來完全調節(jié)輸出電壓。所有發(fā)電機的轉子在一個方向上被連續(xù)激勵，并包含*磁場。即使調壓器完全閉合，轉子仍然有足夠的磁場給容性負載充電并產生電壓。這種現象叫做“自激”。自勵磁的結果是調壓器過壓或停機，發(fā)電機監(jiān)控系統認為是調壓器故障(即“失磁”)。任何一種情況都會導致發(fā)電機停止。連接到發(fā)電機輸出端的負載可以是獨立的，也可以是并聯的，這取決于自動開關柜的工作時序和設置。在某些應用中，UPS電源系統是停電時連接到發(fā)電機的**個負載。在其他情況下，UPS電源和機械負載同時連接。機械負載通常有啟動接觸器。停電后需要一定時間再關閉，UPS輸入濾波電容補償感應電機負載有延時。UPS電源本身有一個周期，稱為“軟啟動”周期，將負載從電池轉移到發(fā)電機，提高其輸入功率因數。但UPS的輸入濾波器不參與軟啟動過程，作為UPS的一部分連接到UPS的輸入端。因此，在某些情況下，停電時連接到發(fā)電機輸出端的主負載是UPS電源的輸入濾波器，具有很高的電容性(有時是純電容性)。這個問題的解決顯然需要功率因數校正。實現這一點的方法有很多種，大致如下:安裝自動開關柜，讓電機負載先于UPS接入。有些開關柜可能無法實現這種方法。此外，在維護期間，工廠工程師可能需要分別調試UPS電源和發(fā)電機。增加一個*電抗來補償容性負載，通常使用并聯電抗器連接到E-G或發(fā)電機輸出平行板。這很容易實現，成本也低。然而，無論在高負載還是低負載下，電抗器總是吸收電流，影響負載功率因數。而且不管UPS的數量多少，電抗器的數量總是固定的。感應電抗器安裝在每個UPS電源中，以補償UPS電源的容抗。在低負荷條件下，接觸器(選項)控制電抗器的輸入。這種方法較準確，但反應器數量大，安裝和控制成本高。濾波電容前安裝接觸器，低負載時斷開。由于接觸器的時間必須準確，控制復雜，只能在工廠安裝。哪種方法較好應根據現場條件和設備性能來確定。2.2諧振問題電容器自勵問題可能會被其他電氣狀態(tài)加重或掩蓋，如串聯諧振。當發(fā)電機感抗的歐姆值與輸入濾波器的容抗的歐姆值接近，系統的電阻值小時，會發(fā)生振蕩，電壓可能**過電力系統的額定值。新設計的UPS電源系統本質上是**容性輸入阻抗。500千伏安UPS電源的電容可能為150千伏安，功率因數接近0。并聯電感、串聯扼流圈、輸入隔離變壓器是UPS的常規(guī)部件，都是電感性的。事實上，它們與濾波器的電容一起，使UPS總體上看起來是電容性的，UPS內部可能會有一些振蕩。再加上連接到UPS的傳輸線的電容特性，整個系統的復雜度大大提高，**出了普通工程師可以分析的范圍。較近，兩個額外的因素使得這些問題在關鍵應用中較加常見。首先，根據用戶對高可靠性數據處理的要求，計算機設備制造商在其設備中提供更多冗余電源輸入。典型的計算機機柜現在有兩根或更多的電源線。其次，設備管理員要求系統支持在線維護，他們希望在UPS停機維護時保護臨界負荷。這兩個因素增加了典型數據中心的UPS電源安裝數量，降低了每個UPS電源的負載能力。但發(fā)電機的增加與UPS并不一致。在設備經理眼里，發(fā)電機一般都是備用的，很容易安排維修。此外，在一些大型項目中，資金壓力限制了昂貴的大功率發(fā)電機組的數量。這樣一來，每個發(fā)電機攜帶的UPS就多了，這是一個讓UPS廠商既高興又讓發(fā)電機廠商擔心的趨勢。


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• 【上海UPS電源出租】UPS電源該如何延長的運行時間

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