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    英格大功率UPS不間斷電源跟發電機配合需要注意的問題

    發布時間:2018-10-23

     
    英格大功率UPS不間斷電源跟發電機配合需要注意的問題
    大功率UPS不間斷電源跟發電機配合需要注意的問題
    隨著各種大型功率設備不斷的增多,很多設備都會用到更大功率UPS不間斷電源,目前大功率UPS不間斷電源******的能做到800KVA,而且還可以實現多臺并機。常規的大功率UPS電源后備時間是15-30分鐘,用戶也可以根據自己的需要來配備更長的時間,不過這樣就需要與發電機組匹配,以便提供更源源不斷的持續電源,大功率UPS電源與發電機組配合又有什么需要注意的呢?以下是大功率UPS電源跟發電機配合需要注意的問題?
     ?。?、發電機組和UPS之間的配合問題
      不間斷電源系統的制造商和用戶很早就已經注意到發電機組和UPS之間的配合問題,特別是由整流器產生的電流正玄波對供電系統如發電機組的電壓調節器、UPS的同步電路產生的不良影響非常明顯。因此,UPS系統工程師們設計了輸入濾波器并把其應用到UPS中,成功地在UPS應用中控制了電流諧波。這些濾波器對UPS與發電機組的兼容性起到了關鍵作用。
      為了盡可能提高UPS系統的效率,近期UPS工程師在輸入濾波器的功耗方面做了改進。濾波器效率的提高,從很大程度上取決于將IGBT(絕緣門級晶體管)技術應用到UPS設計中。IGBT逆變器的高效率導致了對UPS的重新設計。輸入濾波器可以吸收某些電流諧波,同時吸收很小一部分有功功率??傊?,濾波器中感性因素對容性因素的比率降低了,UPS的體積變小了,效率提高了。在UPS領域的事情好像得以解決了,然而新問題是UPS與發電機的兼容性又出現了,替代了老問題。
     ?。?、功率因素的問題
      通常,人們把注意力放在UPS滿載或接近滿載情況下的工作狀態。絕大多數工程師都能表述滿載情況下的UPS工作情況,尤其是輸入濾波器的特性,然而很少有人對濾波器在空載或接近空載時的情況感興趣。畢竟UPS不間斷電源及其電氣系統在空載狀態下的電流諧波影響微小。然而,UPS不間斷電源在空載時的工作參數,特別是輸入功率等因素對于UPS與發電機的兼容性相當重要。
      ******設計的輸入濾波器,在減少電流諧波及提高滿載情況下的功率因數方面有了很大的改進。但是在空載或小負載情況下卻衍生出一個電容性超前的極低的功率因素,特別是那些為了滿足5%******電流失真度的濾波器。大多數條件下,當負載低于25%時大多數UPS系統的輸入濾波器會導致明顯的功率因數降低。盡管如此,輸入功率因數卻很少會低于30%,有些新的系統甚至已達到空載功率因數低于2%,接近于理想的容性負載。
      這種情況不影響UPS的輸出和關鍵負載,市電變壓器和輸配電系統也不會受影響。但發電機就不同了,有經驗的發電機工程師知道:發電機帶大容性負載時工作就會不正常,當接入較低功率因數負載時,典型的低于15%~20%容性時,由于系統失靈,可能導致發電機停機。在市電停電后出現這種停機,應急發電機系統帶動UPS系統負載將造成災難性事故。由于上述兩種原因停機給關鍵負載帶來危險:第一,發電機需要手動重啟,并且必須在UPS電池放電結束前;第二,在停機前發電機可能引起系統的"過壓",它可能損壞電話設備、火警系統、監控網絡甚至UPS模塊。更糟糕的是,在事故發生后,很難區分責任,找出故障所在并予以更正。UPS廠商說UPS系統測試完好,并指出其它地方相同的設備沒有發生類似問題。發電機廠商說是負載的故障,沒辦法調整發電機來解決問題。同時,用戶工程師則說明他的規格要求,希望兩個廠商相互兼容。要明白為何會發生事故及如何防止再次發生(或如何在關鍵應用中找出解決方案),首先需要了解發電機與負載的工作關系。
     ?。?)發電機與負載
      發電機憑借電壓調節器控制輸出電壓。電壓調節器檢查三相輸出電壓,以其平均值與規定的電壓值相比較。調節器從發電機內部的輔助電源獲得能量,通常是與主發電機同軸的小發電機,傳送DC電源給發電機轉子的磁場激勵線圈。線圈電流上升或下降,就會控制發電機定子線圈的旋轉磁場或稱為電動勢的大小。定子線圈的磁通量決定發電機的輸出電壓。
      考慮用純容性負載代替純感性負載時,發電機的內部情況會發生什么變化。這時的電流和感性負載值正好相反。電流I現在超前電壓矢量U,內阻電壓降矢量I×Z,也正好反相。則U和I×Z的矢量和小于U。
      因為和感性負載時相同的電動勢E在容性負載時產生了很高的發電機輸出電壓U,所以電壓調節器必須明顯地減小旋轉磁場。實際上,電壓調節器可能沒有足夠的范圍來完全調節輸出電壓。所有發電機的轉子在一個方向連續勵磁含有******磁場,即使電壓調節器全關,轉子仍有足夠的磁場對電容負載充電并產生電壓,這種現象稱為"自激"。自激的結果是過壓或者是電壓調節器關機,發電機的監控系統則認為是電壓調節器故障(即"失勵")。這任一種情況都會引起發電機停機。發電機輸出端所接的負載,可能是獨立的,也可能是并聯的,決定于自動切換柜工作的定時和設置。在某些應用中,停電時UPS系統是發電機接入的第一個負載。在其它情況下,UPS和機械負載同時接入。機械負載通常有啟動接觸器,停電后重新閉合需要一定時間,補償UPS輸入濾波電容器的感性電動機負載要有延時。UPS本身有一段時間稱為"軟啟動"周期,將負載從電池轉向發電機,使其輸入功率因數提高。
      解決這一故障的方法很明顯要用功率因數校正。這有多種方法可以實現,大致如下:
      安裝自動切換裝置,使發電機負載先于UPS接入。某些切換裝置可能不能實現這種方法。另外,在維護時,工程師可能需要單獨調試UPS和發電機。
      添加一個******性反應電抗來補償容性負載,通常使用并聯纏繞電抗器,接在E-G或發電機輸出并聯板上。這是很容易實現的,而且成本較低。但是無論在高負載還是在低負載的情況下,電抗器總是在吸收電流并影響負載功率因數。而且不論UPS的數量多少,電抗器的數量總是固定的。
      在每一臺UPS中加裝感性電抗器,正好補償UPS的容抗。在低負載情況下由接觸器(選件)控制電抗器的投入。此方法電抗器較******,但數量較大且安裝和控制的成本比較高。
      在濾波電容前安裝接觸器,在低負載時斷開。由于接觸器的時間必須精準,控制比較復雜,所以只能在工廠安裝。
      哪一種方法是******的,要根據現場的情況和設備的性能來確定。

    作者:哈爾濱發電機組

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