發電機組與UPS的配合問題典型案例分析

發電機組與UPS的配置方案，進入鏈接點這里

　　摘要：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諧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。

　　隨著Internet的發展,數據中心對大功率UPS和發電機的需求迅猛增長,由此也產生了一些新問題。本文就UPS輸入端功率因數和輸入濾波器對發電機的影響,進行理論分析和實際案例的說明,以闡明問題產生的原因,進而找出解決的方法。?
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　　典型案例?　　?
　　以下是一個UPS和發電機兼容性問題的案例,一個在線服務供應商的新建數據中心在調試運行時發生的。它表明廠商、工程師和用戶如何發現并解決問題的。?
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　　現場裝有3套3000kVA UPS系統,每一套由4臺750 kVA IGBT調寬調頻模塊組成,可擴展到6臺。模塊的設計負載率是65%,UPS模塊配有輸入隔離變壓器和5%輸入電流諧波濾波器。模塊分別連到兩組發電機并聯總線,每組總線有3臺1600 kW的發電機,可以擴展到6臺。每臺發電機都配有電子調壓器。每條并聯總線的電源轉換計劃是,在第一批負載接入前,等待兩臺發電機并聯。第一批負載包含每套系統中的一臺UPS和部分空調負載。隨著后續發電機的并入,與第一批相同的負載隨后加入。在故障模式測試中操作員發現,帶第一批負載的兩臺發電機中有一臺故障時,另一臺將出現過壓報警并于2s后關機。但是第一批負載遠低于一臺發電機的容量,因為此時UPS的負載很輕。隨即安排了進一步的測試,以確定UPS對單臺發電機的影響。因為首先懷疑的是UPS的輸入環節對調壓器的干擾,因此測試的UPS不帶負載,或UPS的逆變器關閉。測試裝置包括直流電壓和電流表,直接監測場激勵線圈,因為這些參數由調壓器控制,可以立即反映出調壓器的動作。同時用發電機本身的儀表監測負載的功率(W)、電流電壓(VA)、電容(var)。?
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　　首先用純阻性負載進行測試以建立基準。它表明隨著負載增加勵磁電流和電壓上升,如我們所預期。較大的負載電流在發電機內阻Z上產生較大的壓降I×Z,必須克服它以保持輸出電壓U穩定。接著測試UPS對發電機的影響,每次增加一臺。UPS不帶負載,觀察UPS整流器軟啟動過程。測試結果很明顯調壓器的動作和純阻性負載時相反。接入兩臺UPS后,調壓器已接近允許范圍的邊緣,再加一臺使得發電機2s后進入過載狀態。?
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　　請注意單臺750kVA UPS對應的負載值。它造成發電機關機實質上卻沒有真實負載,每臺UPS接近230kvar的容抗使得功率因數為0。?
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　　由工程師、業主、承包商、供貨商和廠商組成的項目小組,在考慮了各種可能性后,選擇了在每個容性負載上安裝反應電抗器的方案。根據前面測試的數據,廠商為每臺UPS設計了200kvar并聯電抗器,并由接觸器控制,承包商在現場將其與UPS的輸入濾波器并聯安裝,工程師設計了外部控制電路,它測發電機的負載,僅當UPS由發電機供電且發電機的總kW負載低于一個(可調)設定值時,才允許電抗器接入。項目小組用修改后的UPS接入一臺發電機重新測試。?
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　　這時電容的影響依然存在,電抗器只能平衡部分而不是全部電容。因此,隨著UPS的增加,勵磁電流慢慢減少,然而這并不會造成問題。因為6臺UPS已超出一臺發電機的容量,而調壓器依然正常并控制著輸出電壓。

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