發(fā)電機(jī)與UPS的配置問題分析
柴油機(jī)處于30%額定負(fù)載以下,經(jīng)濟(jì)性變差。通常,深圳發(fā)電機(jī)組工作在負(fù)載超過額定負(fù)載的60%對柴油機(jī)較為有利。
解決這一間題的方法就是,對發(fā)電機(jī)負(fù)載輸入特性進(jìn)行校正。下面,具體介紹幾種常用的方法。
(1)改善系統(tǒng)功率因數(shù)
改善系統(tǒng)功率因數(shù)的方法很多,主要介紹以下幾種。
第一種方法是設(shè)置自動切換柜,便發(fā)電機(jī)的其他負(fù)載先于UPS接入。此方法只適用于大功率深圳發(fā)電機(jī)系統(tǒng)-UPS供電系統(tǒng)。這樣的系統(tǒng)中,除UPS外還有其他性質(zhì)的負(fù)載。這種自動切換柜實(shí)現(xiàn)起來有一定的因難,而且在維護(hù)時(shí)生產(chǎn)廠商的工程師需要單獨(dú)對UPS和發(fā)電機(jī)進(jìn)行調(diào)試。
第二種方法是增加一個(gè)永久性感應(yīng)電抗來補(bǔ)償容性負(fù)載,通常使用并聯(lián)線繞電抗器接在深圳發(fā)電機(jī)輸出并聯(lián)板上,這很容易實(shí)現(xiàn)而且成本較低,但無論是重負(fù)載還是輕負(fù)載,電抗器總是在吸收電流并影響負(fù)載功率因數(shù)。而且,不論UPS的數(shù)量多少,電抗器的數(shù)量總是固定的。
第三種方法是在每一臺UPS中加裝正好能補(bǔ)償U(kuò)PS容抗的感性電抗器,在低負(fù)載情況下由接觸器(選件)控制電抗器接入。此方法可較精確地設(shè)置電抗器,但數(shù)量較大且安裝和控制的成本高。
第四種方法是在濾波器電容前安裝接觸器,在低負(fù)載時(shí)斷開。由于接觸器的時(shí)間必須精確,控制比較復(fù)雜,只能在工廠安裝。
第五種方法是在UPS供電系統(tǒng)前面配置混合型有源濾波器DHM,使整個(gè)供電系統(tǒng)的輸入功率因數(shù)保持在0.95以上,輸入電流諧波控制在10%以下。
(2)改善UPS設(shè)備的輸入功率因數(shù)
這里講的不是用增加UPS輸入端無源濾波器方法。對于傳統(tǒng)雙變換在線式UPS,可改6脈沖整流為12脈沖整流,這種方法對提高UPS輸入功率因數(shù)和降低輸入電流諧波成分是有效的,但是它的輸入端同樣要設(shè)置濾波器,所以不能從根本上解決深圳發(fā)電機(jī)系統(tǒng)與UPS的匹配問題。在本書第4章中介紹了改善UPS輸入功率因數(shù)的方法,其中最有效的辦法是把叨,S輸入端AC仍C整流電路改為高頻整流(PFC)電路,因?yàn)檫@種辦法可以在UPS負(fù)載0~100范圍內(nèi)都把輸入功率因數(shù)提高到0.95以上,當(dāng)UPS負(fù)載超過50A時(shí),可提高到0.98以上,而且輸入端無需再加無源LC濾波器,在這樣的系統(tǒng)中,可使發(fā)電機(jī)與UPS的容量配置關(guān)系達(dá)到1.5:1。
(3)消除系統(tǒng)中設(shè)備啟動電流沖擊
在供電系統(tǒng)中,任何大功率用電設(shè)備的啟動都會形成過大的啟動沖擊電流,嚴(yán)重污染電網(wǎng),造成電網(wǎng)電壓下陷。特別是電網(wǎng)掉電后啟動深圳發(fā)電機(jī)系統(tǒng)對系統(tǒng)供電時(shí),會影響深圳發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的正常啟動,甚至引起UPS系統(tǒng)故障。電網(wǎng)掉電后,UPS轉(zhuǎn)電池逆變向負(fù)載供電,而電力穩(wěn)壓器則進(jìn)入不工作停機(jī)狀態(tài)。深圳發(fā)電機(jī)系統(tǒng)啟動時(shí)面臨電力穩(wěn)壓器啟動和UPS由電池逆變轉(zhuǎn)深圳發(fā)電機(jī)系統(tǒng)供電的負(fù)載電流轉(zhuǎn)移過程,電力穩(wěn)壓器所產(chǎn)生的第1級的開機(jī)啟動浪涌電流幅值包絡(luò)線的變化特性為:最大峰值電流是135A,持續(xù)期為0.2s左右單極性的瞬態(tài)浪涌電流。由UPS所產(chǎn)生的在第2級的開機(jī)啟動浪涌電流,它出現(xiàn)在第1級的開機(jī)啟動浪涌電流消失后的3-4s之后。由1臺80kVAUPS所產(chǎn)生的第2級的具有輸入電流的緩啟動爬升特性的啟動電流,輸入電流的穩(wěn)態(tài)值是5OA。從測試曲線可知,能對深圳發(fā)電機(jī)的安全運(yùn)行造成最大潛在威脅的浪涌電流是來自由100kVA的電力穩(wěn)壓器和80kVA6脈沖型UPS所產(chǎn)生的具有緩啟動爬升調(diào)制特性的輸入電流及其輸入諧波電流。
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