柴油發(fā)電機原理知識講座(編輯修改稿)
2025-03-05 14:28 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 輸出端的主要負(fù)載是 UPS的輸入濾波器，它們是高容性的（有時是純?nèi)菪缘模? 解決這一問題的方法很明顯要用功率因數(shù)校正。這有多種方法可以實現(xiàn)，大致如下： 安裝自動切換柜，使電動機負(fù)載先于 UPS接入。某些切換柜可能不能實現(xiàn)這種方法。另外，在維護時，工廠工程師可能需要單獨調(diào)試 UPS和發(fā)電機。 增加一個永久性反應(yīng)電抗來補償容性負(fù)載，通常使用并聯(lián)纏繞電抗器，接在 EG或發(fā)電機輸出并聯(lián)板上。這是很容易實現(xiàn)的，而且成本較低。但是無論在高負(fù)載還是在低負(fù)載的情況下，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。 在每一臺 UPS中加裝感性電抗器，正好補償 UPS的容抗。在低負(fù)載情況下由接觸器（選件）控制電抗器的投入。此方法電抗器較精確，但數(shù)量較大且安裝和控制的成本高。 在濾波電容前安裝接觸器，在低負(fù)載時斷開。由于接觸器的時 時間必須精確，控制比較復(fù)雜，只能在工廠安裝。 哪一種方法是最佳的，要根據(jù)現(xiàn)場的情況和設(shè)備的性能來確定。 共振問題 電容自激問題可能被其他電氣狀態(tài)所加重或掩蓋，如串聯(lián)共振。當(dāng)發(fā)電機的感抗的歐姆值和輸入濾波器容抗的歐姆值相互拉近，并且系統(tǒng)的電阻值較小時將產(chǎn)生振蕩，電壓可能超出電力系統(tǒng)的額定值。新近設(shè)計的 UPS系統(tǒng)實質(zhì)上為 100％的電容性輸入阻抗。一臺 500kVA的 UPS可能有 150kvar的電容和接近于 0的功率因數(shù)。并聯(lián)電感、串聯(lián)扼流圈和輸入隔離變壓器是 UPS的常規(guī)部件，這些部件都是感性的。事實上他們和濾波器的電容一起使 UPS總體表現(xiàn)為容性，可能在 UPS內(nèi)部已經(jīng)存在一些振蕩。加上連到 UPS的輸電線的電容特性，整個系統(tǒng)的復(fù)雜性大為提高，超出了一般工程師所能分析的范圍。 近來在關(guān)鍵應(yīng)用中兩個附加因素使得這些問題更普遍。首先，根據(jù)用戶高可靠數(shù)據(jù)處理的要求，計算機設(shè)備廠商在其設(shè)備中更多地提供冗余電源輸入?，F(xiàn)在典型的計算機柜都帶有兩個或更多電源線。其次，設(shè)備經(jīng)理要求系統(tǒng)支持在線維護，他們希望在 UPS關(guān)機維護時關(guān)鍵負(fù)載也有保護。這兩個因素使得典型數(shù)據(jù)中心 UPS的安裝數(shù)量增加，每臺 UPS的負(fù)載容量減少。但是發(fā)電機的增加沒有與 UPS保持一致。在設(shè)備經(jīng)理的眼中發(fā)電機通常是備用的，容易安排維護。另外在一些大的項目中資金壓力限制昂貴的大功率發(fā)電機組的數(shù)量。結(jié)果是每臺發(fā)電機帶更多的 UPS， 這是一個令 UPS廠商高興發(fā)電機廠商煩惱的趨勢。 對自激和振蕩的最佳防衛(wèi)是物理學(xué)的基本知識。工程師應(yīng)仔細(xì)地確定 UPS系統(tǒng)在所有負(fù)載條件下的功率因數(shù)特性。 UPS設(shè)備安裝后，業(yè)主應(yīng)堅持全面的測試，在調(diào)試驗收時仔細(xì)測量整個系統(tǒng)的工作參數(shù)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)問題時，最佳的方案是成立由廠商、工程師、承包商和業(yè)主組成的項目小組，對系統(tǒng)進行完全測試并找出解決辦法。 ３ 典型案例 以下是一個 UPS和發(fā)電機兼容性問題的案例，一個在線服務(wù)供應(yīng)商的新建數(shù)據(jù)中心在調(diào)試運行時發(fā)生的。它表明廠商、工程師和用戶如何發(fā)現(xiàn)并解決問題的。 現(xiàn)場裝有 3套 MGE UPS 3000kVA系統(tǒng)，每一套由 4臺 75 kVA IGBT調(diào)寬調(diào)頻模塊組成，可擴展到 6臺。模塊的設(shè)計負(fù)載率是 65％， UPS模塊配有輸入隔離變壓器和最大 5％輸入電流諧波濾波器。所有的模塊分別連到兩組發(fā)電機并聯(lián)總線，每組總線有3臺 1600 kW的發(fā)電機，可以擴展到 6臺。每臺發(fā)電機都配有電子調(diào)壓器。每條并聯(lián)總線的電源轉(zhuǎn)換計劃是，在第一批負(fù)載接入前，等待兩臺發(fā)電機并聯(lián)。第一批負(fù)載包含每套系統(tǒng)中的一臺 UPS和部分空調(diào)負(fù)載。隨著后續(xù)發(fā)電機的并入，與第一批相同的負(fù)載隨后加入。在故障模式測試中操作員發(fā)現(xiàn)，帶第一批負(fù)載的兩臺發(fā)電機中有一臺故障時，另一臺將出現(xiàn)過壓報警并于 2s后關(guān)機。但是第一批負(fù)載遠(yuǎn)低于一臺發(fā)電機的容量，因為此時 UPS的負(fù)載很輕。隨即安排了進一步的測試，以確定 UPS對單臺發(fā)電機的影響。因為首先懷疑的是 UPS的輸入環(huán)節(jié)對調(diào)壓器的干擾，因此測試的 UPS不帶負(fù)載，或 UPS的逆變器關(guān)閉。測試裝置包括直流電壓和電流表，直接監(jiān)測場激勵線圈，因為這些參數(shù)由調(diào)壓器控制，可以立即反映出調(diào)壓器的動作。同時用發(fā)電機本身的儀表監(jiān)測負(fù)載的功率（Ｗ）、電流電壓（ VA）、 乏（ var）。 首先用純阻性負(fù)載進行測試以建立基準(zhǔn)。它表明隨著負(fù)載增加勵磁電流和電壓上升，如我們所預(yù)期。較大的負(fù)載電流在發(fā)電機內(nèi)阻 Z上產(chǎn)生較大的壓降 I Z， 必須克服它以保持輸出電壓 U穩(wěn)定。接著測試 UPS對發(fā)電機的影響，每次增加一臺。 UPS不帶負(fù)載，觀察 UPS整流器軟啟動過程。測試結(jié)果很明顯調(diào)壓器的動作和純阻性負(fù)載時相反。接入兩臺 UPS后，調(diào)壓器已接近允許范圍的邊緣，再加一臺使得發(fā)電機 2s后進入過載狀態(tài)。 請注意單臺 750kVA UPS對應(yīng)的負(fù)載值。它造成發(fā)電機關(guān)機實質(zhì)上卻沒有真實負(fù)載，每臺 UPS接近 230kvar的容抗使得功率因數(shù)為０。 由工程師、業(yè)主、承包商、供貨商和廠商組成的項目小組，在考慮了所有的可能性后，選擇了在每個容性負(fù)載上安裝反應(yīng)電抗器的方案。根據(jù)前面測試的數(shù)據(jù)，廠商為每臺 UPS設(shè)計了 200kvar并聯(lián)電抗器，并由接觸器控制，承包商在現(xiàn)場將其與UPS的輸入濾波器并聯(lián)安裝，工程師設(shè)計了外部控制電路，它測發(fā)電機
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1