柴油发电机与UPS的关系.doc

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1、柴油发电机与UPS的关系柴油机与UPS系统的匹配问题由于数据库等用电要求比较高的系统都是采用UPS系统进行供电的,这样可以保证电流的稳定性,所以我所受的信息是关于柴油发电机与UPS系统匹配需要注意哪些方面问题的信息。由于对于这些信息难以进行归纳,也不是很了解所以直接进行了摘要,资料如下:柴油发电机组与UPS组成的交流供电系统,因其良好的可靠性、安全性而得到广泛应用。该系统不仅要求柴油发电机组自动化程度高,而且要求柴油发电机组必须适应UPS这一非线性负载的特性,使其在无市电的情况下保证对负载可靠供电。UPS电路结构决定的输入非线特性:最典型的是传统双变换在线式UPS,

2、由于其输入端AC/DC变换器是整流滤波电路,其输入电流是脉动电流,不仅输入功率因数低(0.7~0.8),还包含有大量的高次谐波电充(30%~40%),而低输入功率因数和谐波电流都会通过发电机定子线圈的感性内阻,严重影响柴油发电机的正常运行,两者结合就易出现以下问题:1.电压振荡。反馈的波动电压,造成发电机的输出电压稳定度差,形成振荡,振荡范围高达额定电压的±10%~±20%。当调整AVR达到最佳时,振荡仍大于2%。2.电流振荡。在UPS负载稳定的情况下,发电机输出电流在±20%±~50%范围内摆动,且这种摆动无法调整。3.发电机的频率振荡。一般情况下,频率振荡比电压

3、,电流范围小,一般在±5%以内,但影响比较大,导致UPS处于频繁切换的状态。柴油发动机由于负载有规律地忽大忽小,造成其工作电压也忽强忽弱,使柴油发电机组振动加剧,加速了机械磨损,甚至损坏机件。4.UPS不能正常工作。UPS整流器允许的输入电压范围一般在额定值的±15%或更宽,发电机的输出电压不稳相对来对影响较小,因此需特别关注频率漂移对UPS正常运行所产生的两方面影响:(1)UPS不能旁路。无论是在线式或后备式UPS,在旁路电源频率和电压处于允许的范围内,UPS的逆变输出跟踪旁路电源,逆变电源与旁路电源锁相、同步。当旁路电源发电机提供时,频率会发生快速变化。当频率变

4、化超预先设定的极限值时,逆变器频率变化就无法跟上旁路电源的频率变化。这时静态旁路开关将禁止切换到旁路(在这种情况下切换,有可能会千万逆变器过流、短路)。在这种旁路电源频率无法跟踪的状况下,UPS只会发生警示,提醒用户避免超载造成断电,此时逆变器仍继续提供电源给负载。(2)电池寿命缩短。由于频率漂移,将导致SCR(可控硅)整流器的驱动信号与输入交流电不同步,造成整流器关闭。在整流器重新启动进入正常工作期间,UPS转为电池供电。如此过分地放电循环,将大大缩短电池寿命,更严重的情形是会将电池电量全部放光,输出中断。另外,在同一用电系统中,当空调压缩机启动和电梯升降的瞬间会

5、导致发电机发生频率漂移。柴油发电机组与UPS组合所带来的问题是客观存在的,解决问题可从两个方面进行:一方面正确选择发电机的励磁工作方式和机组功率,不同的励磁方式和适当的匹配功率等有且于将问题最小化;另一方面选择更能适合发电机组特性的UPS,如:具有旁路锁相频率范围和逆变器同步速率现场可调功能的UPS对频率的漂移适应性比一般UPS好。12脉冲整流器UPS比6脉冲整流器UPS更能适合发电机组配合供电,从而确保整个供电系统安全可靠运行。1.柴油发电机组的选择:(1)不同的功率输出对柴油发电机组的影响:根据UPS容量,有些用户一般配套发电机组的容量为UPS容量的2~2.5倍

6、。而事实上,UPS一般工作在50%~80%额定容量而对发电机组来说,其发出的功率可能为额定容量的30%左右。这样不但造成发电机组的容量不能充分利用,增加了设备的投资,造成了“大马拉小车”的现象,而且使发电机组更容易产生故障,增加了维护量,降低了发电机组的工作可靠性。其原因是:根据柴油发动机的特性,如果在小负荷下长期工作,气缸磨损加剧,因而使上述部位故障的加速产生,使柴油机工作性能下降,排气冒黑烟。柴油机处于30%额定负载以下,经济性变差。综合各种因素,柴油机发电机组要求负载必须在60%以上额定负载的情况下工作,对柴油机较为有利。所以合适的功率匹配对供电系统很重要。选

7、择发电机组额定功率时首先必须考虑用电的总负荷,其他电器设备的负荷在很多资料中已说明,在此不再敷述。这里主要讲述是发电机的功率与UPS的功率并不是简单的一对一的关系,还必须考虑电池充电所需功率(一般控制在UPS最大输出功率的10%~20%以内)UPS的整机效率,UPS整流器引起的输入电流失真等,都需适当增加发电机的功率UPS功率的2倍以上。(2)柴油发电机组中柴油发动机的工作方式的不同对带UPS这样非线性负载的发电机组的能力有较大影响。近来的运行实践证明,当两台发电机的额定输出功率相同时,如果用户的后接负载为非线性负载时,两冲程柴油发电机组带载能力优于四冲程柴油发

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