科華YTG3110工頻10KVA 8000w尺寸參數(shù)

科華YTG3110工頻10KVA 8000w尺寸參數(shù)

  近年大型的數(shù)據(jù)中心的建設(shè)得到迅猛增長(zhǎng)，將應(yīng)用越來(lái)越多的大功率UPS,，由于要控制UPS所用蓄電池?cái)?shù)量,，大功率UPS的后備時(shí)間基本上都是15-30分鐘，這樣就需要匹配發(fā)電機(jī)組,，為設(shè)備提供持續(xù)的*的電源。基于如上原因,，就要面對(duì)大功率UPS和發(fā)電機(jī)組的匹配和兼容問(wèn)題,，以下進(jìn)行一下介紹：

發(fā)電機(jī)組和UPS之間的配合問(wèn)題

不間斷電源的制造商和用戶(hù)很早就已經(jīng)注意到發(fā)電機(jī)組和UPS之間的配合問(wèn)題，特別是由整流器產(chǎn)生的電流諧波對(duì)供電系統(tǒng)如發(fā)電機(jī)組的電壓調(diào)節(jié)器,、UPS的同步電路產(chǎn)生的不良影響非常明顯,。因此，UPS系統(tǒng)工程師們?cè)O(shè)計(jì)了輸入濾波器并把其應(yīng)用到UPS中,，成功地在UPS應(yīng)用中控制了電流諧波,。這些濾波器對(duì)UPS與發(fā)電機(jī)組的兼容性起到了關(guān)鍵作用。

事實(shí)上所有的輸入濾波器都使用電容器和電感來(lái)吸收UPS輸入端具破壞性的電流諧波,。輸入濾波器的設(shè)計(jì)考慮了UPS電路固有的和在滿(mǎn)載情況下的大可能的全部諧波畸變的百分比,。大多數(shù)濾波器的另一個(gè)益處是提高帶載UPS的輸入功率因數(shù)。然而輸入濾波器的應(yīng)用帶來(lái)的另一個(gè)后果是使UPS整體效率降低,。絕大多數(shù)濾波器消耗1%左右的UPS功率,。輸入濾波器的設(shè)計(jì)一直在有利和不利因素之間尋求平衡。

為了盡可能提高UPS系統(tǒng)的效率,，近期UPS工程師在輸入濾波器的功耗方面做了改進(jìn),。濾波器效率的提高，從很大程度上取決于將IGBT(絕緣門(mén)級(jí)晶體管)技術(shù)應(yīng)用到UPS設(shè)計(jì)中,。IGBT逆變器的高效率導(dǎo)致了對(duì)UPS的重新設(shè)計(jì),。輸入濾波器可以吸收某些電流諧波，同時(shí)吸收很小一部分有功功率,?？傊瑸V波器中感性因素對(duì)容性因素的比率降低了,，UPS的體積變小了,，效率提高了。然而新問(wèn)題是UPS與發(fā)電機(jī)的兼容性又出現(xiàn)了,，替代了老問(wèn)題,。

功率因數(shù)的問(wèn)題

通常，人們把注意力放在UPS電源滿(mǎn)載或接近滿(mǎn)載情況下的工作狀態(tài),。絕大多數(shù)工程師都能表述滿(mǎn)載情況下的UPS工作特性,，特別是輸入濾波器的特性，然而很少有人對(duì)濾波器在空載或接近空載時(shí)的狀況感興趣,。畢竟UPS及其電氣系統(tǒng)在輕載狀態(tài)下的電流諧波影響很小,。然而，UPS空載時(shí)的工作參數(shù),，特別是輸入功率因數(shù)對(duì)于UPS與發(fā)電機(jī)的兼容性相當(dāng)重要,。

新設(shè)計(jì)的輸入濾波器,，在減少電流諧波及提高滿(mǎn)載情況下的功率因數(shù)方面有了較好的效果。但是在空載或很小負(fù)載情況下卻衍生出一個(gè)電容性超前的極低的功率因數(shù),，特別是那些為了滿(mǎn)足5%大電流失真度的濾波器,。一般情況下，當(dāng)負(fù)載低于25%時(shí)大多數(shù)UPS系統(tǒng)的輸入濾波器會(huì)導(dǎo)致明顯的功率因數(shù)降低,。盡管如此,，輸入功率因數(shù)卻很少會(huì)低于30%，有些新的系統(tǒng)甚至已達(dá)到空載功率因數(shù)低于2%,，接近于理想的容性負(fù)載,。

這種情況不影響UPS電源輸出和關(guān)鍵負(fù)載，市電變壓器和輸配電系統(tǒng)也不受影響,。但發(fā)電機(jī)就不同了,，發(fā)電機(jī)工程師知道：發(fā)電機(jī)帶大容性負(fù)載時(shí)工作會(huì)不正常，當(dāng)接入較低功率因數(shù)負(fù)載,，典型的低于15%～20%容性時(shí),，由于系統(tǒng)失調(diào)，可能導(dǎo)致發(fā)電機(jī)停機(jī),。在市電停電后出現(xiàn)這種停機(jī)?應(yīng)急發(fā)電機(jī)系統(tǒng)帶動(dòng)UPS系統(tǒng)負(fù)載將造成災(zāi)難性事故,。由于下述兩種原因停機(jī)給關(guān)鍵負(fù)載帶來(lái)危險(xiǎn)：，發(fā)電機(jī)需要人工重啟,，并且必須在UPS電池放電結(jié)束前;第二,，在停機(jī)前發(fā)電機(jī)可能引起系統(tǒng)的”過(guò)壓”，它可能損壞電話(huà)設(shè)備,、火警系統(tǒng),、監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)甚至UPS模塊。更糟糕的是,，在事故發(fā)生后,，很難區(qū)分責(zé)任，找出問(wèn)題所在并予以糾正,。UPS廠(chǎng)商說(shuō)UPS系統(tǒng)測(cè)試完好,，并指出其它地方相同的設(shè)備沒(méi)有發(fā)生類(lèi)似問(wèn)題。發(fā)電機(jī)廠(chǎng)商說(shuō)是負(fù)載的問(wèn)題,，無(wú)法調(diào)整發(fā)電機(jī)來(lái)解決問(wèn)題,。同時(shí)，用戶(hù)工程師則說(shuō)明他的規(guī)格要求,，希望兩個(gè)廠(chǎng)商相互兼容,。要了解為何會(huì)發(fā)生事故及如何避免(或如何在關(guān)鍵應(yīng)用中找出解決方案)，首先需要了解發(fā)電機(jī)與負(fù)載的工作關(guān)系,。

發(fā)電機(jī)與負(fù)載

發(fā)電機(jī)依靠電壓調(diào)節(jié)器控制輸出電壓,。電壓調(diào)節(jié)器檢測(cè)三相輸出電壓,，以其平均值與要求的電壓值相比較。調(diào)節(jié)器從發(fā)電機(jī)內(nèi)部的輔助電源取得能量,，通常是與主發(fā)電機(jī)同軸的小發(fā)電機(jī),，傳送DC電源給發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的磁場(chǎng)激勵(lì)線(xiàn)圈,。線(xiàn)圈電流上升或下降,，控制發(fā)電機(jī)定子線(xiàn)圈的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)或稱(chēng)為電動(dòng)勢(shì)EMF的大小。定子線(xiàn)圈的磁通量決定發(fā)電機(jī)的輸出電壓,。

發(fā)電機(jī)定子線(xiàn)圈的內(nèi)阻以Z表示,，包括感性和阻性部分;由轉(zhuǎn)子勵(lì)磁線(xiàn)圈控制的發(fā)電機(jī)電動(dòng)勢(shì)用交流電壓源以E表示。假設(shè)負(fù)載是純感性的,，在向量圖中電流I滯后電壓U正好90°電相位角,。如果負(fù)載是純阻性的，U和I的矢量將重合或同相,。實(shí)際上多數(shù)負(fù)載介于純阻性和純感性之間,。電流通過(guò)定子線(xiàn)圈引起的電壓降用電壓矢量I×Z表示。它實(shí)際上是兩個(gè)較小的電壓矢量之和,，與I同相的電阻壓降和超前90°的電感壓降,。在本例中，它恰好與U同相,。因?yàn)殡妱?dòng)勢(shì)必須等于發(fā)電機(jī)內(nèi)阻的電壓降和輸出電壓之和,，即矢量E=U和I×Z的矢量和。電壓調(diào)節(jié)器改變E可以有效地控制電壓U,。

現(xiàn)在考慮用純?nèi)菪载?fù)載代替純感性負(fù)載時(shí),，發(fā)電機(jī)的內(nèi)部情況會(huì)發(fā)生什么變化。這時(shí)的電流和感性負(fù)載時(shí)正好相反,。電流I現(xiàn)在超前電壓矢量U,，內(nèi)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,。

由于和感性負(fù)載時(shí)相同的電動(dòng)勢(shì)E在容性負(fù)載時(shí)產(chǎn)生了較高的發(fā)電機(jī)輸出電壓U，所以電壓調(diào)節(jié)器必須明顯地減小旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng),。實(shí)際上,，電壓調(diào)節(jié)器可能沒(méi)有足夠的范圍來(lái)*調(diào)節(jié)輸出電壓。所有發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子在一個(gè)方向連續(xù)勵(lì)磁含有磁場(chǎng),，即使電壓調(diào)節(jié)器全關(guān),，轉(zhuǎn)子仍有足夠的磁場(chǎng)對(duì)電容負(fù)載充電并產(chǎn)生電壓，這種現(xiàn)象稱(chēng)為”自激”,。自激的結(jié)果是過(guò)壓或者是電壓調(diào)節(jié)器關(guān)機(jī),，發(fā)電機(jī)的監(jiān)控系統(tǒng)則認(rèn)為是電壓調(diào)節(jié)器故障(即”失勵(lì)”),。這任一種情況都會(huì)引起發(fā)電機(jī)停機(jī)。發(fā)電機(jī)輸出端所接的負(fù)載,，可能是獨(dú)立的,，也可能是并聯(lián)的，決定于自動(dòng)切換柜工作的定時(shí)和設(shè)置,。在某些應(yīng)用中,，停電時(shí)UPS系統(tǒng)是發(fā)電機(jī)接入的個(gè)負(fù)載。在其它情況下,，UPS電源和機(jī)械負(fù)載同時(shí)接入,。機(jī)械負(fù)載通常有啟動(dòng)接觸器，停電后重新閉合需要一定時(shí)間,，補(bǔ)償U(kuò)PS輸入濾波電容器的感性電動(dòng)機(jī)負(fù)載要有延時(shí),。UPS電源本身有一段時(shí)間稱(chēng)為”軟啟動(dòng)”周期，將負(fù)載從電池轉(zhuǎn)向發(fā)電機(jī),，使其輸入功率因數(shù)提高,。然而，UPS的輸入濾波器并不參與軟啟動(dòng)過(guò)程,，他們連接在UPS的輸入端是UPS的一部分,，因此，在某些情況下,，停電時(shí)首先接到發(fā)電機(jī)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(shí)是純?nèi)菪缘?。

解決這一問(wèn)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(shí)現(xiàn),，大致如下：

安裝自動(dòng)切換柜，使電動(dòng)機(jī)負(fù)載先于UPS接入,。某些切換柜可能不能實(shí)現(xiàn)這種方法,。另外，在維護(hù)時(shí),，工廠(chǎng)工程師可能需要單獨(dú)調(diào)試UPS和發(fā)電機(jī),。

增加一個(gè)性反應(yīng)電抗來(lái)補(bǔ)償容性負(fù)載，通常使用并聯(lián)纏繞電抗器,，接在E-G或發(fā)電機(jī)輸出并聯(lián)板上,。這是很容易實(shí)現(xiàn)的，而且成本較低,。但是無(wú)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(tái)UPS電源中加裝感性電抗器,，正好補(bǔ)償U(kuò)PS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,，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(shí)斷開(kāi),。由于接觸器的時(shí)間必須，控制比較復(fù)雜,，只能在工廠(chǎng)安裝,。

哪一種方法是佳的,，要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的情況和設(shè)備的性能來(lái)確定,。

共振問(wèn)題

電容自激問(wèn)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(jī)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(shí)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(jì)的UPS系統(tǒng)實(shí)質(zhì)上為100%的電容性輸入阻抗,。一臺(tái)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(shí)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(xiàn)的電容特性，整個(gè)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(lái)在關(guān)鍵應(yīng)用中兩個(gè)附加因素使得這些問(wèn)題更普遍。首先,，根據(jù)用戶(hù)高可靠數(shù)據(jù)處理的要求,，計(jì)算機(jī)設(shè)備廠(chǎng)商在其設(shè)備中更多地提供冗余電源輸入。現(xiàn)在典型的計(jì)算機(jī)柜都帶有兩個(gè)或更多電源線(xiàn),。其次,，設(shè)備經(jīng)理要求系統(tǒng)支持在線(xiàn)維護(hù)，他們希望在UPS關(guān)機(jī)維護(hù)時(shí)關(guān)鍵負(fù)載也有保護(hù),。這兩個(gè)因素使得典型數(shù)據(jù)中心UPS電源的安裝數(shù)量增加,，每臺(tái)UPS的負(fù)載容量減少。但是發(fā)電機(jī)的增加沒(méi)有與UPS保持*,。在設(shè)備經(jīng)理的眼中發(fā)電機(jī)通常是備用的,，容易安排維護(hù),。另外在一些大的項(xiàng)目中資金壓力限制昂貴的大功率發(fā)電機(jī)組的數(shù)量。結(jié)果是每臺(tái)發(fā)電機(jī)帶更多的UPS,，這是一個(gè)令UPS廠(chǎng)商高興發(fā)電機(jī)廠(chǎng)商煩惱的趨勢(shì),。

對(duì)自激和振蕩的佳防衛(wèi)是物理學(xué)的基本知識(shí)。工程師應(yīng)仔細(xì)地確定UPS電源系統(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(jiān)持全面的測(cè)試，在調(diào)試驗(yàn)收時(shí)仔細(xì)測(cè)量整個(gè)系統(tǒng)的工作參數(shù),。當(dāng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題時(shí),，佳的方案是成立由廠(chǎng)商、工程師,、承包商和業(yè)主組成的項(xiàng)目小組,，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行*測(cè)試并找出解決辦法。

 
    近年大型的數(shù)據(jù)中心的建設(shè)得到迅猛增長(zhǎng),，將應(yīng)用越來(lái)越多的大功率UPS,，由于要控制UPS所用蓄電池?cái)?shù)量，大功率UPS的后備時(shí)間基本上都是15-30分鐘,，這樣就需要匹配發(fā)電機(jī)組,，為設(shè)備提供持續(xù)的*的電源?；谌缟显?，就要面對(duì)大功率UPS和發(fā)電機(jī)組的匹配和兼容問(wèn)題，以下進(jìn)行一下介紹：

發(fā)電機(jī)組和UPS之間的配合問(wèn)題

不間斷電源的制造商和用戶(hù)很早就已經(jīng)注意到發(fā)電機(jī)組和UPS之間的配合問(wèn)題,，特別是由整流器產(chǎn)生的電流諧波對(duì)供電系統(tǒng)如發(fā)電機(jī)組的電壓調(diào)節(jié)器,、UPS的同步電路產(chǎn)生的不良影響非常明顯。因此,，UPS系統(tǒng)工程師們?cè)O(shè)計(jì)了輸入濾波器并把其應(yīng)用到UPS中,，成功地在UPS應(yīng)用中控制了電流諧波。這些濾波器對(duì)UPS與發(fā)電機(jī)組的兼容性起到了關(guān)鍵作用,。

事實(shí)上所有的輸入濾波器都使用電容器和電感來(lái)吸收UPS輸入端具破壞性的電流諧波,。輸入濾波器的設(shè)計(jì)考慮了UPS電路固有的和在滿(mǎn)載情況下的大可能的全部諧波畸變的百分比。大多數(shù)濾波器的另一個(gè)益處是提高帶載UPS的輸入功率因數(shù),。然而輸入濾波器的應(yīng)用帶來(lái)的另一個(gè)后果是使UPS整體效率降低,。絕大多數(shù)濾波器消耗1%左右的UPS功率。輸入濾波器的設(shè)計(jì)一直在有利和不利因素之間尋求平衡,。

為了盡可能提高UPS系統(tǒng)的效率,，近期UPS工程師在輸入濾波器的功耗方面做了改進(jìn)。濾波器效率的提高，從很大程度上取決于將IGBT(絕緣門(mén)級(jí)晶體管)技術(shù)應(yīng)用到UPS設(shè)計(jì)中,。IGBT逆變器的高效率導(dǎo)致了對(duì)UPS的重新設(shè)計(jì),。輸入濾波器可以吸收某些電流諧波，同時(shí)吸收很小一部分有功功率,?？傊瑸V波器中感性因素對(duì)容性因素的比率降低了,，UPS的體積變小了,，效率提高了。然而新問(wèn)題是UPS與發(fā)電機(jī)的兼容性又出現(xiàn)了,，替代了老問(wèn)題,。

功率因數(shù)的問(wèn)題

通常，人們把注意力放在UPS電源滿(mǎn)載或接近滿(mǎn)載情況下的工作狀態(tài),。絕大多數(shù)工程師都能表述滿(mǎn)載情況下的UPS工作特性,，特別是輸入濾波器的特性，然而很少有人對(duì)濾波器在空載或接近空載時(shí)的狀況感興趣,。畢竟UPS及其電氣系統(tǒng)在輕載狀態(tài)下的電流諧波影響很小,。然而，UPS空載時(shí)的工作參數(shù),，特別是輸入功率因數(shù)對(duì)于UPS與發(fā)電機(jī)的兼容性相當(dāng)重要。

新設(shè)計(jì)的輸入濾波器,，在減少電流諧波及提高滿(mǎn)載情況下的功率因數(shù)方面有了較好的效果,。但是在空載或很小負(fù)載情況下卻衍生出一個(gè)電容性超前的極低的功率因數(shù)，特別是那些為了滿(mǎn)足5%大電流失真度的濾波器,。一般情況下,，當(dāng)負(fù)載低于25%時(shí)大多數(shù)UPS系統(tǒng)的輸入濾波器會(huì)導(dǎo)致明顯的功率因數(shù)降低。盡管如此,，輸入功率因數(shù)卻很少會(huì)低于30%,，有些新的系統(tǒng)甚至已達(dá)到空載功率因數(shù)低于2%，接近于理想的容性負(fù)載,。

這種情況不影響UPS電源輸出和關(guān)鍵負(fù)載,，市電變壓器和輸配電系統(tǒng)也不受影響。但發(fā)電機(jī)就不同了,，發(fā)電機(jī)工程師知道：發(fā)電機(jī)帶大容性負(fù)載時(shí)工作會(huì)不正常,，當(dāng)接入較低功率因數(shù)負(fù)載，典型的低于15%～20%容性時(shí),，由于系統(tǒng)失調(diào),，可能導(dǎo)致發(fā)電機(jī)停機(jī)。在市電停電后出現(xiàn)這種停機(jī)?應(yīng)急發(fā)電機(jī)系統(tǒng)帶動(dòng)UPS系統(tǒng)負(fù)載將造成災(zāi)難性事故。由于下述兩種原因停機(jī)給關(guān)鍵負(fù)載帶來(lái)危險(xiǎn)：,，發(fā)電機(jī)需要人工重啟,，并且必須在UPS電池放電結(jié)束前;第二，在停機(jī)前發(fā)電機(jī)可能引起系統(tǒng)的”過(guò)壓”,，它可能損壞電話(huà)設(shè)備,、火警系統(tǒng)、監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)甚至UPS模塊,。更糟糕的是,，在事故發(fā)生后，很難區(qū)分責(zé)任,，找出問(wèn)題所在并予以糾正,。UPS廠(chǎng)商說(shuō)UPS系統(tǒng)測(cè)試完好，并指出其它地方相同的設(shè)備沒(méi)有發(fā)生類(lèi)似問(wèn)題,。發(fā)電機(jī)廠(chǎng)商說(shuō)是負(fù)載的問(wèn)題,，無(wú)法調(diào)整發(fā)電機(jī)來(lái)解決問(wèn)題。同時(shí),，用戶(hù)工程師則說(shuō)明他的規(guī)格要求,，希望兩個(gè)廠(chǎng)商相互兼容。要了解為何會(huì)發(fā)生事故及如何避免(或如何在關(guān)鍵應(yīng)用中找出解決方案),，首先需要了解發(fā)電機(jī)與負(fù)載的工作關(guān)系,。

發(fā)電機(jī)與負(fù)載

發(fā)電機(jī)依靠電壓調(diào)節(jié)器控制輸出電壓。電壓調(diào)節(jié)器檢測(cè)三相輸出電壓,，以其平均值與要求的電壓值相比較,。調(diào)節(jié)器從發(fā)電機(jī)內(nèi)部的輔助電源取得能量，通常是與主發(fā)電機(jī)同軸的小發(fā)電機(jī),，傳送DC電源給發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的磁場(chǎng)激勵(lì)線(xiàn)圈,。線(xiàn)圈電流上升或下降，控制發(fā)電機(jī)定子線(xiàn)圈的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)或稱(chēng)為電動(dòng)勢(shì)EMF的大小,。定子線(xiàn)圈的磁通量決定發(fā)電機(jī)的輸出電壓,。

發(fā)電機(jī)定子線(xiàn)圈的內(nèi)阻以Z表示，包括感性和阻性部分;由轉(zhuǎn)子勵(lì)磁線(xiàn)圈控制的發(fā)電機(jī)電動(dòng)勢(shì)用交流電壓源以E表示,。假設(shè)負(fù)載是純感性的,，在向量圖中電流I滯后電壓U正好90°電相位角。如果負(fù)載是純阻性的,，U和I的矢量將重合或同相,。實(shí)際上多數(shù)負(fù)載介于純阻性和純感性之間。電流通過(guò)定子線(xiàn)圈引起的電壓降用電壓矢量I×Z表示,。它實(shí)際上是兩個(gè)較小的電壓矢量之和,，與I同相的電阻壓降和超前90°的電感壓降。在本例中，它恰好與U同相,。因?yàn)殡妱?dòng)勢(shì)必須等于發(fā)電機(jī)內(nèi)阻的電壓降和輸出電壓之和,，即矢量E=U和I×Z的矢量和。電壓調(diào)節(jié)器改變E可以有效地控制電壓U,。

現(xiàn)在考慮用純?nèi)菪载?fù)載代替純感性負(fù)載時(shí),，發(fā)電機(jī)的內(nèi)部情況會(huì)發(fā)生什么變化。這時(shí)的電流和感性負(fù)載時(shí)正好相反,。電流I現(xiàn)在超前電壓矢量U,，內(nèi)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,。

由于和感性負(fù)載時(shí)相同的電動(dòng)勢(shì)E在容性負(fù)載時(shí)產(chǎn)生了較高的發(fā)電機(jī)輸出電壓U，所以電壓調(diào)節(jié)器必須明顯地減小旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng),。實(shí)際上,，電壓調(diào)節(jié)器可能沒(méi)有足夠的范圍來(lái)*調(diào)節(jié)輸出電壓。所有發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子在一個(gè)方向連續(xù)勵(lì)磁含有磁場(chǎng),，即使電壓調(diào)節(jié)器全關(guān),，轉(zhuǎn)子仍有足夠的磁場(chǎng)對(duì)電容負(fù)載充電并產(chǎn)生電壓，這種現(xiàn)象稱(chēng)為”自激”,。自激的結(jié)果是過(guò)壓或者是電壓調(diào)節(jié)器關(guān)機(jī),，發(fā)電機(jī)的監(jiān)控系統(tǒng)則認(rèn)為是電壓調(diào)節(jié)器故障(即”失勵(lì)”)。這任一種情況都會(huì)引起發(fā)電機(jī)停機(jī),。發(fā)電機(jī)輸出端所接的負(fù)載,，可能是獨(dú)立的，也可能是并聯(lián)的,，決定于自動(dòng)切換柜工作的定時(shí)和設(shè)置。在某些應(yīng)用中,，停電時(shí)UPS系統(tǒng)是發(fā)電機(jī)接入的個(gè)負(fù)載,。在其它情況下，UPS電源和機(jī)械負(fù)載同時(shí)接入,。機(jī)械負(fù)載通常有啟動(dòng)接觸器,，停電后重新閉合需要一定時(shí)間，補(bǔ)償U(kuò)PS輸入濾波電容器的感性電動(dòng)機(jī)負(fù)載要有延時(shí),。UPS電源本身有一段時(shí)間稱(chēng)為”軟啟動(dòng)”周期,，將負(fù)載從電池轉(zhuǎn)向發(fā)電機(jī)，使其輸入功率因數(shù)提高,。然而,，UPS的輸入濾波器并不參與軟啟動(dòng)過(guò)程，他們連接在UPS的輸入端是UPS的一部分，因此,，在某些情況下,，停電時(shí)首先接到發(fā)電機(jī)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(shí)是純?nèi)菪缘?,。

解決這一問(wèn)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(shí)現(xiàn)，大致如下：

安裝自動(dòng)切換柜,，使電動(dòng)機(jī)負(fù)載先于UPS接入,。某些切換柜可能不能實(shí)現(xiàn)這種方法。另外,，在維護(hù)時(shí),，工廠(chǎng)工程師可能需要單獨(dú)調(diào)試UPS和發(fā)電機(jī)。

增加一個(gè)性反應(yīng)電抗來(lái)補(bǔ)償容性負(fù)載,，通常使用并聯(lián)纏繞電抗器,，接在E-G或發(fā)電機(jī)輸出并聯(lián)板上。這是很容易實(shí)現(xiàn)的,，而且成本較低,。但是無(wú)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(tái)UPS電源中加裝感性電抗器,，正好補(bǔ)償U(kuò)PS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,，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(shí)斷開(kāi),。由于接觸器的時(shí)間必須,，控制比較復(fù)雜，只能在工廠(chǎng)安裝,。

哪一種方法是佳的,，要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的情況和設(shè)備的性能來(lái)確定。

共振問(wèn)題

電容自激問(wèn)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(jī)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(shí)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(jì)的UPS系統(tǒng)實(shí)質(zhì)上為100%的電容性輸入阻抗,。一臺(tái)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(shí)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(xiàn)的電容特性，整個(gè)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(lái)在關(guān)鍵應(yīng)用中兩個(gè)附加因素使得這些問(wèn)題更普遍。首先,，根據(jù)用戶(hù)高可靠數(shù)據(jù)處理的要求,，計(jì)算機(jī)設(shè)備廠(chǎng)商在其設(shè)備中更多地提供冗余電源輸入。現(xiàn)在典型的計(jì)算機(jī)柜都帶有兩個(gè)或更多電源線(xiàn),。其次,，設(shè)備經(jīng)理要求系統(tǒng)支持在線(xiàn)維護(hù)，他們希望在UPS關(guān)機(jī)維護(hù)時(shí)關(guān)鍵負(fù)載也有保護(hù),。這兩個(gè)因素使得典型數(shù)據(jù)中心UPS電源的安裝數(shù)量增加,，每臺(tái)UPS的負(fù)載容量減少。但是發(fā)電機(jī)的增加沒(méi)有與UPS保持*,。在設(shè)備經(jīng)理的眼中發(fā)電機(jī)通常是備用的,，容易安排維護(hù)。另外在一些大的項(xiàng)目中資金壓力限制昂貴的大功率發(fā)電機(jī)組的數(shù)量,。結(jié)果是每臺(tái)發(fā)電機(jī)帶更多的UPS,，這是一個(gè)令UPS廠(chǎng)商高興發(fā)電機(jī)廠(chǎng)商煩惱的趨勢(shì)。

對(duì)自激和振蕩的佳防衛(wèi)是物理學(xué)的基本知識(shí),。工程師應(yīng)仔細(xì)地確定UPS電源系統(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(jiān)持全面的測(cè)試,，在調(diào)試驗(yàn)收時(shí)仔細(xì)測(cè)量整個(gè)系統(tǒng)的工作參數(shù),。當(dāng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，佳的方案是成立由廠(chǎng)商,、工程師、承包商和業(yè)主組成的項(xiàng)目小組,，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行*測(cè)試并找出解決辦法,。

科華YTG3110工頻10KVA UPS尺寸參數(shù)

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