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1、Logo 柴油发电机组与柴油发电机组与UPSUPS的匹配的匹配 介介 绍绍 Logo 功率因素问题要素功率因素问题要素 时轴 A轴 0 B a F a B B C轴 A C Z X Y B轴 2 m I 设电流尾进设电流尾进 首出为正，首出为正， I a F 0 f1 F ，交轴电枢反应 0 0 0 E (1)、电枢电流 与激磁电动势 同相时 (0=0) 0 E I a B 0 B f1 F A I 0A E 0C E 0B E C I B I m I S N d轴 (a) 空间矢量图 (c) 时空矢量图 (b) 时间相量图 q 轴 紫色为流入紫色为流入 蓝色为流出蓝色为流出 B ns 设转子
2、设转子 顺时针旋转顺时针旋转 d轴 A轴 q 轴 时轴 取主极轴线超前A相轴线90的时刻绘图 Logo 功率因素问题要素功率因素问题要素 时轴 A轴 0 B a F a B B C轴 A C Z X Y B轴 I a F 0 f1 F ，直轴去磁电枢反应 90 0 0 E (2)、电枢电流 滞后激磁电动势 90时 (0=90) 0 E I a B 0 B f1 F A I 0A E 0C E 0B E C I B I S N d轴 (a) 空间矢量图 (c) 时空矢量图 (b) 时间相量图 q 轴 ns d轴 A轴 q 轴 时轴 请取A相电流达最大值的时刻绘图 Logo 功率因素问题要素功率因
3、素问题要素 时轴 A轴 a F B C轴 A C Z X Y B轴 I )( aa BF 0 )( 0f1 BF ，直轴增磁电枢反应 90 0 0 E (3)、电枢电流 超前激磁电动势 90时 (0=90) 0 E I f1 F A I 0A E 0C E 0B E C I B I S N d轴 (a)空间矢量图 (c) 时空矢量图 (b) 时间相量图 q 轴 ns d轴 A轴 q 轴 时轴 请取A相电流达最大值的时刻绘图 Logo 功率因素问题要素功率因素问题要素 时轴 A轴 0 B a F a B B C轴 A C Z X Y B轴 I a F 0 f1 F 电枢反应，兼有交轴和直轴去磁9
4、00 0 0 E (4)、一般情况下的电枢反应 电枢电流 滞后激磁电动势 一个锐角 (0090) 0 E I a B 0 B f1 F A I 0A E 0C E 0B E C I B I S N d轴 (a) 空间矢量图 (c) 时空矢量图 (b) 时间相量图 q 轴 ns d轴 A轴 q 轴 时轴 0 ad F aq F Logo 功率因素问题要素功率因素问题要素 (1)电枢反应的性质与激磁电动势 和电枢电流 的夹角 0(即内功率因数角)有关。 (2)电枢反应的性质有交磁、去磁、增磁三种。 (3)交轴电枢反应是实现机电能量转换的关键， 因为只有交轴电枢反应才产生制动性质的电磁转矩， 原动机
5、必须克服制动电磁转矩做功，从而将机械能 转变成电能。 Logo 功率因素问题要素功率因素问题要素 (1) 00时，为交轴电枢反应，作用是使气隙磁场轴线从 空载时的直轴处逆转向后移了一个锐角，主磁场超前气隙磁 场，主极上受到制动性质的电磁转矩，使发电机转速降低， 影响发电机有功功率的输出。 (2) 090时，为直轴去磁电枢反应，作用是使气隙磁场 削弱，发电机端电压下降，影响发电机无功功率的输出。 (3) 0-90时，为直轴增磁电枢反应，作用是使气隙磁场 增强，发电机端电压上升，影响发电机无功功率的输出。 00、90和90时电枢反应的性质、作用和对电机功率传递的影响？ Logo 功率因素问题要素功
6、率因素问题要素 Logo 功率因素问题要素功率因素问题要素 PQ图 a a Logo 功率因素问题要素功率因素问题要素 PQ图 Logo 功率因素问题要素功率因素问题要素 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 标么值标么值 kW 0.95 1.00 0.95 0.9 0.9 0.8 0.8 功率因素功率因素 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
7、0.7 0.8 0.9 1.0 输出输出 (滞后滞后-感性感性) 输入输入(超前超前-容性容性) 标么值标么值 kVAR 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 标么值标么值 kW 定子损害定子损害 转子损害转子损害 极距滑动不稳定极距滑动不稳定 安全运行区域安全运行区域 发动机过载发动机过载 同步电抗同步电抗 Xd = 3.0, (300%) Logo 功率因素问题要素功率因素问题要素 1、发动机功率线 2、发电机功率线 3、功率因素曲线 4、运行标定曲线 Logo 概述 1、网络数据中心、数据交换中心、金融结算中心、重 要系统调度中心等关键部门的设备
8、都需要不间断的 电源供电，都需要配套UPS。 2、通常供电模式采用： 一路市电供电+柴油发电机组备用+UPS。 3、重要供电模式采用： 两路市电供电+柴油发电机组备用+UPS。 Logo 发电机组和UPS之间的配合问题 主要是由于整流器产生的电流谐波对供电系统产生的不良影响： 1、对发电机组的电压调节器的影响 2、对UPS的同步电路的影响 Logo 发电机组和UPS不匹配易出现的现象 1.发电机组的输出电压突然增高到440V以上，造成UPS损坏。 2.发电机组输出频率到5060Hz，致使UPS保护动作。 3.发电机组出现严重的机械共振现象，柴油机出现有节奏的 摇摆和声音起伏，严重会损坏发电机的
9、励磁回路和AVR 4.UPS检测到过电压或过频率而自动关断整流器，由后备电池 组逆变向负载供电，反复出现油机+蓄电池逆变切换供电。 上述现象的原因都有哪些呢？下面介绍一下负载性质！ Logo 负载的特性 1、负载的分类（、负载的分类（根据负载的特性）： 1）线性负载 2）非线性负载。 Logo 1、 线性负载线性负载： 1）电压和电流之间是线性关系的负载， 如果发电机的电压是正弦波，通 过负载的电流也是正弦波，如图所示。 2）常见的线性负载有加热器、白炽照明灯、变压器、直接启动或传统降 压启动方式的电动机等。 3）线性负载根据电压和电流的相位关系又分为电阻性（如电阻、电炉 、 白帜灯等）、电感
10、性（如感应电动机、变压器等）、电容性（如电容 器等）负载。 线性负载的特性 电流 Current 电压 Voltage Logo 1、 非非线性负载线性负载： 1）电压和电流之间是非线性关系的负载，存在基波（50或60 Hz）和 谐波(3 次、 5次,、7次、11次等奇次谐波)存在不同的幅值和相位畸变 波形。如后附图。 2）在负载投入、运行过程中，电压、电流的关系是经常变化的，其 波形也不是我们常说的正弦交流波，而是含有不光滑的畸变成分，根 据数学的方法可分解为基波和一系列的高次谐波，主要是3次、5次、 7次、11次等奇次谐波 线性负载的特性 Logo 图一图一 线性负载的特性 三次谐波三次谐
11、波 3rd harmonic 电压电压 正常电压正常电压 电流电流 电压波形畸变电压波形畸变 发电机采取相应措施后的发电机采取相应措施后的 Logo 线性负载的特性 电流电流 电压电压 正常的电压正常的电压 5和和7次谐波次谐波 变速器、变频器、不间断电源变速器、变频器、不间断电源 图二图二 畸变的电压波形会对其它负载产生干扰，并使发电机温升升高畸变的电压波形会对其它负载产生干扰，并使发电机温升升高 发电机采取相应措施后的发电机采取相应措施后的 接近于正常波形接近于正常波形 Logo 电流谐波的构成 4、6、12 脉冲非线性负载产生的谐波类型及电流谐波 PULSE NUMBER4612 1ST
12、 HARMONIC100%100%100% 2ND 3RD33% 4TH 5th20%20% 6th 7th14.30%14.30% 8th 9th11.10% 10th 11th9.10%9.10%9.10% 12th 13th7.70%7.70%7.70% 14th 15th6.75% 16th 17th5.90%5.90% 18th 19th5.30%5.30% 20th TOTAL HARMONIC DISTORTION (THD)45%30%14% 图表中可以看到：图表中可以看到： 1、四脉冲系统产生谐波有： 3、5、7、9、11、 13、15、17、19次 2、六脉冲系统产生谐波有
13、： 5、7、11、13、17、19次。 3、 十二脉冲系统产生谐波有： 11、13次 * 谐波电流比例% (p.u) ： 1/3rd, 1/5th, 1/7th, 1/9th *总谐波畸变=谐波电流方根总数 *对应的总的畸变谐波THD分别为： 45%-30%-14% *十二脉冲的UPS谐波危害最小 Logo 电流谐波的构成 4、6、12 脉冲非线性负载产生的谐波类型及电流谐波 PULSE NUMBER4612 1ST HARMONIC100%100%100% 2ND 3RD33% 4TH 5th20%20% 6th 7th14.30%14.30% 8th 9th11.10% 10th 11th
14、9.10%9.10%9.10% 12th 13th7.70%7.70%7.70% 14th 15th6.75% 16th 17th5.90%5.90% 18th 19th5.30%5.30% 20th TOTAL HARMONIC DISTORTION (THD)45%30%14% N=kp1 n =谐波秩序。 k =整数1、2、3、等等。 p =脉冲数。 Logo 6脉冲UPS电流谐波的构成 6 脉冲非线性负载单个的电流谐波构成 谐波(第n个) 频率 In% 5 250 20 7 350 14 11 550 9 13 650 8 17 850 6 19 950 5 23 1150 4 25
15、1250 4 Logo 谐波的类型及分析 谐波与电压畸变是关联，下面了解一下电流谐波振幅的个体值谐波与电压畸变是关联，下面了解一下电流谐波振幅的个体值 1、总谐波畸变： THD% = 100 SQRT( Un/U) -Un 指第n个 电压谐波的均方根振幅； -U 指第一个电压谐波的均方根振幅。 2、对于3相发电机，如果没有分配零线，需要考虑3次谐波的倍数 （多重3次谐波）。于是，前面的公式变为： THD% = 100 SQRT (U5+U7+U11+ Un)/U) Logo 6脉冲UPS电流谐波含量 1、通过方程式 X”d% = (100 THD%)/ SQRT (5 I5%)+(7 I7%)+(n In%) 可以计算出的X“d(直轴次瞬变电抗)值。 2、X“d值用来适应THD电压畸变要求(数据可在发电机数据表中查到）。 3、当直轴次瞬变电抗值计算出来后，可知道负载的电流谐波含量。 Logo 谐波与发电机参数的关系 谐波产生的压降取决于“直轴次瞬变电抗谐波产生的压降取决于“直轴次瞬变电抗(X“d) 1、直轴次瞬变电抗(X“d)是发电机的一个
