《柴油发电机组和UPS的匹配关系》由会员分享，可在线阅读，更多相关《柴油发电机组和UPS的匹配关系（44页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、柴油发电机组与UPS的匹配 介 绍,版本编号：VO.08010-10,上海科泰电源股份有限公司 中国移动通信有限公司,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。,上海科泰电源股份有限公司 中国移动通信有限公司,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,上海科泰电源股份有限公
2、司 中国移动通信有限公司,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！,上海科泰电源股份有限公司 中国移动通信有限公司,负载的特性,1、负载的分类（根据负载的特性）：1）线性负载2）非线性负载。,上海科泰电源股份有限公司
3、中国移动通信有限公司,1、 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,上海科泰电源股份有限公司 中国移动通信有限公司,1、 非线性负载：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
4、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,上海科泰电源股份有限公司 中国移动通信有限公司,图一,线性负载的特性,三次谐波 3rd harmonic,电压,正常电压,电流,电压波形畸变,发电机采取相应措施后的,上海科泰电源股份有限公司 中国移动通信有限公司,线性负载的特性,电流,电压,正常的电压,5和7次谐波,变速器、变频器、不间断电源,图二,畸变的电压波形会对其它
5、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 接近于正常波形,上海科泰电源股份有限公司 中国移动通信有限公司,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,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：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
6、,上海科泰电源股份有限公司 中国移动通信有限公司,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,N=kp1n =谐波秩序。k =整数1、2、3、等等。p =脉冲数。,上海科泰电源股份有限公司 中国移动通信有限公司,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,上海科泰电源股份有限公司 中国移动通信有限公司,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
7、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),上海科泰电源股份有限公司 中国移动通信有限公司,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。,上海科泰电源股份有限公司 中国移动通信有限公司,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(X“
8、d) 1、直轴次瞬变电抗(X“d)是发电机的一个重要参数 2、Un = X”d n InUn% = (X”d%/100) n In% 3、如果知道电流谐波的相对振幅，则可很容易计算电压谐波的组 分/组件。这些变流器中的振幅是变换结构/组合的一种功能。 4、如果THD是规定好的，可以从给出的电流谐波的内容/含量计算 出需要的X“d。*典型设备的可接受的水平电压畸变数据： UPS Systems 10% Inverter Drives 15% Soft starters 20% Rectifiers 20%,上海科泰电源股份有限公司 中国移动通信有限公司,谐波与发电机参数的关系,直轴次瞬变电抗(X
9、“d)是发电机的一个重要参数，不同的电压等级其值是不同的。下表为斯坦福UCI274F发电机的数据:,上海科泰电源股份有限公司 中国移动通信有限公司,发电机组与UPS的匹配选择,由于发电机组和UPS两者间的配合存在上述问题，解决上述问题的需要从两个方面进行：1、正确选择发电机的机组功率和励磁工作方式，不同的 励磁方式和适当 匹配功率等有助于问题的最小化； 2、选择更能适合发电机组特性的UPS。,上海科泰电源股份有限公司 中国移动通信有限公司,UPS非线性负载的特性,1、UPS的主要部件之一是整流滤波器件，属于非线性负载。 2、UPS作为机组的负载，即要为终端设备供电，也要为电池 进行充电。 3、
10、非线性负载会对柴油发电机组反射大量的高次谐波，其中以5次和7次谐波危害最严重，*非线性负载较大而发电机组容量又较小时这种危害更明显,上海科泰电源股份有限公司 中国移动通信有限公司,移动通讯机房负载的特点,移动局房的负荷中常见非线性负载的类型： （1） 软起动器（可控硅电动机启动器）； （2） 高频开关电源、交流不间断电源（UPS）； （3） 变频控制的电动机、电梯、泵等制造过程控制 （4） 电子数据图象设备、无线电发射设备，可控灯光设备； （5） 电信通信设备； （6） 荧光灯等,上海科泰电源股份有限公司 中国移动通信有限公司,UPS采用的整流技术说明,UPS采用过的整流技术有： 采用6脉冲整
11、流技术的UPS 采用12脉冲整流技术的UPS 采用单相整流技术的UPS 采用高频脉宽调制技术的UPS,上海科泰电源股份有限公司 中国移动通信有限公司,非线性-谐波对发电机的危害,1、非线性负载产生的谐波电流会导致的发电机绕组温升。 2、对发电机组的电压调节器的影响。,上海科泰电源股份有限公司 中国移动通信有限公司,非线性-谐波对ups的危害,1、UPS不能旁路。UPS（在线式、后备式）在旁路电源频率、电压正常时，UPS的逆变电源与旁路电源锁相、同步。当旁路电源频率变化超出设定极限时，静态旁路开关将禁止切换到旁路（此时切换可能造成逆变器过流、短路）。在这种旁路电源频率无法跟踪的情况下，UPS只会发出“旁路不可用”告警，提醒用户避免超载造成断电，逆变器仍继续提供电源给负载。 2、电池寿命缩短。频率漂移会导致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，此间UPS转为电池供电。如此反复会造成电池过分放电循环，大大缩短电池寿命，严重者会将电池电量全部放光，输出中断。,
