所有的尋覓都有一個過程UPS是停電的首選
概述:電網(wǎng)對UPS不間斷電源的要求有哪些
由高頻雙變換串并聯(lián)補償電路組成的UPS(Delta變換技術(shù))的輸入電流諧波成分最多也在5%以下,而且與UPS輸出負載的性質(zhì)無關(guān)。
(3)輸入電流的諧波成分
當系統(tǒng)對輸入功率因數(shù)限制較嚴格時,還可以與UPS不間斷電源配套使用有源濾波器,它同樣可以在很大的輸入電壓和負載范圍內(nèi)把輸入功率因數(shù)提高到0 99(參看第4章第5節(jié))。
電力部門對用電設(shè)備的輸入功率因數(shù)是有要求的,特別是大功率用電設(shè)備,其輸入功率因數(shù)應(yīng)在0 95以上,當不滿足要求時,就必須配置無源或有源功率因數(shù)補償環(huán)節(jié)和設(shè)備。如果叨,S的AC仍C變換器由6脈沖整流改為12脈沖整流,并配置相應(yīng)的電感電容濾波環(huán)節(jié),可將這類UPS的輸入功率因數(shù)在設(shè)計額定負載時提高到0 95以上,但整機成本要增加20%左右。當叨?S輸出負載量低于設(shè)計額定值時,其濾波功能就要明顯地降低,而且當輸入電壓波形失真過大時,可能會引起輸入濾波環(huán)節(jié)的振蕩,危及UPS主機和電網(wǎng)的安全。
各種電路結(jié)構(gòu)形式的UPS的輸入功率因數(shù)也不同,后備式和線交互式UPS的輸入功率因數(shù)等于UPS輸出負載的功率因數(shù)。當市電正常時,它們的調(diào)壓環(huán)節(jié)不具備功率因數(shù)調(diào)控功能,但它本身也不對電網(wǎng)增加功率因數(shù)的失真。傳統(tǒng)雙轉(zhuǎn)換式UPS的輸入端AC仍C變換器是可控整流濾波電路,由于高次諧波的影響,其輸入功率因數(shù)很低,滿載時只有0 8左右,而且與皿?S輸出負載的性質(zhì)無關(guān)。在輸入端配置了12脈沖整流環(huán)節(jié)和1I次濾波器的UPS,在滿負荷情況下輸入功率因數(shù)可提高到0 95,在輸入端采用了高頻整流PFC(高頻機)的傳統(tǒng)雙轉(zhuǎn)換式UPS以及由高頻變換串并聯(lián)補償電路構(gòu)成的UPS(Delb變換技術(shù),它的串聯(lián)變換器是一個理想的正弦波電流源,實際上等效為一個典型的功率因數(shù)校正電路),輸入功率因數(shù)都很高,在很大的輸入電壓和負載范圍內(nèi)都可達到0 99,而且與UPS輸出負載性質(zhì)無關(guān)。
UPS作為供電系統(tǒng)的一個重要環(huán)節(jié),同時又是電網(wǎng)的負載,因此與其他負載一樣,它的輸入功率因數(shù)同樣是衡量它是否對電網(wǎng)形成在污染的一項重要的電性能指標。輸入功率因數(shù)低,就意味著它在從電網(wǎng)吸收有功功率的同時,還要吸收較多的無功功率,其結(jié)果是增大系統(tǒng)的配置容量,影響系統(tǒng)的供電質(zhì)量,降低UPS的工作效率,增大UPS系統(tǒng)的運行成本。如果配置一臺輸入功率因數(shù)為0 8,輸入功率為lOOk諷的UPS,在UPS輸出滿負荷的情況下,叨冶要從電網(wǎng)吸收8OkW的有功功率,同時還要吸收6OkW吹的無功功率,那么就需要對該系統(tǒng)配備至少150k諷的用電容量。如果用柴油發(fā)電機供電,就需要2一4倍容量的柴油發(fā)電機系統(tǒng),當然配電設(shè)備(開關(guān)、變壓器和傳輸?shù)?的容量和成本也要大幅度地增加。
(2)1UPS輸入功率因數(shù)
基于以上原因,對于那些電網(wǎng)電壓波動范圍過大的地區(qū),最好在UPS前級配置適當?shù)慕涣鞣(wěn)壓設(shè)備。
UPS廠商提出的可靠性指標肋朋F@實際上是包括轉(zhuǎn)靜態(tài)旁路供電的,叨?S不能轉(zhuǎn)旁路時,其可靠性指標要低得多,例如帶轉(zhuǎn)旁路功能的UPS的MTBF值是10萬小時,當該UPS不能轉(zhuǎn)旁路時,其M朋F值通常只有3萬小時左右。
對于大功率UPS,電池充電電壓直接取自整流器輸出的直流母線電壓,當電網(wǎng)輸入電壓過低時,就無法保證向電池提供足夠的浮充電壓,電池實際上處在放電狀態(tài),因此就不能保證有足夠的儲各能量。當電網(wǎng)發(fā)生故障轉(zhuǎn)電池逆變工作狀態(tài)時,也就不能保證所需要的不停電備用時間。
特別應(yīng)該提示的是,當輸入電壓處于上下極限值時,例如超過士10%,UPS就會失去轉(zhuǎn)旁路運行的功能。其原因是,為了確保UPS在執(zhí)行主交流市電逆變供電和市電旁路供電的相互轉(zhuǎn)換過程中對負載的供電不會出現(xiàn)中斷,兩種輸出方式在轉(zhuǎn)換過程中是存在供電重疊時間的,如果市電電壓過低或者過高,就會在UPS逆變輸出與旁路輸出之間出現(xiàn)過大的電壓差而產(chǎn)生過大的環(huán)流,這會損傷逆變器并對系統(tǒng)形成干擾,所以UPS通常把轉(zhuǎn)旁路時的輸入電壓范圍限定在兵士10%,這也是負載通常所能接受的電壓范圍。對于一個允許輸入電壓范圍在士20%一士30%的UPS,當輸入電壓幅值超過士10%時會失去轉(zhuǎn)旁路的功能,進入系統(tǒng)異常運行狀態(tài)。在這種情況下,一且負載過載、逆變器故障或者機內(nèi)環(huán)境溫度過高,UPS就執(zhí)行"自動關(guān)機"操作,使負載供電中斷;或者執(zhí)行有間隙的轉(zhuǎn)市電旁路供電,即先斷開逆變器輸出,再接通市電旁路開關(guān),使負載供電中斷時間在100ms以上,并且在轉(zhuǎn)換前后出現(xiàn)電壓幅值的突變,這顯然是負載所不允許的。
當市電輸入電壓幅值接近輸入電壓額定幅值時,UPS不間斷電源的整流器(特別是PFC高頻整流器)和逆變器都工作在設(shè)計最佳狀態(tài),而輸入市電電壓過高和過低時,都會加大整流器的負擔,UPS設(shè)計時應(yīng)充分考慮到市電偏差極限時整流器和逆變器的功率余量(包括功率管的電壓電流容量、電容器的容量和耐壓、輸入斷路器的電流限值和導(dǎo)線容量等)。當輸入電壓范圍過大時,成本必然會大大提高,況且即使有足夠的功率余量,當UPS工作在輸入電壓偏差極限時,因工作狀態(tài)的惡化,UPS的運行效率和可靠性以及使用壽命等也會明顯降低。
電網(wǎng)電壓幅值的實際變化范圍隨電網(wǎng)供電容量的大小、輸配電設(shè)備質(zhì)量的好壞、用電負載量的大小等條件的不同而有很大的差別。在供電條件較好的城市和工業(yè)區(qū),變化范圍通常限制在士15%左右,而在供電條件較差的農(nóng)村和邊遠地區(qū),變化范圍要大得多,有時甚至達到20%一30%。通常人們認為UPS的輸入電壓范圍越大越好,這樣可以在市電電壓波動時減少UPS轉(zhuǎn)換到電池供電的次數(shù),延長電池壽命,但輸入電壓范圍過大時,也會提高UPS成本并降低運行效率及可靠性。
當電網(wǎng)電壓幅值的變化范圍超過UPS的設(shè)計值時,與負載過載一樣,UPS變換器進入超常工作范圍,必須轉(zhuǎn)電池逆變工作狀態(tài)。此范圍的設(shè)計值越大,在電網(wǎng)電壓幅值變化的過程中,UPS轉(zhuǎn)換到電池逆變工作的次數(shù)就越少,電池就有更多的時間處在容量充足的備用狀態(tài),一旦電網(wǎng)電壓大幅度跌落或者供電中斷時,UPS才能有效地發(fā)揮不停電供電的功能。
這是一項能代表UPS性能優(yōu)劣、產(chǎn)品說明書中必須明確的重要電性能指標,它代表著UPS變換器對輸入電壓偏離正常值時的調(diào)控能力,同時也可反映UPS的輸出容量和容量余量。
(1)容許電網(wǎng)電壓幅值變化的范圍
對電網(wǎng)環(huán)境的適應(yīng)能力是UPS設(shè)備最重要的功能,是它能否推廣使用的首要因素,在這方面的電性能指標主要有以下兒個。
UPS對電網(wǎng)環(huán)境的適應(yīng)能力。
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