UPS電源和發(fā)電機(jī)不兼容的原因主要是UPS的輸入諧波電流引起的輸入功率因數(shù)低而形成的,再一個(gè)便是發(fā)電機(jī)的內(nèi)阻抗大。傳統(tǒng)的解決方案是將發(fā)電機(jī)降低頻率使用,使發(fā)電機(jī)有滿足的容量來補(bǔ)償由UPS的輸入諧波電流而引起的無功功率,發(fā)電機(jī)所帶負(fù)載的功耗大約為其zui大額定容量的30%左右。這歸于一種”大馬拉小車”的現(xiàn)象,是不經(jīng)濟(jì)環(huán)保的行為,而且柴油發(fā)電機(jī)作業(yè)在小負(fù)荷狀態(tài),使柴油發(fā)電機(jī)組更簡(jiǎn)單發(fā)生故障,降低了柴油發(fā)電機(jī)組的作業(yè)可靠性,其原因是柴油發(fā)電機(jī)機(jī)在小負(fù)荷下長期作業(yè),氣缸內(nèi)溫度較低,正常進(jìn)人氣缸內(nèi)的潤滑油不能徹底焚燒,而燃油也不能充沛焚燒,形成活塞環(huán)處、噴油嘴處積炭嚴(yán)峻,氣缸磨損加重,使上述部位加速故障的發(fā)生,使發(fā)電機(jī)作業(yè)性能下降煙沖冒黑煙。發(fā)電機(jī)要求負(fù)載有必要在80%上下的額定負(fù)載下作業(yè),對(duì)發(fā)電機(jī)才較為有利。能夠看出選用柴油發(fā)電機(jī)降額方案來解決問題不是一種底子解決問題的辦法,底子解決問題的辦法應(yīng)該是對(duì)UPS輸入端的功率因數(shù)進(jìn)行校對(duì)(PFC),使UPS接近于一個(gè)線性負(fù)載。
(1)有源功率因數(shù)校對(duì)
功率因數(shù)校對(duì)分無源校對(duì)和有源校對(duì),有源功率因數(shù)校對(duì)一般是在整流器后接一個(gè)升壓型變換器,該辦法校對(duì)作用好,校對(duì)后輸入電流接近于一個(gè)正弦波,功率因數(shù)可到達(dá)0.99,諧波電流能夠減少到7%左右。但該辦法由于多用了一級(jí)變換器,UPS的可靠性就會(huì)下降,在大功率UPS中顯得尤為突出,所以有源功率因數(shù)校對(duì)一般用于單相輸入的小功率UPS中(25KVA以下),關(guān)于三相輸入的大、中功率的UPS一般選用無源校對(duì)的辦法。
(2)LC無源濾波器校對(duì)
由于這種濾波器僅用了LC元件,將它并聯(lián)在整流器的輸入端,對(duì)UPS電源的安全性及可靠性沒有什么啥子影響,關(guān)于三相6脈沖的整流器,其諧波電流主要為5、7次諧波,將濾波器規(guī)劃為對(duì)起伏最大的5次諧波電流的阻抗為零,對(duì)9次諧波電流的阻抗力度很低,6次和9次諧波電流根本流進(jìn)了濾波器,而不會(huì)反送電給發(fā)電機(jī),引起發(fā)電機(jī)輸出電壓失真及其他的安全事故。這種辦法簡(jiǎn)單濾波作用也很好,諧波電流總THD能夠減小到10%以內(nèi),功率因數(shù)能夠到達(dá)0.95。但缺點(diǎn)是由于加了濾波器加大了UPS的體積和分量,但UPS的體積和分量大一點(diǎn)并沒有太大的聯(lián)系,關(guān)鍵是要求可靠性高,所以這種LC濾波器校對(duì)功率因數(shù)的辦法在三相輸入的大、中功率UPS中得到了廣泛的應(yīng)用。
(3) LC無源濾波器存在的問題
由于UPS輕載時(shí)的輸入諧波電流對(duì)交流電源體系影響很小,甚至能夠疏忽,咱們規(guī)劃的LC濾波器主要考慮UPS滿載時(shí)輸入諧波電流的抑制和改進(jìn)輸入功率因數(shù)的性能,無源濾波器的UPS在空載和輕載時(shí)往往呈現(xiàn)特別低或者特別高的超前功率因數(shù),即為電容性負(fù)載這種狀況對(duì)市電的變壓器沒有哈子什么影響的,可施發(fā)電機(jī)給電容負(fù)載供電時(shí)或許出現(xiàn)輸出電壓過高或無激磁而關(guān)機(jī),形成供電體系嚴(yán)峻故障。下面咱們來剖析發(fā)生這種現(xiàn)象的原因,是發(fā)電機(jī)的電勢(shì)的大小取決于發(fā)電機(jī)的激磁電流。是發(fā)電機(jī)定子的阻抗,是負(fù)載的阻抗,是發(fā)電機(jī)的輸出電壓。
由于發(fā)電機(jī)的電勢(shì)有必要等于發(fā)電機(jī)內(nèi)部阻抗和外部負(fù)載阻抗的壓降之和,能夠調(diào)理電壓調(diào)理器改動(dòng)發(fā)電機(jī)電勢(shì).來操控發(fā)電機(jī)的輸出電壓。發(fā)電機(jī)給純電容性負(fù)載供電時(shí)的向量,其中電流向量超前電壓向量,內(nèi)部電壓降的相位與電感性負(fù)載時(shí)相反,結(jié)果發(fā)電機(jī)發(fā)出的電勢(shì)比輸出的電壓小,也便是說較小的電勢(shì)就能發(fā)生很大的輸出電壓。
在這種狀況下為了維持發(fā)電機(jī)輸出電壓穩(wěn)定,電壓調(diào)理器有必要大大地減小轉(zhuǎn)子激磁電流以減小發(fā)電機(jī)電勢(shì),可是由于發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子都有必定的剩磁,即便電壓調(diào)理器徹底封閉,仍有滿足的磁場(chǎng)發(fā)生輸出電壓,所以電壓調(diào)理器不或許有滿足的調(diào)理規(guī)模徹底操控輸出電壓。這將導(dǎo)致輸出過壓電壓調(diào)理器封閉,最終使發(fā)電機(jī)封閉。發(fā)電機(jī)帶電容性負(fù)載時(shí)不能正常作業(yè)。UPS在空載或輕載時(shí)歸于電容性負(fù)載,狀況是實(shí)踐存在的。明顯要解決上述問題有必要對(duì)UPS在空載和輕載時(shí)的輸入功率因數(shù)進(jìn)行調(diào)理。
具體解決問題的辦法為:
①在發(fā)電機(jī)所帶的負(fù)載包括UPS和機(jī)房空調(diào)的狀況下,可先將空調(diào)設(shè)備加到發(fā)電機(jī)上,具體辦法可在UPS的輸入電路上接一個(gè)延時(shí)繼電器,以推遲UPS負(fù)載電力的接通。
②選用帶接觸器的UPS輸入濾波器,當(dāng)UPS輕載時(shí)通過接觸器主動(dòng)斷開發(fā)電機(jī)濾波器。