根據(jù)UPS容量,一般一臺傳統(tǒng)雙變換在線式UPS配套發(fā)電機(jī)組的容量比為2~4倍。事實上,叨淚一般工作在50%~80%額定容量,而對發(fā)電機(jī)組來說,其輸出的功率可能為額定容量的30%左右。這樣不但造成發(fā)電機(jī)組的容量不能充分利用,增加了設(shè)備投資,造成了"大馬拉小車"的現(xiàn)象,而且便發(fā)電機(jī)組更容易發(fā)生故障,增加了維護(hù)量,降低了發(fā)電機(jī)組的工作可靠性。其原因是,根據(jù)柴油發(fā)電機(jī)的特性,如果長期在小負(fù)荷下工作,氣缸內(nèi)溫度較低,正常進(jìn)入氣缸內(nèi)的潤滑油不能完全燃燒,而燃油也不能充分燃燒,造成活塞環(huán)處、噴油嘴處積炭嚴(yán)重,氣缸磨損加劇,因而加速上述部位故障的產(chǎn)生,便柴柴油發(fā)電機(jī)系統(tǒng)工作性能下降,排氣冒黑煙。柴油機(jī)處于30%額定負(fù)載以下,經(jīng)濟(jì)性變差。通常,發(fā)電機(jī)組工作在負(fù)載超過額定負(fù)載的60%對柴油機(jī)較為有利。解決這一間題的方法就是,對發(fā)電機(jī)負(fù)載輸入特性進(jìn)行校正。下面恒發(fā)柴油發(fā)電機(jī)組廠家的技術(shù)人員就來給大家具體介紹幾種常用的方法。
一、改善系統(tǒng)功率因數(shù)
柴油發(fā)電機(jī)組廠家也總結(jié)了改善系統(tǒng)功率因數(shù)的幾種方法:
第一種方法是設(shè)置自動切換柜,便發(fā)電機(jī)的其他負(fù)載先于UPS接入。此方法只適用于大功率柴油發(fā)電機(jī)系統(tǒng)-UPS供電系統(tǒng)。這樣的系統(tǒng)中,除UPS外還有其他性質(zhì)的負(fù)載。這種自動切換柜實現(xiàn)起來有一定的因難,而且在維護(hù)時生產(chǎn)廠商的工程師需要單獨對UPS和發(fā)電機(jī)進(jìn)行調(diào)試。
第二種方法是增加一個永久性感應(yīng)電抗來補(bǔ)償容性負(fù)載,通常使用并聯(lián)線繞電抗器接在發(fā)電機(jī)輸出并聯(lián)板上,這很容易實現(xiàn)而且成本較低,但無論是重負(fù)載還是輕負(fù)載,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。
第三種方法是在每一臺UPS中加裝正好能補(bǔ)償U(kuò)PS容抗的感性電抗器,在低負(fù)載情況下由接觸器(選件)控制電抗器接入。此方法可較精確地設(shè)置電抗器,但數(shù)量較大且安裝和控制的成本高。
第四種方法是在濾波器電容前安裝接觸器,在低負(fù)載時斷開。由于接觸器的時間必須精確,控制比較復(fù)雜,只能在工廠安裝。
第五種方法是在UPS供電系統(tǒng)前面配置混合型有源濾波器DHM,使整個供電系統(tǒng)的輸入功率因數(shù)保持在0.95以上,輸入電流諧波控制在10%以下
二、改善UPS設(shè)備的輸入功率因數(shù)
這里講的不是用增加UPS輸入端無源濾波器方法。對于傳統(tǒng)雙變換在線式UPS,可改6脈沖整流為12脈沖整流,這種方法對提高UPS輸入功率因數(shù)和降低輸入電流諧波成分是有效的,但是它的輸入端同樣要設(shè)置濾波器,所以不能從根本上解決柴油發(fā)電機(jī)系統(tǒng)與UPS的匹配問題。在本書第4章中介紹了改善UPS輸入功率因數(shù)的方法,其中有效的辦法是把叨,S輸入端AC仍C整流電路改為高頻整流(PFC)電路(如第2章圖2-51和第4章圖4-28所示),因為這種辦法可以在UPS負(fù)載0~100范圍內(nèi)都把輸入功率因數(shù)提高到0.95以上,當(dāng)UPS負(fù)載超過50A時,可提高到0.98以上,而且輸入端無需再加無源LC濾波器,在這樣的系統(tǒng)中,可使發(fā)電機(jī)與UPS的容量配置關(guān)系達(dá)到1.5:1。
三、消除系統(tǒng)中設(shè)備啟動電流沖擊
在供電系統(tǒng)中,任何大功率用電設(shè)備的啟動都會形成過大的啟動沖擊電流,嚴(yán)重污染電網(wǎng),造成電網(wǎng)電壓下陷。特別是電網(wǎng)掉電后啟動柴油發(fā)電機(jī)系統(tǒng)對系統(tǒng)供電時,會影響柴油發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的正常啟動,甚至引起UPS系統(tǒng)故障。圖5-7是柴油發(fā)電機(jī)系統(tǒng)啟動時的沖擊電流實測波形。