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杏彩平台官方平台数据中心供电系统中柴油发电机与UPS搭配兼容问题及解决方案

  杏彩平台登录注册柴油发机电以及UPS 是数据体系中的两大中心装备,当市电停电时,柴油发机电-UPS 体系将为数据中间的根底设备供电,两者的兼容性间接影响着全部数据中间供电体系的可用性。但是,以后国表里数据中间供电体系中,UPS 以及柴油发机电之间却存在一些不兼容的成绩。

  UPS 容性特征是招致数据中间柴油发机电-UPS 体系呈现毛病的主要缘故原由。本文经由过程研讨 UPS 的容性特征以及柴油发机电稳态带载才能,给出了 UPS容性特征招致柴油发机电带载失利的缘故原由,并提出了思索 UPS 容性特征时的柴油发机电-UPS 容量配比根据。

  谐波畸变是影响数据中间柴油发机电-UPS 体系兼容性的主要身分。经由过程阐发谐波畸变对全部柴油发机电-UPS 体系的影响机理,本文推导患上出了计较柴油发机电-UPS 体系中总谐波电压畸变的相干公式,以及思索谐波畸变身分时,柴油发机电与 UPS 之间的容量配比干系。从而为处理由谐波畸变招致的体系不兼容成绩供给了办法。

  低频振荡也是影响柴油发机电-UPS 体系兼容性的枢纽身分。在某些状况下,当柴油发机电给 UPS 供电时,在柴油发机电以及 UPS 的体系接口处会呈现低频振荡征象。

  数据中间供电体系是数据中间根底设备中最主要的子体系,一切的IT装备以及根底设备中的制冷、办理、宁静等子体系都在供电体系的撑持下运转。包管持续不连续的电力供给曾经成为当代数据中间供电体系必不成少的功用,今朝的数据中间供电体系如图 1-1 所示,其次要组成以下:

  (1)备用电源为了包管数据中间供电牢靠,在主要的数据中间都配置了双电网供电体系,此中一起市电一般时由其给负载供电,另外一起市电作为交换备用电源。别的发机电组也作为交换备用电源。而当两路市电以及发机电局部截至供电时,蓄电池也可作为直流电源给负载供电。

  (2)电源转换装备供电体系中的电源转换装备包罗主动转换开关、UPS不连续电源以及动态旁路开关。

  (3)配电装备供电体系中的配电装备次要包罗交换输入配电、UPS输入配电、负载机架排配电(列头柜)以及机架配电等。不管是对当局部分、教诲机构、仍是企业,数据中间供电体系的牢靠不变运转都十分主要,数据中间供电体系毛病会形成数据中间的效劳器,交流机等装备断电,进而惹起企业数据中间的丧失以及数据营业的中止并带来严重的经济丧失。UPS 会主动切换到电池形式即UPS整流器截至事情,UPS逆变器把蓄电池贮存的直流电能转换为交换电源输出给 IT 负载。与此同时,柴油发机电开端启动,在柴油发机电顺遂启动以后,便可将 UPS 接入到发机电输出回路,由柴油发机电给 UPS 供电,如图 2-1所示为柴油发机电给UPS 供电的构造图。

  (1)柴油发机电的输出电压波形也即 UPS 的输入电压波形畸变严峻,UPS 整流器没法一般事情,发机电绕组呈现猛烈发烧征象。

  (2)当 UPS 以轻载形态接入发机电时,柴油发电电机压忽然降低,并终极招致体系因过压庇护以及欠励磁庇护而停机。

  (3)在 UPS 输出侧所接负载稳定的状况下,UPS 的输入电压、输入电流及母线电压均呈现振荡。(本次不做引见)

  在数据中间供电体系中,常常会呈现市电给UPS 供电时,UPS 可以一般事情,而当市电断开并由柴油发机电给 UPS 供电时,柴油发机电以及 UPS 均呈现事情非常的状况。如柴油发机电输出电压忽然降低,励磁丧失,进而惹起体系因过压庇护以及欠励磁庇护而停机;并终极招致数据中间停电宕机变乱。

  必需采纳有用的步伐,制止柴油发机电呈现容性功率过载征象。为此,在数据中间柴油发机电UPS 容量配比设想时必需思索 UPS 的容性特征。为制止柴油发机电带容性负载时呈现过载,本文提出 2 种办法:

  带滤波器的工频UPS 在空载时容性无功最大,跟着负载率的回升,输入容性无功逐步减小。高频 UPS 跟着带载率的回升,输入容性无功功率变革不大。在有功功率为零时,柴油发机电可以输出的容性无功功率的最大值为S 。设工频 UPS的在空载时的容性无功功率为 Q 1 ,高频 UPS 最大的容性无功功率为 Q 2 ,则在设想柴油发机电以及 UPS 容量配比时,必需别离满意前提:

  柴油发机电带理性负载的才能要较着强于带容性负载的才能。有鉴于此,在停止数据中间供电体系设想时,该当缔造须要的使用前提,让柴油发机电后端所接负载的总输入功率因数值处于柴油发机电的理性事情区内,尽能够地制止大概削减使患上它的后端所接负载的总输入功率因数处于容性事情区的概率,如许的设想战略也能够处理由UPS 容性而招致的体系不兼容成绩。

  在各方眼前提许可的状况下,该当改动柴油发机电只给UPS供电的供电体系架构,而该当接纳让柴油发机电给数据中间的一些理性负载如空调、风机等一同供电的方法。其道理如图3-1所示。

  谐波畸变是影响数据中间供电体系中柴油发机电以及UPS 兼容性的主要缘故原由,当供电体系中的 UPS 谐波电流过大时,常常会惹起柴油发机电-UPS体系事情非常,招致柴油发机电输出电压发作畸变,电枢绕组发烧严峻,以及 UPS 整流器非常关机等毛病杏彩平台官方平台。

  如图4-1 所示为典范的工频 6 脉冲 UPS 的主电路拓扑图,其次要由输入整流电路、输出逆变电路、输出滤波电路所构成。在全部体系构造中,前真个三相全桥晶闸管整流安装,中心的高频逆变安装,以及后真个输出变压器均能够惹起体系中谐波电流畸变。但在全部体系中,由前端晶闸管整流器所惹起的谐波畸变远高于后者,以是凡是以为,由前者发生谐波电流是惹起工频 UPS 输入电流谐波畸变的最次要的缘故原由。

  因为晶闸管属于半控器件,即只能掌握其开明,不克不及掌握其关断,故接纳晶闸管整流器的工频UPS 只能对母线电压停止掌握,而不克不及对输入电流停止调理,因而招致了工频晶闸管整流电路输入电流存在较高的谐波电流身分。

  工频十二脉冲UPS 道理与工频六脉冲 UPS 不异,只不外其整流器由两个六脉冲工频晶闸管整流器并联事情,组成了十二脉冲整流器,且在整流器前端增长了三相三绕组变压器。

  关于高频UPS 而言,其输入整流器凡是为三相 Boost 型 PWM 整流器。如图 4-2 所示为高频 UPS 主电路构造,因为三相 PWM 整流器接纳基于 dq扭转坐标系的矢量控战略,即把三相 PWM 整流器的交换输入电流合成为直轴电流 i d 以及交轴电流 i q 别离停止掌握,而且凡是掌握交轴电流 i q 为 0,以完成输入电流可以完整跟踪输入电压杏彩平台官方平台,并患上到较高的功率因数。从而使患上三相PWM 整流器输入电流凡是比力光滑,输入电流波形靠近正弦波,输入电流谐波含量较低 。因而,接纳三相 PWM 整流器的高频 UPS 输入电流波形质量凡是较好,当其接入柴油发机电输出回路,由柴油发机电供电时,其输入电流谐波畸变对柴油发机电输出电压波形畸变的影响较小。

  为制止因UPS 谐波电流畸变而招致的柴油发机电-UPS 体系不克不及一般事情杏彩平台官方平台,在设想柴油发机电机以及 UPS 的容量配比干系时必需思索 UPS 的谐波电流畸变身分,才气包管柴油发机电 UPS 体系之间的兼容性。关于 UPS 来讲,接纳差别拓扑构造,其输入谐波电流含量各不不异,如表 4-3 所示,且凡是存在以下干系:6 脉冲整流(不带滤波器)>

  12 脉冲整流(不带滤波器)>

  6 脉冲整流(带滤波器)>

  12 脉冲整流(带滤波器)≈高频整流。

  由于柴油发机电的内阻抗要比电网的阻抗大许多,因而当柴油发机电给UPS 供电时,体系中的谐波电流畸变叠加在发机电输出阻抗上而惹起柴油发机电输出电压发生较大的谐波畸变,从而影响 UPS 整流器以及发机电 AVR 的一般事情。以是,谐波电流畸变也该当是设想容量配比时需求思索到身分,必需包管在此容量配比下柴油发机电输出电压畸变不超越柴油发机电-UPS 体系一般事情许可的最大 THDU 值,柴油发机电容量才气满意请求。

  综上所述,经由过程对数据中间供电体系中柴油发机电与UPS 兼容性成绩的会商,本文患上出了数据中间油机-UPS 容量配比选型的根据。

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