UPS与发电机的兼容性课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,http:/ L,7,UPS,与发电机的兼容性,3）,UPS,和发电机组的各自额定功率,控制,UPS,上线,母排上,的,电压,谐波,失真度，,避免对输出阻抗较高的发电机组产生,影响,。,配备有,PFC,整流器或,THM,有源12脉冲整流器的,UPS，,其输入功率因数很高（大于 0.9），因此，能最有效地使用发电机组。,对,于无源,LC,滤波器，可以采用带接触器的滤波器或补偿式滤波器来解决有关容性电流的问题。,一、发电机组的应用,docin/sundae_meng,UPS与发电机的兼容性一、发电机组的应用docin/sund,8,UPS,与发电机的兼容性,4）谐波,发电机组的亚瞬态电抗,Xd,通常比变压器的短路电压,Uscx,高24倍，因此,UPS,整流器吸收的谐波电流,THDI,可能会对上线母排的总谐波电压失真度,THDU,产生更大的影响。,一、发电机组的应用,docin/sundae_meng,UPS与发电机的兼容性 4）谐波一、发电机组的应用docin,9,UPS,与发电机的兼容性,5）发电机组频率的稳定性,发电机,为,UPS,供电,期间，,其,输出频率可能会发生波动，因为负载的,瞬间,变化,，,不能使机械式,调速器,在瞬间完成,调整，所以为,UPS,供电的发电机必须具有电子调速器装置。,发电机频率不稳定的,现象可能会对线交互式,UPS,所带,的负载产生问题，因为,发电机组的频率变化可能导致这种,UPS,多次切换到电池供电（频率超限），然后再切换回发电机组,，,这样的重复现象可能,导致发电机与电池组交替供电的“振荡”现象（,发电机,在,频率,设置点周围不,能,稳定）。,对双转换式,UPS，,输出电力由逆变器调节，从而避免了这种问题,。,一、发电机组的应用,docin/sundae_meng,UPS与发电机的兼容性一、发电机组的应用docin/sund,10,UPS,输入的,THDI,是影响发电机的原因,发电机的亚瞬态电抗,（,Sub-transient Uscx=12,20%,）,Uscx,通常大于电力变压器的短路阻抗（,Uccx=4,6%,），因此发电机更容易受到非线性负载的影响；,在同样的负载电流失真度,THDI,条件下，发电机的电压失真度,THDU,大于变压器的,THDU,。,UPS,的谐波电流使发电机损耗明显增大,磁滞损耗正比于电流频率,p,h,=F,(,f,),；,涡流损耗正比于电流频率的平方,p,e,=F,(,f,2,),；,导线的电流趋肤效应,(,Skin effect,),。,发电机的不稳定运行反作用于,UPS,UPS,旁路输入频率频繁地超限、不同步报警；,整流器输入电压不稳定、电池频繁放电。,二、发电机组与,UPS,的容量匹配,docin/sundae_meng,UPS输入的THDI是影响发电机的原因二、发电机组与UPS的,11,电源,阻抗,Zs,与,负载阻抗,Zc,的,比值,普通,UPS,发电机,变压器,自由,频率的脉宽调制,UPS,Zs,Zc,%,50,_,100,_,0,150,_,输出阻抗的频率响应,不同,的电源设备具有不同的输出阻抗：,输出,阻抗随电源频率而改变,降低电源阻抗,减小输出电压失真度,F(Hz,),50,250(H5),500(H10),750(H15),谐波,频率,二、发电机组与,UPS,的容量匹配,docin/sundae_meng,电源阻抗 Zs 与负载阻抗 Zc的比值普通 UPS 发电机变,12,UPS,产生完美的正弦波,使用,双转换,double conversion,技术,的,UPS,连续,地再生电压和频率,逆变器,的软启动消除了对发电机的冲击电流,最少,地使用电池放电,完美,的正弦波,干扰,和谐波,频率,波动,间断和停电,电压,波动,双转换式,UPS,二、发电机组与,UPS,的容量匹配,docin/sundae_meng,UPS产生完美的正弦波完美的正弦波干扰和谐波频率波动间断和停,13,最小失真度,THDU,最优化的,效率曲线,每,毫秒,8,次,换向,包络线,误差,1%,输出电压,波形,自由频率,脉宽调制波形,100,0,0,25,50,75,100,92,95,95,94.5,效率,(%),负载,(%),UPS,产生完美的正弦波,采用自由频率,“,free-frequency,”,脉宽调制,技术(专利),对于非线性负载，输出电压谐波失真度,THDU,小于,3,%；,从,25%,到,100%,负载,时，具有卓越的高效率。,二、发电机组与,UPS,的容量匹配,docin/sundae_meng,最小失真度 THDU 最优化的效率曲线每毫秒8次换向包络线误,14,Zs,Zc,Zs,Zc,%,F(Hz,),电源,阻抗,Zs,与,负载阻抗,Zc,的,比值,普通,UPS,发电机,变压器,自由,频率的脉宽调制,UPS,50,_,100,_,0,150,_,50,250,500,750,*Zs,表示,变压器、发电机、,电源电缆等的阻抗,*Zs,表示,UPS,的,阻抗,U=Z,I,谐波,频率,Zs,Zc,输出阻抗对失真度的影响,电源,的输出电压,THDU,取决于,它自身的输出阻抗,二、发电机组与,UPS,的容量匹配,docin/sundae_meng,ZsZcZs%F(Hz)电源阻抗 Zs 与负载阻抗 Zc的,15,F(Hz,),发电机,短路电压,UPS,逆变器,短路电压,50,_,100,_,0,50,250,500,750,150,高输出阻抗的发电机不适于非线性负载,发电机,短路电压,U,CC,随,谐波频率的增加而线性增大：,H,n,U,CC,=n x H1 U,CC,自由频率PWM,逆变器短路电压,U,CC,与,频率的变化基本无关,Ucc,H1,=1%,Ucc,H1,=15%,Ucc,H5,2%,Ucc%,Ucc,H5,=5x15%=75%,二、发电机组与,UPS,的容量匹配,docin/sundae_meng,F(Hz)发电机短路电压UPS逆变器短路电压50 _100,16,输出阻抗,的举例,具有自由频率,PWM,逆变器的,UPS,Z=Ucc x U,2,S,Z,=,输出阻抗,Ucc,=,短路电压,S,=,视在功率,U,=,输出电压,Z=4 x 400,2,=32 m,2,x10,5,100,例：,200,kVA,变压器，,U=400V,Ucc,H1,=1%,Z=8 m,Z=32 m,Z=120 m,Ucc,H1,=4%,一般,电力 变压器,Ucc,H1,=15%,发电机,旋转式,UPS,二、发电机组与,UPS,的容量匹配,docin/sundae_meng,输出阻抗的举例具有自由频率PWM 逆变器的UPSZ=Uc,17,20,输出阻抗对失真度的影响（举例）,二、发电机组与,UPS,的容量匹配,设,：一台功率为,1000 kVA,的变压器，其短路电,压,Uscx=5%,，为一台,400 kVA UPS,供电：,P,输入,=P,输出,x 1.2,(,经验数值,),=400 x 1.2 =480 kVA,相对短路电压：,如果是一台同等容量的发电机组供电，其亚瞬态电抗：,Xd =16%,，,则：,Uscx,=,0.077,对应：,THDU =,17%,使用这个数值以及右图中的曲线（控制角,20,），可以计算出,UPS,产生的谐波电流导致的上线电压总谐波失真度为：,THDU%=,7.4%,docin/sundae_meng,20输出阻抗对失真度的影响（举例）二、发电机组与UPS的容,18,市电供电，,UPS,空载 发电机供电，,UPS,空载,THDI=22.4%THDU=5.82%PF=0.36,UPS,输入的,THDI,是影响发电机的原因,二、发电机组与,UPS,的容量匹配,THDI=30.68%THDU=5.21%PF=0.33,docin/sundae_meng,市电供电，UPS空载,19,发电机供电，,UPS100%,负载,THDI=5.8%THDU=5.2%PF=0.96,二、发电机组与,UPS,的容量匹配,UPS,输入的,THDI,是影响发电机的原因,另一台特殊发电机供电，,UPS100%,负载,THDI=28.7%THDU=34.5%PF=0.76,docin/sundae_meng,发电机供电，UPS100%负载THDI=5.8%THDU,20,对于不同的负载，下表给出了所允许的,THDU,值,网侧其它负载允许的,THDU,是选择发电机容量的关键,THDU=15%,，发电机容量,=1.5 2.5,倍,UPS,输出容量,;,THDU=10%,，发电机容量,=3 5,倍,UPS,输出容量,;,THDU=5%,，发电机容量,=6 7,倍,UPS,输出容量；否则必须在,UPS,之前加装滤波器，以消除谐波影响，才能使得,:,发电机容量,=1.5,2.5,倍,UPS,额定输出容量,二、发电机组与,UPS,的容量匹配,docin/sundae_meng,对于不同的负载，下表给出了所允许的THDU值网侧其它负载允许,21,由上表及上述举例可见，发电机与,UPS,配合的好坏或兼容性，主要取决于发电机输出阻抗和,UPS,的输入电流失真度。,结论,电源失真度通常以,总电压谐波失真度,THDU,来表示。计算失真度时通常需要以下参数：,短路电压,Uccx,：用于计算,变压器,类电源的阻抗，有时也用,Uscx,表示；,亚瞬态电抗,X”d,：用于计算,发电机,类电源的阻抗，有时也用,Uscx,表示。,下表给出了各种供电设备的短路电压,：,二、发电机组与,UPS,的容量匹配,docin/sundae_meng,由上表及上述举例可见，发电机与UPS配合的好坏或兼容性，主要,22,结论,除此之外，,UPS,还应具有与发电机配合的重要功能：,UPS,应具有斜坡启动功能,，,保证,整流器在发电机上逐渐,启动,，启动,过程,应,持续大约10秒钟,；,当市电恢复时，,整流器应,可以通过一个辅助开关,逐渐斜坡,停,止,，从而避免干扰,其它,负载,，防止发电机飞车,。,UPS,还应具有延时启动的功能,，防止所有负载在发电机上同时启动，造成发电机过载，延迟时间为,0-255,秒。,UPS,应具有发电机运行时的第二级充电限流,，防止由于发电机出力不足，而电池组却需要很大充电电流的矛盾，第二级充电限流应为,0,0.1C,10,可调。,UPS,应具有发电机运行时的第二级总电流限流,，防止由于发电机出力不足，而负载却需要很大电流的矛盾，这时负载的部分电流将由电池组提供，第二级总电流限流应为,0.5,1In,可调。,二、发电机组与,UPS,的容量匹配,docin/sundae_meng,结论二、发电机组与UPS的容量匹配docin/sundae_,23,MGE,UPS,SYSTEMS,感谢各位领导和专家的关注与支持！,docin/sundae_meng,MGE UPS SYSTEMS感谢各位领导和专家的关注与支持,24,