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UPS供电系统设计技术探讨

2011-12-22 15:18来源:chinaaet关键词:UPS供电系统高频谐波隔离变压器收藏点赞

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解决UPS零地电压有以下方法:

(1)缩短零线长度,增大零线截面积可减小零线电抗,从而将低零地电压。该解决方案的优点是效果明显,从零线电抗计算公式Zn=ρL/S看,当线长L减小,导线载面积增大,Zn随之减小,零地电压也同时降低。但受到现场实际情况限制,不太容易实现。需要在机房初期设计阶段充分考虑,否则很难更改。

(2)对于双变换在线UPS,当逆变器工作时,UPS输入端零线电流理论上应该为零。但由于机房输入配电柜内流过所有电缆的都是大电流,这些电流包括UPS、机房的逆变器、本楼层的照明以及空调等。每一根电缆都含有大量的电磁干扰,所有的这些电缆被捆扎在一起走长线,使得这些高频干扰互相串扰,高频干扰电流在零线、地线上流过带来了零、地之间的压降。从测试波形上看,零地之间的高频成分呈非固定频率的杂波,也可以反映干扰为多种设备电流的电磁干扰叠加。

将UPS的相线和零线、地线分开走线,两者的距离应该保证在20cm以上,最好能做到40cm。其他动力电缆也应该远离UPS零线。如现场施工不能分开,零线和地线可考虑用铠装屏蔽电缆,可达到同样效果。

(3)UPS负载端加隔离变压器,并将隔离后的零线接地。这种解决方案的优点在于能够非常有效地解决负载端零地电压问题。因为隔离后的零线接地,可以保证负载的零地电压趋近于零。隔离变压器是一个非常成熟的产品,品种全,可以满足各种功率等级的要求,供货周期短,价格低廉,而且安全可靠,无风险。目前计算机机房用户多采用这种配电方式。

综上所述,推荐使用UPS负载端加装隔离变压器方案,此方案可一劳永逸地解决零地电压问题。在某些场合方案三不能实施时,可考虑方案一、二为备选。

3、较大的零地电压可加隔离变压器(施耐德一APC公司中国产品技术部技术总监

零地电压的产生是由于不平衡负载产生的基波电流)以及3次和3n次谐波产生的高次谐波电流,其有效值包括不平衡基波电流和高次谐波电流,标准限值为有效值2V(GB50174—2008),这是衡量零线是否接好的方法;但是lV不等于没有问题,5V也可能不发生问题。可通过平衡三相负载,降低谐波电流;降低零线电流传输阻抗(增大导线截面,减小节点阻抗,缩短零线传输距离,增加UPS端、负载端隔离变压器)对零地电压进行治理。UPS的内置逆变变压器不隔离中线,零地电压是系统原有特性。旁路加隔离变压器,重新产生中线,零地电压降低。对于无逆变变压器的UPS,最有效的隔离方法是在输入端采用两个独立的变压器,也町在输出端增加一个隔离变压器,或可在旁路增加一个隔离变压器,并使输入端共用。

议题二:UPS供电系统与上级电源匹配问题

1、发电机+电力稳压器+“1+1”UPS并机系统的匹配调控 (李成章/高级工程师艾默生网络能源有限公司高级技术顾问)

相关的检测数据表明:对于同一套UPS供电系统而言,不管工作在市电供电条件下,还是工作在发电机供电条件下,它不仅具有几乎相同的cosφ,输入功率因数PF,输入谐波电流绝对值,而且还具有非常近似的输入电流谐波的频谱分布曲线。发电机电源的高内阻是造成UPS供电系统输入电压失真度增大的主要原因,它极易导致电力稳压器及发电机的自动调压系统发生误动作/误调操作。为此,过去为UPS业界所经常使用的技术措施是利用增大发电机的输出功率同UPS的输出功率的容量比的办法改善发电机的带载特性(其实质是通过增大发电机容量的办法降低发电机的内阻),从而导致投资成本增大。

通过适当地“错开”两台电力稳压器的开机起动浪涌电流的发生时间及适当地调低电力稳压器的稳压精度,就能用l台150kV·A发电机驱动由两台100kV·A电力稳压器+80kV·A“1+1”UPS并机系统所组成的UPS供电系统,从而达到节约投资和运行成本的目的。

为确保由电力稳压器+“1+1”UPS并机系统所组成的供电系统在发电机供电的条件下,也能安全和可靠地工作,需要对这套UPS供电系统执行如下的技术改进:

将原来的输出功率为110kV·A的备用发电机组调换为150kV·A的备用发电机(常行功率)。

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