上海用賢電氣有限公司  

|;

|

四、降低輸入電流諧波，功率因數(shù)

諧波產(chǎn)生的根本原因是由于電力線路呈現(xiàn)阻，等效為電阻、電感和電容構(gòu)成的無源網(wǎng)絡(luò)。由于非線性負(fù)載產(chǎn)生的非正弦電流，造成電路中電流和電壓畸變，稱為諧波。諧波的危害包括：引起電氣組件附加損耗和發(fā)熱(如電容、變壓器、電機(jī)等);電氣組件溫度升高，效率低，加速緣老化，降低使用壽命;干擾設(shè)備正常工作;無功功率增加，電力設(shè)備有功容量降低(如變壓器、電纜、配電設(shè)備);供電效率低;出現(xiàn)諧振，是柴油發(fā)電機(jī)發(fā)電時(shí)更嚴(yán)重;空開跳閘、熔絲熔斷、設(shè)備無故損壞。UPS對而言是一個(gè)非線性負(fù)載，在工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的諧波。以配置6脈沖整流器的UPS為例，其輸入功率因數(shù)一般為0.75左右，諧波大于30%。降低UPS32作諧波的主要方法有以下幾種。

(一)12脈沖整流器

其原理是在原有6脈沖整流器基礎(chǔ)上，在輸入側(cè)增加一個(gè)移相變壓器和6脈沖整流器。采用該技術(shù)方案后，可以將諧波降10%左右。優(yōu)點(diǎn)是較為簡單，諧波明顯;缺點(diǎn)是對功率因數(shù)有限，價(jià)格略高。

(二)無源濾波器

依據(jù)LC濾波電路原理，對UPS產(chǎn)生的諧波進(jìn)行濾除，并對功率因數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償。優(yōu)點(diǎn)是技術(shù)簡單，成本較低;缺點(diǎn)是只能補(bǔ)償將點(diǎn)階次的諧波，同時(shí)受負(fù)載阻影響較大，無法適用于全功率段。

(三)有源濾波器

原理是利用可控的功率半導(dǎo)體器件向注入與諧波源電流幅值相等、相位相反的電流，使電源的總諧波電流為，實(shí)時(shí)補(bǔ)償諧波電流的目的。優(yōu)點(diǎn)是可以補(bǔ)償多個(gè)階次的諧波，且不受負(fù)載阻大小的影響;缺點(diǎn)是購置成本較高。

(四)高頻IGBT整流及PFC功率因數(shù)校正電路設(shè)計(jì)

整流器原理是采用高頻率PWM控制IGBT導(dǎo)通，對輸入電壓波形進(jìn)行分割，使輸人電流波形盡量接近正弦波，并對輸人電壓和電流相位差進(jìn)行補(bǔ)償。優(yōu)點(diǎn)是體積輕，價(jià)格便宜，;缺點(diǎn)是技術(shù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不易維護(hù)，受功率器件影響，目前容量大小受到限制。

以上幾種技術(shù)，性能及投資對比，可以根據(jù)實(shí)際需求選擇合適的方案。

|;

|電池管理及配電管理技術(shù)

UPS都配備了電池，用戶在電池組上的投資往往占整個(gè)UPS供電系統(tǒng)投資的很大比例，甚至過UPS本身的投資，而電池的使用年限明顯低于UPS主機(jī)。由于電池主要材料是屬鉛、和不易分解的塑料，都會(huì)對環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。因此減少電池使用數(shù)量，延長電池循環(huán)使用壽命，不節(jié)省直接和間接的電池投資，而且還減少整個(gè)機(jī)房設(shè)備對環(huán)境的污染。所以UPS可以通過以下幾個(gè)技術(shù)實(shí)現(xiàn)電池的。

(一)并機(jī)共用電池組功能

共用電池組原理是通過的整流器隔離故障，使并機(jī)系統(tǒng)中的2臺(tái)或多臺(tái)UPS的整流同步，母線均流，使系統(tǒng)中的各臺(tái)UPS母線直接并聯(lián)，然后將滿足系統(tǒng)后備時(shí)間要求的電池并聯(lián)后接人并聯(lián)母線系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)電池的共享，減少電池投資。以“1+1”為例，傳統(tǒng)的UPS方案，系統(tǒng)后備—小時(shí)，考慮其中一臺(tái)UPS故障時(shí)，UPS2的電池不能為UPS1使用，所以UPS1和UPS2須各配置一套-4,時(shí)的電池組，才能保障系統(tǒng)在斷電后還能備用一小時(shí)。采用共用電池組方案后，因?yàn)閁PS1故障后，系統(tǒng)中的電池仍能為UPS2提供能量，所以整個(gè)系統(tǒng)需配置一套一小時(shí)電池即可。這不節(jié)省了電池直接投資，同時(shí)也節(jié)約機(jī)房在空間、承重及空調(diào)等方面的投資，也降低了對環(huán)境的污染。

(二)智能電池管理技術(shù)

影響電池壽命的因素有很多，主要包括溫度、充電、放電、循環(huán)次數(shù)等。如果能夠?qū)ι鲜鰩讉€(gè)因素進(jìn)行綜合處理，可以大大延長電池的使用壽命，延長電池更換周期，節(jié)約電池投資。UPS的智能電池管理擊包括：電池均浮充管理(均浮充控制)、充電溫月智能放電終止電壓控制，除此之外還應(yīng)具備電動(dòng)檢測和電池漏液檢測功能。另外還可以選壓范圍較寬的UPS，減少電池放電次數(shù)。通過上述幾種技術(shù)，可大幅度延長電池壽命2--3年。

(三)智能UPS配電管理技術(shù)

原理是通過偵測UPS電池電壓或者管理時(shí)間，實(shí)現(xiàn)對機(jī)房中不同等級(jí)負(fù)載的多次下電保護(hù)功能，減少電池投資，電池使用率。智能UP理技術(shù)主要有2種方案：軟件實(shí)現(xiàn)方式及硬式。以臺(tái)達(dá)UPS為例，其軟件方式是在UPS監(jiān)控中，在負(fù)載服務(wù)器安裝Deltashutd0wnAgent關(guān)機(jī)代理程序。當(dāng)市電異常并滿足電池電壓或者定時(shí)條件時(shí)，會(huì)自動(dòng)保存系統(tǒng)程序，然后關(guān)閉服務(wù)器。

硬件方式是UPS輸出配置一個(gè)智能配電屏，通過PLC偵測UPS電池電壓或定時(shí)要求，當(dāng)滿足上述條件時(shí)，智能配電屏根據(jù)設(shè)定分時(shí)關(guān)斷某路輸出。目前此方案已經(jīng)在國內(nèi)多條地鐵的UPS供電系統(tǒng)中應(yīng)用。

六、結(jié)束語

中心機(jī)房須從上至下，或者從基礎(chǔ)設(shè)施到設(shè)備抓起，UPS是整個(gè)交流供電環(huán)節(jié)的所在，做好UPS的不可以節(jié)約大筆的設(shè)備投資和維護(hù)費(fèi)用，同時(shí)也大幅度地降低了后期的運(yùn)行成本。

上海用賢電氣有限公司