Pokazati odgovarajuću kompatibilnost između UPS-a i generatora

Pokazati odgovarajuću kompatibilnost između UPS-a i generatora

Uz brzi razvoj Interneta, potražnja za UPS-om velike snage i generatorima u data centru brzo raste, a pojavili su se i neki novi problemi. U ovom radu, teorijski se analizira faktor snage ulaza UPS-a i uticaj ulaznog filtera na generator, a stvarni slučaj objašnjava se kako bi se pojasnio uzrok problema, a zatim pronaći rješenje.

1 problem podudaranja između generatora i UPS-a

Proizvođači i korisnici UPS sistema napajanja dugo su uočavali problem podudaranja između generatora i UPS-a, posebno strujni harmonici koje generiše ispravljač nisu dobri za sistem napajanja kao što je regulator napona generatora i sinkroni krug UPS-a. Uticaj je vrlo očigledan. Zbog toga je tehničar dizajnirao ulazni filter i primijenio ga na UPS kako bi uspješno kontrolirao trenutne harmonike u UPS aplikaciji. Ovi filteri igraju ključnu ulogu u kompatibilnosti UPS-a sa generatorom.

Gotovo svi ulazni filteri koriste kondenzatore i induktore da apsorbuju destruktivne harmonike struje na UPS ulazu. Dizajn ulaznog filtera uzima u obzir postotak maksimalno mogućeg harmonijskog izobličenja svojstvenog UPS krugu i pri punom opterećenju. Još jedna prednost većine filtera je povećanje faktora ulazne snage UPS-a pri opterećenju. Međutim, još jedna posljedica primjene ulaznog filtra je da se ukupna efikasnost UPS-a smanjuje. Većina filtera troši oko 1% snage UPS-a. Dizajn ulaznog filtera je uvijek tražio ravnotežu između povoljnih i nepovoljnih faktora.

Kako bi se maksimizirala efikasnost UPS sistema, noviji UPS inženjeri su napravili poboljšanja u potrošnji energije ulaznog filtera. Povećanje efikasnosti filtera u velikoj mjeri zavisi od primjene IGBT tehnologije (tranzistora s izoliranim vratima) na UPS dizajn. Visoka efikasnost IGBT invertera dovela je do redizajna UPS-a. Ulazni filter može apsorbirati određene harmonike struje dok apsorbira mali dio aktivne snage. Ukratko, odnos induktivnih faktora prema kapacitivnim faktorima u filteru je smanjen, a UPS je smanjen u veličini i efikasnosti. Ponovo se pojavio problem kompatibilnosti između UPS-a i generatora.

2 problem faktora snage

Često ljudi obraćaju pažnju na radno stanje UPS-a pri punom opterećenju ili blizu punog opterećenja. Većina inženjera razume operativne karakteristike UPS-a pri punom opterećenju, posebno karakteristike ulaznog filtera, ali malo ljudi je zainteresovano za stanje filtera bez opterećenja ili bez opterećenja. Na kraju krajeva, UPS i njegov električni sistem imaju mali efekat na harmoniku struje u uslovima lakog opterećenja. Međutim, radni parametri UPS-a bez opterećenja, posebno faktor ulazne snage, važni su za kompatibilnost UPS-a s generatorom.

Novo dizajnirani ulazni filter ima dobar učinak u smanjenju harmonika struje i povećanju faktora snage pri punom opterećenju. Međutim, u uvjetima praznog hoda ili vrlo malog opterećenja, dolazi do vrlo niskog faktora snage kapacitivnog olova, posebno onih koji zadovoljavaju maksimalnu distorziju struje od 5%. Općenito, ulazni filtar većine UPS sustava može uzrokovati značajno smanjenje faktora snage kada je opterećenje manje od 25%. Uprkos tome, faktor ulazne snage je rijetko manji od 30%, a neki novi sustavi su čak dostigli faktor snage bez opterećenja manji od 2%, blizu idealnog kapacitivnog opterećenja.

Ova situacija ne utiče na UPS izlaz i kritična opterećenja, a na mrežne transformatore i sisteme prenosa i distribucije ne utiče. Ali generatori su različiti. Iskusni inženjeri generatora znaju da generator neće raditi ispravno kada ima veliko kapacitivno opterećenje. Kada je povezan sa nižim opterećenjem faktora snage, obično manje od 15% do 20% kapacitivnog, generator se može isključiti zbog disbalansa sistema. Pojava takvog gašenja nakon nestanka mrežnog napajanja, sistem hitnog generatora za pogon opterećenja UPS sustava uzrokovat će katastrofalne nesreće. Vrijeme zastoja predstavlja opasnost za kritična opterećenja iz dva razloga: (1) generator treba ručno ponovno pokrenuti i mora biti prije završetka pražnjenja UPS baterije; (2) generator može izazvati "prenapon" sistema prije gašenja, komunikacijska oprema, vatrodojavni sustavi, mreže za nadzor, pa čak i UPS moduli mogu biti oštećeni.

Da bi stvari bile još gore, nakon nesreće, teško je razlikovati odgovornosti, identificirati problem i ispraviti ga. Proizvođač je rekao da je UPS sistem u dobrom stanju i istakao da su se slični problemi pojavili u istoj opremi drugdje. Proizvođač generatora je rekao da je problem sa opterećenjem i da nije mogao podesiti generator da riješi problem. Istovremeno, korisnički inženjer objašnjava specifikacije i želi da bude kompatibilan jedan s drugim. Da biste razumeli zašto se dogodila nesreća i kako je izbjeći (ili kako pronaći rješenje u kritičnoj aplikaciji), prvo morate razumjeti radni odnos između generatora i opterećenja.