UPS系统和柴油发电机组接口问题探讨摘要：UPS是为关键负载提供.PDFVIP

第 1 页 共 6 页 UPS 系统和柴油发电机组接口问题探讨 摘 要：UPS 是为关键负载提供交流不间断电源的设备。本文对UPS 与柴油发电机组 不兼容问题的原因从原理上进行了详细的分析，并提出了相应的对策和建议。 关键词：UPS 柴油发电机组 接口问题探讨 1、概述 UPS 是为关键负载提供交流不间断电源的设备。市电正常时，UPS 从市电获得能源， 经过适当的电力变换和调节（最典型的是整流/逆变双变换），消除市电线路的各种干扰，从 而为负载提供稳定可靠的交流电源。市电停电时，UPS 利用内部蓄电池的储能，经逆变器 不间断地供给负载稳定可靠的交流电源。但蓄电池的储能一般只能供电10~30 min。对于市 电长时间停电，虽然可以采用大容量蓄电池．但保护时间仍然是有限的，而且大容量蓄电池 是十分昂贵的。目前国内外普遍认为，大、中功率的UPS 系统采用大容量蓄电池并不是经 济合理的方法，只有在非常特殊的情况下才推荐采用大容量蓄电池。 因此，市电长时间停电时，一般需要由备用柴油发电机为UPS 提供交流输入电源。然 而，许多现场的运行经验表明，UPS 和备用柴油发电机两者一起运行时存在一些不兼容的 问题。当采用较小功率的柴油发电机、UPS 是柴油发电机的惟一负载或者最大负载的时候， 就可能会出现不同程度的异常现象或故障。例如，柴油发电机给UPS 供电时，出现输出电 压、频率不稳；输出电压严重失真，UPS 在由柴油发电机供电时不能与柴油发电机的输出 电压同步；UPS 的关键负载不能转换至由旁路电源供电等。这些接口问题发生后，往往不 易找出原因和解决办法。为此．有必要了解柴油发电机的工作与UPS 输人技术指标的关系， 然后有针对性地采取措施。 目前，应用的UPS 主要有备用UPS 、线交互UPS 、双变换UPS 等3 种类型，外加一种 20 世纪90 年代出现的Delta 变换UPS 。其中，与柴油发电机组不兼容问题最突出的是双变 换UPS 。备用UPS 、线交互UPS 和Delta 变换UPS 与柴油发电机组不兼容问题比较简单， 在应用中并不是十分突出。而双变换UPS 与柴油发电机组不兼容问题要复杂得多，可能会 出现各种各样的异常现象，对供电系统的影响也更严重。 2、双变换UPS 的基本概念 双变换UPS 供电系统由整流器／充电机、蓄电池、逆变器、静态开关和手动维修旁路 开关组成。 ●整流器／充电机：将交流输入电源（市电或备用柴油发电机组）整流为直流电源，供 给逆变器，同时给蓄电池充电或浮充电。 ●蓄电池：在交流输入电源故障时，为逆变器提供备用直流电源。 ●逆变器：将整流器或蓄电池的直流电源逆变为稳定可靠的高质量的交流电源，供给重 要负载。 ●静态开关：UPS 本身故障时，用以不间断地将负载从逆变器转换到交流输入电源（经 旁路输人开关）。 ●维修旁路：UPS 维修时，用以将负载从逆变器转换到交流输入电源（经旁路输人开 关）。 双变换UPS 有3 种工作方式： ●正常方式：整流器／充电机由市电供电，将交流电变为直流电；逆变器由整流器／ 充电机供电，将直流电变为交流电；负载由逆变器供电。因为负载功率经过了两次变换，所 以称为双变换UPS 。 ●备用方式：市电短时间停电时，逆变器由蓄电池供电，负载由逆变器供电；市电长 第 2 页 共 6 页 时间停电时，整流器／充电机由备用柴油发电机供电，逆变器由整流器／充电机供电，负载 由逆变器供电。 ●旁路方式：负载直接由交流输入电源供电（经旁路输入开关）。 3 、双变换UPS 的输入谐波电流和“换相凹口” 双变换UPS 被认为是性能最好、应用范围最广、使用数量最多的UPS 。50~500 kW 的 双变换UPS 一般都采用6 脉冲可控硅（SCR ）相控整流器，这些整流器内部的可控硅元件 在每个电源周期内轮流导通，每个可控硅导通1/3 周期。由于换相时连接在交流输入电源不 同相线上的两个可控硅在极短的时间内同时导通，造成瞬时相间短路，所以在交流电源电压 波形上造成了所谓“换相凹口”。此外，当某个可控硅被触发导通时，交流电