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 podatkovnom centru brzo raste, a pojavili su se i neki novi problemi. U ovom radu teorijski se analizira faktor snage ulaza UPS-a i utjecaj ulaznog filtra 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 sustava napajanja dugo su primjećivali problem podudaranja između generatora i UPS-a, posebno strujnih harmonika koje generira ispravljač, što nije dobro za sustav napajanja kao što je regulator napona generatora i sinkroni krug UPS-a. Utjecaj je vrlo očigledan. Zbog toga je tehničar dizajnirao ulazni filtar i primijenio ga na UPS kako bi uspješno kontrolirao trenutne harmonike u UPS aplikaciji. Ovi filtri igraju ključnu ulogu u kompatibilnosti UPS-a s generatorom.

Gotovo svi ulazni filtri koriste kondenzatore i induktore da apsorbiraju destruktivne harmonike struje na UPS ulazu. Dizajn ulaznog filtra uzima u obzir postotak maksimalno mogućeg harmonijskog izobličenja svojstvenog UPS krugu i pri punom opterećenju. Još jedna prednost većine filtara je povećanje faktora ulazne snage UPS-a koji se učitava. Međutim, još jedna posljedica primjene ulaznog filtra je smanjenje ukupne učinkovitosti UPS-a. Većina filtara troši oko 1% snage UPS-a. Dizajn ulaznog filtra uvijek je tražio ravnotežu između povoljnih i nepovoljnih čimbenika.

Kako bi maksimizirali učinkovitost UPS sustava, noviji UPS inženjeri poboljšali su potrošnju energije ulaznog filtra. Povećanje učinkovitosti filtra u velikoj mjeri ovisi o primjeni tehnologije IGBT (Transistor na razini izoliranih vrata) na dizajn UPS-a. Visoka učinkovitost IGBT invertera dovela je do redizajna UPS-a. Ulazni filter može apsorbirati određene harmonike struje dok apsorbira mali dio aktivne snage. Ukratko, omjer induktivnih faktora prema kapacitivnim faktorima u filtru je smanjen, a UPS je smanjen u veličini i učinkovitosti. Ponovno se pojavio problem kompatibilnosti 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 razumije radne karakteristike UPS-a pri punom opterećenju, posebice karakteristike ulaznog filtra, ali malo ljudi je zainteresirano za stanje filtra bez opterećenja ili bez opterećenja. Naposljetku, UPS i njegov električni sustav imaju mali utjecaj na harmoniku struje u uvjetima laganog opterećenja. Međutim, radni parametri UPS-a bez opterećenja, posebno faktor ulazne snage, važni su za kompatibilnost UPS-a s generatorom.

Novodizajnirani ulazni filtar ima dobar učinak na smanjenje strujnih harmonika i povećanje faktora snage pri punom opterećenju. Međutim, pod uvjetima praznog hoda ili vrlo malog opterećenja, dobiva se vrlo nizak faktor 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%. Unatoč tome, faktor ulazne snage rijetko je manji od 30%, a neki novi sustavi čak su dosegli faktor snage bez opterećenja manji od 2%, što je blizu idealnom kapacitivnom opterećenju.

Ova situacija ne utječe na UPS izlaz i kritična opterećenja, a to ne utječe na mrežne transformatore i sustave prijenosa i distribucije. Ali generatori su različiti. Iskusni inženjeri generatora znaju da generator neće raditi ispravno kada ima veliko kapacitivno opterećenje. Kada je spojen na manje opterećenje faktora snage, obično manje od 15% do 20% kapacitivnog, generator se može isključiti zbog neuravnoteženosti sustava. Pojava takvog gašenja nakon nestanka mrežnog napajanja, sustav generatora nužde za pogon opterećenja UPS sustava uzrokovat će katastrofalne nesreće. Vrijeme zastoja predstavlja opasnost za kritična opterećenja zbog dva razloga: (1) generator treba ručno ponovno pokrenuti i mora biti prije završetka pražnjenja UPS baterije; (2) generator može uzrokovati "prenapon" sustava prije gašenja, komunikacijska oprema, sustavi za dojavu požara, 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 sustav u dobrom stanju i istaknuo da su se slični problemi pojavili u istoj opremi drugdje. Proizvođač generatora je rekao da je problem s opterećenjem i nije mogao podesiti generator da riješi problem. U isto vrijeme, korisnički inženjer objašnjava specifikacije i želi biti kompatibilan jedan s drugim. Da biste razumjeli zašto se dogodila nesreća i kako je izbjeći (ili kako pronaći rješenje u kritičnoj primjeni), najprije morate razumjeti radni odnos između generatora i opterećenja.