Επιδείξτε τη συμβατή συμβατότητα μεταξύ του UPS και της γεννήτριας
Με την ταχεία ανάπτυξη του Διαδικτύου, η ζήτηση για UPS υψηλής ισχύος και γεννήτριες στο κέντρο δεδομένων αυξάνεται με ταχείς ρυθμούς και δημιουργούνται νέα προβλήματα. Στο παρόν έγγραφο, ο συντελεστής ισχύος της εισόδου UPS και η επίδραση του φίλτρου εισόδου στη γεννήτρια αναλύονται θεωρητικά και η πραγματική περίπτωση εξηγείται για να διευκρινιστεί η αιτία του προβλήματος και στη συνέχεια να βρεθεί μια λύση.
1 πρόβλημα που ταιριάζει μεταξύ γεννήτριας και UPS
Οι κατασκευαστές και οι χρήστες των συστημάτων τροφοδοσίας UPS έχουν παρατηρήσει από καιρό το πρόβλημα αντιστοίχισης μεταξύ της γεννήτριας και του UPS, ειδικά οι τρέχουσες αρμονικές που παράγονται από τον ανορθωτή δεν είναι καλές για το σύστημα τροφοδοσίας, όπως ο ρυθμιστής τάσης του γεννήτριας και ο σύγχρονος κύκλωμα του UPS. Ο αντίκτυπος είναι πολύ προφανής. Επομένως, ο τεχνικός σχεδίασε το φίλτρο εισόδου και το έθεσε στο UPS για να ελέγξει επιτυχώς τις τρέχουσες αρμονικές στην εφαρμογή UPS. Αυτά τα φίλτρα παίζουν βασικό ρόλο στη συμβατότητα του UPS με το σύνολο γεννήτριας.
Ουσιαστικά όλα τα φίλτρα εισόδου χρησιμοποιούν πυκνωτές και επαγωγείς για να απορροφούν καταστροφικές αρμονικές ρεύματος στην είσοδο UPS. Ο σχεδιασμός του φίλτρου εισόδου λαμβάνει υπόψη το ποσοστό της μέγιστης δυνατής αρμονικής παραμόρφωσης που είναι εγγενές στο κύκλωμα του UPS και στο πλήρες φορτίο. Ένα άλλο πλεονέκτημα των περισσότερων φίλτρων είναι να αυξηθεί ο συντελεστής ισχύος εισόδου του UPS φορτίου. Ωστόσο, μια άλλη συνέπεια της εφαρμογής του φίλτρου εισόδου είναι ότι μειώνεται η συνολική απόδοση του UPS. Τα περισσότερα φίλτρα καταναλώνουν περίπου το 1% της ισχύος του UPS. Ο σχεδιασμός του φίλτρου εισόδου επέτρεψε πάντα την εξισορρόπηση μεταξύ ευνοϊκών και δυσμενών παραγόντων.
Προκειμένου να μεγιστοποιηθεί η αποδοτικότητα του συστήματος UPS, οι πρόσφατοι μηχανικοί της UPS έχουν βελτιώσει την κατανάλωση ισχύος του φίλτρου εισόδου. Η αύξηση της αποτελεσματικότητας του φίλτρου εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την εφαρμογή της τεχνολογίας IGBT (Insulated Gate-Level Transistor) στα σχέδια της UPS. Η υψηλή απόδοση του μετατροπέα IGBT οδήγησε σε επανασχεδιασμό του UPS. Το φίλτρο εισόδου μπορεί να απορροφήσει ορισμένες τρέχουσες αρμονικές ενώ απορροφά ένα μικρό κλάσμα της ενεργού ισχύος. Συνοπτικά, ο λόγος των επαγωγικών παραγόντων προς τους χωρητικούς παράγοντες στο φίλτρο μειώνεται και το UPS μειώνεται σε μέγεθος και αποτελεσματικότητα. Το πρόβλημα της συμβατότητας μεταξύ της UPS και των γεννητριών έχει προκύψει και πάλι.
2 πρόβλημα παράγοντα ισχύος
Συχνά, οι άνθρωποι δίνουν προσοχή στην κατάσταση λειτουργίας του UPS με πλήρες φορτίο ή κοντά στο πλήρες φορτίο. Οι περισσότεροι μηχανικοί κατανοούν τα χαρακτηριστικά λειτουργίας του UPS με πλήρες φορτίο, ειδικά τα χαρακτηριστικά του φίλτρου εισόδου, αλλά λίγοι άνθρωποι ενδιαφέρονται για την κατάσταση του φίλτρου χωρίς φορτίο ή σχεδόν χωρίς φορτίο. Εξάλλου, το UPS και το ηλεκτρικό του σύστημα επηρεάζουν ελάχιστα τις τρέχουσες αρμονικές υπό συνθήκες ελαφρού φορτίου. Ωστόσο, οι παράμετροι λειτουργίας του UPS χωρίς φορτίο, ειδικά ο συντελεστής ισχύος εισόδου, είναι σημαντικοί για τη συμβατότητα του UPS με τη γεννήτρια.
Το νέο φίλτρο εισόδου έχει καλό αποτέλεσμα στη μείωση των αρμονικών ρεύματος και στην αύξηση του συντελεστή ισχύος με πλήρες φορτίο. Ωστόσο, υπό συνθήκες μη φορτίου ή πολύ μικρού φορτίου, παράγεται πολύ χαμηλός συντελεστής ισχύος του χωρητικού ηλεκτροδίου, ειδικά εκείνοι που πληρούν τη μέγιστη παραμόρφωση του ρεύματος κατά 5%. Γενικά, το φίλτρο εισόδου των περισσότερων συστημάτων UPS μπορεί να προκαλέσει σημαντική μείωση του συντελεστή ισχύος όταν το φορτίο είναι μικρότερο από 25%. Παρά ταύτα, ο συντελεστής ισχύος εισόδου σπανίως είναι μικρότερος από 30% και ορισμένα νέα συστήματα έχουν φτάσει ακόμη και συντελεστή ισχύος χωρίς φορτίο μικρότερο από 2%, κοντά στο ιδανικό χωρητικό φορτίο.
Αυτή η κατάσταση δεν επηρεάζει την έξοδο του UPS και τα κρίσιμα φορτία και οι μετασχηματιστές δικτύου και τα συστήματα μετάδοσης και διανομής δεν επηρεάζονται. Αλλά οι γεννήτριες είναι διαφορετικές. Οι έμπειροι μηχανικοί της γεννήτριας γνωρίζουν ότι η γεννήτρια δεν θα λειτουργήσει σωστά όταν έχει μεγάλο χωρητικό φορτίο. Όταν συνδέεται σε ένα μικρό φορτίο συντελεστή ισχύος, συνήθως λιγότερο από 15% έως 20% χωρητικό, Η γεννήτρια μπορεί να κλείσει λόγω ανισορροπίας συστήματος. Η εμφάνιση ενός τέτοιου τερματισμού λειτουργίας μετά την διακοπή ρεύματος, το σύστημα γεννήτριας έκτακτης ανάγκης για τη μετάδοση του φορτίου του συστήματος UPS θα προκαλέσει καταστροφικό ατύχημα. Η διακοπή δημιουργεί κίνδυνο για κρίσιμα φορτία λόγω δύο λόγων: (1) η γεννήτρια πρέπει να επανεκκινηθεί με το χέρι και πρέπει να είναι πριν από το τέλος της εκφόρτισης της μπαταρίας του UPS. (2) η γεννήτρια μπορεί να προκαλέσει "υπέρταση" του συστήματος πριν από την απενεργοποίηση, μπορεί να προκληθεί βλάβη στον εξοπλισμό επικοινωνίας, στα συστήματα συναγερμού πυρκαγιάς, στα δίκτυα παρακολούθησης και ακόμη και στις μονάδες UPS.
Για να χειροτερέψουν τα πράγματα, μετά από ένα ατύχημα, είναι δύσκολο να διακρίνουμε τις ευθύνες, να προσδιορίσουμε το πρόβλημα και να το διορθώσουμε. Ο κατασκευαστής ανέφερε ότι το σύστημα UPS ήταν σε καλή κατάσταση και επεσήμανε ότι παρόμοια προβλήματα παρουσιάστηκαν στον ίδιο εξοπλισμό και αλλού. Ο κατασκευαστής της γεννήτριας δήλωσε ότι ήταν πρόβλημα φόρτισης και δεν μπόρεσε να προσαρμόσει τη γεννήτρια για να λύσει το πρόβλημα. Ταυτόχρονα, ο μηχανικός του χρήστη εξηγεί τις προδιαγραφές και θέλει να είναι συμβατά μεταξύ τους. Για να κατανοήσετε γιατί συμβαίνει ένα ατύχημα και πώς να το αποφύγετε (ή πώς να βρείτε μια λύση σε μια κρίσιμη εφαρμογή), πρέπει πρώτα να καταλάβετε τη σχέση εργασίας μεταξύ της γεννήτριας και του φορτίου.
