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柴油发电机与UPS系统的使用问题
发布日期:2016-11-10

了解一个发电机组的工作中出现的问题前,首先要了解设备的工作原理,以便更输入地了解做出最佳的解决问题的方案,现在浅谈一下柴油发电机与UPS系统中常见的问题。该类的柴油发电机组应用的领域是在大型数据中心的机房。

首先了解一下柴油发电机的工作原理:

柴油机驱动发电机运转,将柴油的能量转化为电能。

在柴油机汽缸内,经过空气滤清器过滤后的洁净空气与喷油嘴喷射出的高压雾化柴油 充分混合,在活塞上行的挤压下,体积缩小,温度迅速升高,达到柴油的燃点。柴油被点燃,混合气体剧烈燃烧,体积迅速膨胀,推动活塞下行,称为‘作功’。

 

大型数据中心机房一般采用“市电-发电机-UPS并机系统”组成的供电系统。通常前级供电系统的容量应该在满足后级用电设备的容量基础上保留10%~20%裕量。因此针对于柴油发电机的工作性能,实际上需要考虑的就是UPS输出满载、UPS系统效率、UPS对电池组的充电功率(油机启动前UPS启动电池放电,需补充能量)、UPS的输入功率因数等。珠海柴油机能很好地给您解答所有关于柴油发电机的各种型号以及发电的功率,输入功率因数等各项参数,我们都会有专人给您一一作出详细的解答。这里以一个简单的例子来举例说明,100KVA的UPS,满载输出80kw,效率假设取93%,充电功率为UPS额定容量的15%~25%,输入功率因数0.83,则所需柴油发电机组的容量为:80KW÷93%X1.25÷0.83=130KVA,保有部分裕量后,可选择150KVA左右的柴油发电机组。但实际上,这并不能保证停电后柴油发电机组能够顺利启动并向UPS供电。同时由于大型数据中心机房供电系统中的发电机负载还包括机房专用空调、应急照明、消防电梯等,这些负载启动或运行时都会对发电机引起振荡和干扰。当组成“市电-发电机-UPS”供电系统时,尽管发电机的负载量在它的额定输出容量范围内,市电中断后,在发电机投入运行过程中却经常发现工作不稳定,产生多种使发电机-UPS系统不能正常工作的现象,具体表现为:
  
  (1) 负载反馈的波动电压,造成发电机的输出电压稳定度很差,常出现发电机组输出电压振荡。UPS整流器允许的输入电压范围一般在±15%或更宽,发电机的输出电压不稳定相对来说影响较小;
  
  (2) UPS整流器的输入谐波造成多个过零点;
  
  (3) 发电机的频率(转速)振荡:一般情况下,频率振荡比电压、电流振荡范围小,但影响比较大,导致UPS处于频繁切换及非正常工作状态。频率振荡一般在±5%以内,发电机组由于负载有规律的忽大忽小,造成其工作也忽强忽弱,机组振动加剧,加速机械磨损,甚至机件严重损坏。频率振荡最明显特征之一,即柴油机工作噪声有规律的忽大忽小,因此必须引起高度重视。
  
  (4)UPS工作不正常:空调压缩机启动和电梯升降的瞬间会导致发电机发生±5HZ频率漂移,造成UPS频繁切换,当频率、电压振荡变化超出UPS输入工作范围时,UPS由蓄电池供电,而发电机在无UPS负载时恢复正常,随即UPS又自动投入以至交错进行。频率漂移会对UPS正常运行产生两方面影响:
  
  ①不能旁路。在旁路电源的频率和电压处于允许的范围内,UPS的逆变器输出跟踪旁路电源,逆变电源与旁路电源锁相、同步。当旁路电源由发电机提供时,频率会发生快速的变化,当频率变化超出预先设定的极限值时,逆变器频率变化就跟不上旁路电源的频率变化。这时静态旁路开关将禁止切换到旁路(在这种情况下切换,有可能造成逆变器过流、短路)。在这种旁路电源频率无法跟踪的状况下,UPS只会发出警示性告警,逆变器仍继续提供电源给负载。
  
  ②电池寿命缩短。前面提到瞬间的大负载波动可能导致发电机频率产生±5Hz的漂移,这将导致SCR(可控硅)整流器的驱动信号与输入交流电失去同步,造成整流器关闭。在整流器重新启动进入正常工作期间,UPS转为电池供电,如此过分地放电循环,将明显缩短电池寿命,更严重的情形会将电池能量全部放光,中断电源输出。