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新聞主題 |
柴油發(fā)電機如何給UPS充電及匹配方案 |
柴油發(fā)電機與UPS配置的容量配比關(guān)系上，往往由于UPS的諧波反饋、負(fù)載電流突變等干擾，需要柴油發(fā)電機的容量為UPS最大負(fù)載量的2~3倍，同時還應(yīng)考慮柴發(fā)所帶的其他負(fù)載的因素而決定其容量。例如每臺發(fā)電機組可帶電阻性負(fù)載，可一次性及分段承帶發(fā)電機組的功率的上限，如KC500GF康明斯發(fā)電機組可分二次（第一次280千瓦，第二次120千瓦）帶上總負(fù)苛400千瓦。遇上起動大型馬達(dá)及不間斷電源，我們還需要考慮瞬間電壓降及發(fā)電機可承受負(fù)載的承受能力。
一、非線性負(fù)載功率匹配
下面表1列出不帶濾波器的非線性負(fù)載，發(fā)電機可承受的能力：
表1 康明斯發(fā)電機組帶載能力
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柴油機型號
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額定功率PR
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非線性負(fù)載的能力
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NT855-GA
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200KW
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75%
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NTAA855-G7A
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350KW
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65%
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KTA38-G2
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640KW
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60%
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KTA38-G5
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880KW
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55%
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KTA50-G3
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1000KW以上
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47%
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備注：額定功率附合GB/T2820-3及ISO8528-3。
此部份為發(fā)電機的最高非線性負(fù)載的能力，發(fā)電機內(nèi)配備以下功能：
（1） AREP或PMG永磁發(fā)電機；
（2） 再加上三相r.m.s.值，AVR自動調(diào)壓板及2/3（pitch）節(jié)距。
（3） 能達(dá)到300%滿載電流量持續(xù)10秒及極強的非線性負(fù)載的能力。
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UPS與柴油發(fā)電機接線圖 |
二、發(fā)電機組和UPS匹配錯誤的后果
1、發(fā)電機組的輸出電壓突然增高到440V以上，造成UPS損壞。
2、發(fā)電機組輸出頻率到50～60Hz，致使UPS保護(hù)動作。
3、發(fā)電機組出現(xiàn)嚴(yán)重的機械共振現(xiàn)象，柴油機出現(xiàn)有節(jié)奏的搖擺和聲音起伏，嚴(yán)重會損壞發(fā)電機的勵磁回路和調(diào)壓板。
4、UPS檢測到過電壓或過頻率而自動關(guān)斷整流器，由后備電池組逆變向負(fù)載供電，反復(fù)出現(xiàn)油機+蓄電池逆變切換供電。
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柴油發(fā)電機組與UPS系統(tǒng)示意圖 |
三、選型案例
1、設(shè)備參數(shù)
以某項目的3臺400Vac/三相/50周/200kVA/170kW不間斷電源為例，送電模式為2臺并聯(lián)使用+1臺備用，12默充式，規(guī)劃UPS先后延時起動。
（1）負(fù)載能力：200kVA/170kW，0.8功率因素滯后。
（2）假定電池量：50%放光，UPS繼續(xù)帶全負(fù)載即200kVA。
（3）電池充電量：10%。
（4）起動大型負(fù)載：UPS放電令沖擊減小，對柴油發(fā)電機組承受25%沖擊。
2、負(fù)載計算
第一臺UPS投入時用電量：
瞬態(tài)（突增值）：57.9kVA/46.3kW@0.8功率因素滯后；穩(wěn)態(tài)負(fù)載：231.6SkVA/196.8SkW@0.8功率因素滯后
第二臺UPS投入時用電量：
瞬態(tài)（突増值）：115.8kVA/92.6kW@0.8功率因素滯后；穩(wěn)態(tài)負(fù)載：463.2SkVA/393.6SkW@0.8功率因素滯后
第三臺UPS投入時用電量只預(yù)留充電部份：-
瞬態(tài)（突增值）：11.OkVA/9.4kW@0.8功率因素滯后；穩(wěn)態(tài)負(fù)栽：474.2SkVA/403.0SkW@0.8功率因素滯后
3、功率匹配方案
（1）發(fā)動機
可匹配一臺常載功率440KW柴油發(fā)動機
審測（a）“連續(xù)功率要求”條件：
440kW>403kW（基本功率（PRP）滿足）
審測（b）“瞬間（突增）功率要求”條件：
（440 x 80%=）352SkW>92.6SkW@轉(zhuǎn)速降-1.5%，復(fù)原0.3秒（滿足）
（2）交流發(fā)電機
① 可匹配一臺斯坦福發(fā)電機（880kVA）
審測（a）“連續(xù)功率要求”條件
775kVA>474.2kVA（持續(xù)功率（COP）滿足）
審測（b）“瞬間（突增）功率要求”條件
（115.8+USkVA）126.8 SkVA沖擊發(fā)電機，瞬間電壓降為?3%
（8U dyn<20%）（滿足）
② 可匹配一臺斯坦福發(fā)電機（775kVA）
審測（c）“非線性負(fù)載的能力"條件
（477SkVA8>474.2SkVA）非線性負(fù)載沖擊（滿足）
（3）最后選型：
440KW發(fā)動機配775KVA發(fā)電機，發(fā)電機加大了二級，基本功率（PRP）775kVA/440kW，限時運行功率（LPT）775kVA，508kW 。由于發(fā)電機組只帶負(fù)載（403/508=）79.3%，還有很大的負(fù)載空間（不含非線性負(fù)載），可接上如照明或馬達(dá)等負(fù)載。
綜述所述，柴油發(fā)電機與UPS連接時，存在著相互匹配問題，從發(fā)電機的外特性來看，影響其頻率和輸出電壓穩(wěn)定的因素主要有兩個方面:負(fù)載電流的高次諧波成分；負(fù)載的瞬時啟動.傳統(tǒng)雙變換UPS的輸入功率因數(shù)只有0. 8，輸入電流的高次諧波高達(dá)30%以上，當(dāng)使用柴油發(fā)電機為其供電時，必然會嚴(yán)重的影響油機頻率和輸出電壓的穩(wěn)定 ，所以發(fā)電機的功率容量必須要高達(dá)UPS容量的2.5—3倍，才能保證系統(tǒng)正常運行。
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