99精品伊人亚洲|最近国产中文炮友|九草在线视频支援|AV网站大全最新|美女黄片免费观看|国产精品资源视频|精彩无码视频一区|91大神在线后入|伊人终合在线播放|久草综合久久中文

0
  • 聊天消息
  • 系統(tǒng)消息
  • 評論與回復(fù)
登錄后你可以
  • 下載海量資料
  • 學(xué)習(xí)在線課程
  • 觀看技術(shù)視頻
  • 寫文章/發(fā)帖/加入社區(qū)
會員中心
創(chuàng)作中心

完善資料讓更多小伙伴認(rèn)識你,還能領(lǐng)取20積分哦,立即完善>

3天內(nèi)不再提示

數(shù)據(jù)中心供電系統(tǒng)中柴油發(fā)電機與UPS搭配兼容問題及解決方案

jf_YUy9fBH0 ? 來源:通信電源技術(shù) ? 2023-11-21 10:21 ? 次閱讀
加入交流群
微信小助手二維碼

掃碼添加小助手

加入工程師交流群

柴油發(fā)電機和UPS 是數(shù)據(jù)中心供電系統(tǒng)中的兩大核心設(shè)備,當(dāng)市電停電時,柴油發(fā)電機-UPS 系統(tǒng)將為數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)設(shè)施供電,二者的兼容性直接影響著整個數(shù)據(jù)中心供電系統(tǒng)的可用性。然而,當(dāng)前國內(nèi)外數(shù)據(jù)中心供電系統(tǒng)中,UPS 和柴油發(fā)電機之間卻存在一些不兼容的問題。

UPS 容性特性是導(dǎo)致數(shù)據(jù)中心柴油發(fā)電機-UPS 系統(tǒng)出現(xiàn)故障的重要原因。本文通過研究 UPS 的容性特性和柴油發(fā)電機穩(wěn)態(tài)帶載能力,給出了 UPS容性特性導(dǎo)致柴油發(fā)電機帶載失敗的原因,并提出了考慮 UPS 容性特性時的柴油發(fā)電機-UPS 容量配比依據(jù)。

諧波畸變是影響數(shù)據(jù)中心柴油發(fā)電機-UPS 系統(tǒng)兼容性的重要因素。通過分析諧波畸變對整個柴油發(fā)電機-UPS 系統(tǒng)的影響機理,本文推導(dǎo)得出了計算柴油發(fā)電機-UPS 系統(tǒng)中總諧波電壓畸變的相關(guān)公式,以及考慮諧波畸變因素時,柴油發(fā)電機與 UPS 之間的容量配比關(guān)系。從而為解決由諧波畸變導(dǎo)致的系統(tǒng)不兼容問題提供了方法。

低頻振蕩也是影響柴油發(fā)電機-UPS 系統(tǒng)兼容性的關(guān)鍵因素。在某些情況下,當(dāng)柴油發(fā)電機給 UPS 供電時,在柴油發(fā)電機和 UPS 的系統(tǒng)接口處會出現(xiàn)低頻振蕩現(xiàn)象。

一、數(shù)據(jù)中心供電系統(tǒng)及其可用性

數(shù)據(jù)中心供電系統(tǒng)是數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施中最重要的子系統(tǒng),所有的IT設(shè)備以及基礎(chǔ)設(shè)施中的制冷、管理、安全等子系統(tǒng)都在供電系統(tǒng)的支持下運行。保證連續(xù)不間斷的電力供應(yīng)已經(jīng)成為現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心供電系統(tǒng)必不可少的功能,目前的數(shù)據(jù)中心供電系統(tǒng)如圖 1-1 所示,其主要構(gòu)成如下:

a0ec00ae-8797-11ee-939d-92fbcf53809c.png

(1)備用電源為了保證數(shù)據(jù)中心供電可靠,在重要的數(shù)據(jù)中心都設(shè)置了雙電網(wǎng)供電系統(tǒng),其中一路市電正常時由其給負載供電,另一路市電作為交流備用電源。此外發(fā)電機組也作為交流備用電源。而當(dāng)兩路市電和發(fā)電機全部停止供電時,蓄電池也可作為直流電源給負載供電。

(2)電源轉(zhuǎn)換設(shè)備供電系統(tǒng)中的電源轉(zhuǎn)換設(shè)備包含自動轉(zhuǎn)換開關(guān)、UPS不間斷電源以及靜態(tài)旁路開關(guān)。

(3)配電設(shè)備供電系統(tǒng)中的配電設(shè)備主要包括交流輸入配電、UPS輸入配電、負載機架排配電(列頭柜)以及機架配電等。無論是對政府部門、教育機構(gòu)、還是企業(yè),數(shù)據(jù)中心供電系統(tǒng)的可靠穩(wěn)定運行都非常重要,數(shù)據(jù)中心供電系統(tǒng)故障會造成數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器,交換機等設(shè)備斷電,進而引起企業(yè)數(shù)據(jù)中心信息資料的丟失和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的中斷并帶來重大的經(jīng)濟損失。

二、當(dāng)前柴油發(fā)電機和UPS 配合運行時存在的問題

當(dāng)市電因意外情況中斷供電時,UPS 會自動切換到電池模式即UPS整流器停止工作,UPS 逆變器把蓄電池儲存的直流電能轉(zhuǎn)換為交流電源輸出給 IT 負載。與此同時,柴油發(fā)電機開始啟動,在柴油發(fā)電機順利啟動之后,即可將 UPS 接入到發(fā)電機輸出回路,由柴油發(fā)電機給 UPS 供電,如圖 2-1所示為柴油發(fā)電機給UPS 供電的結(jié)構(gòu)圖。

a102b45c-8797-11ee-939d-92fbcf53809c.png

圖2-1柴油發(fā)電機給UPS供電結(jié)構(gòu)圖

然而,在將UPS 接入時,柴油發(fā)電機和 UPS 之間卻存在如下問題:

(1)柴油發(fā)電機的輸出電壓波形也即 UPS 的輸入電壓波形畸變嚴(yán)重,UPS 整流器無法正常工作,發(fā)電機繞組出現(xiàn)劇烈發(fā)熱現(xiàn)象。

(2)當(dāng) UPS 以輕載狀態(tài)接入發(fā)電機時,柴油發(fā)電機電壓突然升高,并最終導(dǎo)致系統(tǒng)因過壓保護和欠勵磁保護而停機。

(3)在 UPS 輸出側(cè)所接負載不變的情況下,UPS 的輸入電壓、輸入電流及母線電壓均出現(xiàn)振蕩。(本次不做介紹)

三、UPS 容性特性對兼容性的影響及解決方法

在數(shù)據(jù)中心供電系統(tǒng)中,經(jīng)常會出現(xiàn)市電給UPS 供電時,UPS 能夠正常工作,而當(dāng)市電斷開并由柴油發(fā)電機給 UPS 供電時,柴油發(fā)電機和 UPS 均出現(xiàn)工作異常的情況。如柴油發(fā)電機輸出電壓突然升高,勵磁丟失,進而引起系統(tǒng)因過壓保護和欠勵磁保護而停機;并最終導(dǎo)致數(shù)據(jù)中心停電宕機事故。

必須采取有效的措施,避免柴油發(fā)電機出現(xiàn)容性功率過載現(xiàn)象。為此,在數(shù)據(jù)中心柴油發(fā)電機UPS 容量配比設(shè)計時必須考慮 UPS 的容性特性。為避免柴油發(fā)電機帶容性負載時出現(xiàn)過載,本文提出 2 種方法:

(1)合理設(shè)計柴油發(fā)電機與UPS 之間的容量配比關(guān)系

濾波器的工頻UPS 在空載時容性無功最大,隨著負載率的上升,輸入容性無功逐漸減小。高頻 UPS 隨著帶載率的上升,輸入容性無功功率變化不大。在有功功率為零時,柴油發(fā)電機能夠輸出的容性無功功率的最大值為S 。設(shè)工頻 UPS的在空載時的容性無功功率為 Q 1 ,高頻 UPS 最大的容性無功功率為 Q 2 ,則在設(shè)計柴油發(fā)電機和 UPS 容量配比時,必須分別滿足條件:

Q1<S Q2<S

(2)改變供電系統(tǒng)架構(gòu)

柴油發(fā)電機帶感性負載的能力要明顯強于帶容性負載的能力。有鑒于此,在進行數(shù)據(jù)中心供電系統(tǒng)設(shè)計時,應(yīng)該創(chuàng)造必要的應(yīng)用條件,讓柴油發(fā)電機后端所接負載的總輸入功率因數(shù)值處于柴油發(fā)電機的感性工作區(qū)內(nèi),盡可能地避免或者減少使得它的后端所接負載的總輸入功率因數(shù)處于容性工作區(qū)的幾率,這樣的設(shè)計策略也可以解決由UPS 容性而導(dǎo)致的系統(tǒng)不兼容問題。

在各方面條件允許的情況下,應(yīng)該改變柴油發(fā)電機只給UPS供電的供電系統(tǒng)架構(gòu),而應(yīng)該采用讓柴油發(fā)電機給數(shù)據(jù)中心的一些感性負載如空調(diào)、風(fēng)機等一起供電的方式。從而使得柴油發(fā)電機后端所接負載的總輸入功率特性曲線進入柴油發(fā)電機的感性工作區(qū),其原理如圖3-1所示。

a1c0ce9c-8797-11ee-939d-92fbcf53809c.png

3-1供電系統(tǒng)架構(gòu)改變負載輸入功率特性原理圖

四、諧波畸變對兼容性的影響及解決方法

諧波畸變是影響數(shù)據(jù)中心供電系統(tǒng)中柴油發(fā)電機和UPS 兼容性的重要原因,當(dāng)供電系統(tǒng)中的 UPS 諧波電流過大時,經(jīng)常會引起柴油發(fā)電機-UPS系統(tǒng)工作異常,導(dǎo)致柴油發(fā)電機輸出電壓發(fā)生畸變,電樞繞組發(fā)熱嚴(yán)重,以及 UPS 整流器異常關(guān)機等故障。

(一)工頻UPS 輸入電流諧波特性分析

如圖4-1 所示為典型的工頻 6 脈沖 UPS 的主電路拓撲圖,其主要由輸入整流電路、輸出逆變電路、輸出濾波電路所組成。在整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中,前端的三相全橋晶閘管整流裝置,中間的高頻逆變裝置,以及后端的輸出變壓器均可以引起系統(tǒng)中諧波電流畸變。但在整個系統(tǒng)中,由前端晶閘管整流器所引起的諧波畸變遠高于后者,所以通常認(rèn)為,由前者產(chǎn)生諧波電流是引起工頻 UPS 輸入電流諧波畸變的最主要的原因。

a1e2a008-8797-11ee-939d-92fbcf53809c.png

圖4-1工頻六脈沖UPS主電路拓撲圖

由于晶閘管屬于半控器件,即只能控制其開通,不能控制其關(guān)斷,故采用晶閘管整流器的工頻UPS 只能對母線電壓進行控制,而不能對輸入電流進行調(diào)節(jié),因此導(dǎo)致了工頻晶閘管整流電路輸入電流存在較高的諧波電流成分。

工頻十二脈沖UPS 原理與工頻六脈沖 UPS 相同,只不過其整流器由兩個六脈沖工頻晶閘管整流器并聯(lián)工作,構(gòu)成了十二脈沖整流器,且在整流器前端增加了三相三繞組變壓器。

(二)高頻UPS 輸入電流諧波特性分析

對于高頻UPS 而言,其輸入整流器通常為三相 Boost 型 PWM 整流器。如圖 4-2 所示為高頻 UPS 主電路結(jié)構(gòu),由于三相 PWM 整流器采用基于 dq旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的矢量控策略,即把三相 PWM 整流器的交流輸入電流分解為直軸電流 i d 和交軸電流 i q 分別進行控制,并且通??刂平惠S電流 i q 為 0,以實現(xiàn)輸入電流能夠完全跟蹤輸入電壓,并獲得較高的功率因數(shù)。從而使得三相PWM 整流器輸入電流通常比較平滑,輸入電流波形接近正弦波,輸入電流諧波含量較低 。因此,采用三相 PWM 整流器的高頻 UPS 輸入電流波形質(zhì)量通常較好,當(dāng)其接入柴油發(fā)電機輸出回路,由柴油發(fā)電機供電時,其輸入電流諧波畸變對柴油發(fā)電機輸出電壓波形畸變的影響較小。

a1f38666-8797-11ee-939d-92fbcf53809c.png

圖4-2高頻UPS主電路拓撲圖

為避免因UPS 諧波電流畸變而導(dǎo)致的柴油發(fā)電機-UPS 系統(tǒng)不能正常工作,在設(shè)計柴油發(fā)電機機和 UPS 的容量配比關(guān)系時必須考慮 UPS 的諧波電流畸變因素,才能保證柴油發(fā)電機 UPS 系統(tǒng)之間的兼容性。對于 UPS 來說,采用不同拓撲結(jié)構(gòu),其輸入諧波電流含量各不相同,如表 4-3 所示,且通常存在如下關(guān)系:6 脈沖整流(不帶濾波器)>12 脈沖整流(不帶濾波器)>6 脈沖整流(帶濾波器)>12 脈沖整流(帶濾波器)≈高頻整流。

表4-3 不同拓撲結(jié)構(gòu) UPS 滿載時輸入諧波電流畸變率典型值

a20bd3ce-8797-11ee-939d-92fbcf53809c.png

a2252fea-8797-11ee-939d-92fbcf53809c.png

(3)UPS與發(fā)電機的容量搭配(經(jīng)驗表)

a2daacda-8797-11ee-939d-92fbcf53809c.png

因為柴油發(fā)電機的內(nèi)阻抗要比電網(wǎng)的阻抗大很多,因此當(dāng)柴油發(fā)電機給UPS 供電時,系統(tǒng)中的諧波電流畸變疊加在發(fā)電機輸出阻抗上而引起柴油發(fā)電機輸出電壓產(chǎn)生較大的諧波畸變,從而影響 UPS 整流器和發(fā)電機 AVR 的正常工作。所以,諧波電流畸變也應(yīng)該是設(shè)計容量配比時需要考慮到因素,必須保證在此容量配比下柴油發(fā)電機輸出電壓畸變不超過柴油發(fā)電機-UPS 系統(tǒng)正常工作允許的最大 THDU 值,柴油發(fā)電機容量才能滿足要求。

綜上所述,通過對數(shù)據(jù)中心供電系統(tǒng)中柴油發(fā)電機與UPS 兼容性問題的討論,本文得出了數(shù)據(jù)中心油機-UPS 容量配比選型的依據(jù)。

審核編輯:湯梓紅

聲明:本文內(nèi)容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網(wǎng)站授權(quán)轉(zhuǎn)載。文章觀點僅代表作者本人,不代表電子發(fā)燒友網(wǎng)立場。文章及其配圖僅供工程師學(xué)習(xí)之用,如有內(nèi)容侵權(quán)或者其他違規(guī)問題,請聯(lián)系本站處理。 舉報投訴
  • UPS
    UPS
    +關(guān)注

    關(guān)注

    21

    文章

    1262

    瀏覽量

    93587
  • 數(shù)據(jù)中心
    +關(guān)注

    關(guān)注

    16

    文章

    5230

    瀏覽量

    73529
  • 柴油發(fā)電機
    +關(guān)注

    關(guān)注

    0

    文章

    20

    瀏覽量

    9746
  • 供電系統(tǒng)
    +關(guān)注

    關(guān)注

    3

    文章

    443

    瀏覽量

    28212

原文標(biāo)題:數(shù)據(jù)中心供電系統(tǒng)中柴油發(fā)電機與UPS搭配兼容問題及解決方案

文章出處:【微信號:通信電源技術(shù),微信公眾號:通信電源技術(shù)】歡迎添加關(guān)注!文章轉(zhuǎn)載請注明出處。

收藏 人收藏
加入交流群
微信小助手二維碼

掃碼添加小助手

加入工程師交流群

    評論

    相關(guān)推薦
    熱點推薦

    數(shù)據(jù)中心建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)定義了四個級別(電氣篇)

    ;防雷保護應(yīng)滿足NFPA780相關(guān)規(guī)定; 電氣T2級別T2級別數(shù)據(jù)中心除滿足T1要求外,還應(yīng)滿足如下要求:T2機房應(yīng)提供N+1的UPS系統(tǒng)。提供發(fā)電機系統(tǒng),其容量應(yīng)滿足所有
    發(fā)表于 05-08 15:33

    數(shù)據(jù)中心發(fā)電機、變壓器和UPS匹配的邏輯探討分析

    最近同幾個朋友交流時都談到了數(shù)據(jù)中心柴油發(fā)電機在啟動的時候出現(xiàn)了發(fā)電機停車保護的現(xiàn)象,我們曾經(jīng)歷過過的幾個大型數(shù)據(jù)中心驗證測試時,也多次遇到
    發(fā)表于 06-30 07:35

    柴油發(fā)電機組的基本結(jié)構(gòu)及工作特性是什么

    電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心正常運轉(zhuǎn)的電力之源,當(dāng)外部市電供電出現(xiàn)故障時,則第一時間需要利用柴油發(fā)電機作為后備電源,對
    發(fā)表于 06-30 07:26

    數(shù)據(jù)中心發(fā)電機、變壓器和UPS匹配的邏輯

    最近同幾個朋友交流時都談到了數(shù)據(jù)中心柴油發(fā)電機在啟動的時候出現(xiàn)了發(fā)電機停車保護的現(xiàn)象,我們曾經(jīng)歷過過的幾個大型數(shù)據(jù)中心驗證測試時,也多次遇到
    發(fā)表于 06-30 07:56

    如何去使用柴油發(fā)電機系統(tǒng)

    眾所知周,柴油發(fā)電機系統(tǒng)作為數(shù)據(jù)中心的后備電源,是保證數(shù)據(jù)中心供電可靠性的最后一道防線。為了保證柴油
    發(fā)表于 09-09 08:24

    高標(biāo)準(zhǔn),嚴(yán)要求!數(shù)據(jù)中心發(fā)電機組的調(diào)試與驗收工作 精選資料分享

    柴油發(fā)電機組作為數(shù)據(jù)中心的備用電源,是數(shù)據(jù)中心應(yīng)對臺風(fēng)、地震等自然災(zāi)害的重要力量。為了保證數(shù)據(jù)中心柴油
    發(fā)表于 09-10 06:33

    數(shù)據(jù)中心柴油發(fā)電機系統(tǒng)的使用和維護 精選資料分享

    眾所知周,柴油發(fā)電機系統(tǒng)作為數(shù)據(jù)中心的后備電源,是保證數(shù)據(jù)中心供電可靠性的最后一道防線。為了保證柴油
    發(fā)表于 09-10 06:08

    典型的數(shù)據(jù)中心供電系統(tǒng)組成部分

    典型的數(shù)據(jù)中心供電系統(tǒng)由中壓配電、變壓器、低壓配電、不間斷電源、末端配電以及發(fā)電機組等設(shè)備組成,其中UPS的主要作用是在市電電源中斷、發(fā)電機
    發(fā)表于 09-10 08:20

    通信機房數(shù)據(jù)中心備用柴油發(fā)電機組的組成和特點是什么?

    通信機房數(shù)據(jù)中心備用柴油發(fā)電機組的組成和特點是什么?
    發(fā)表于 11-04 06:51

    數(shù)據(jù)中心供電系統(tǒng)的相關(guān)資料推薦

    一個典型的數(shù)據(jù)中心供電系統(tǒng),由中壓配電、變壓器、低壓配電、不間斷電源、末端配電以及發(fā)電機等設(shè)備組成。其中,UPS的主要作用,是在市電電源中斷、發(fā)電機
    發(fā)表于 11-16 08:08

    柴油發(fā)電機組與UPS組成的電源系統(tǒng)研究

      柴油發(fā)電機組與UPS組成的電源系統(tǒng)供電安全要求較高的部門正在廣泛采用,該系統(tǒng)不但要求
    發(fā)表于 03-03 17:47

    UPS電源和柴油發(fā)電機怎樣匹配

    UPS電源和柴油發(fā)電機兼容的原因主要是UPS的輸入諧波電流引起的輸入功率因數(shù)低而造成的,再一個就是發(fā)電
    發(fā)表于 02-10 14:05 ?3819次閱讀

    微軟成功利用氫燃料電池為數(shù)據(jù)中心供電,考慮替代柴油發(fā)電機

    微軟今天宣布,已經(jīng)成功測試了氫燃料電池(250千瓦),為一排數(shù)據(jù)中心服務(wù)器連續(xù)供電48小時。微軟正在考慮將氫燃料電池作為柴油發(fā)電機的替代品,現(xiàn)在使用的
    發(fā)表于 07-28 09:34 ?1491次閱讀

    數(shù)據(jù)中心如何成為無碳電網(wǎng)的起始點,計劃使用電池替代柴油發(fā)電機

    2020年是新基建元年,數(shù)據(jù)中心作為數(shù)字經(jīng)濟的命脈,在新基建發(fā)展建設(shè)過程中有著舉足輕重的重要作用。柴油發(fā)電機組是數(shù)據(jù)中心供電系統(tǒng)
    的頭像 發(fā)表于 12-22 14:40 ?2042次閱讀

    柴油發(fā)電機系統(tǒng)的使用和維護

    眾所知周,柴油發(fā)電機系統(tǒng)作為數(shù)據(jù)中心的后備電源,是保證數(shù)據(jù)中心供電可靠性的最后一道防線。為了保證柴油
    的頭像 發(fā)表于 12-22 09:51 ?1445次閱讀