文档介绍：现代通信机房(IDC)UPS
及供电系统现状
1
2017/11/13
一、IDC机房中UPS供电系统现状和值得思考的问题
二、当前UPS供电系统设计和配置中存在的若干问题
目录
2
2017/11/13
市电1
市电2
ATS
柴油发电机
ATS
交流输入系统
UPS主机;
输入输出配电;
输入输出滤波器;
输出STS转换开关;
线缆传输;
变压器;
电池阻;
UPS供电系统
负载
一、UPS供电系统现状和值得思考的问题
3
2017/11/13
当前UPS供电系统典型结构示意图
逆变器工作波形
AC/DC
(6脉冲)
5、7次
无源滤波
配电
DC/AC
全桥或半桥
PWC控制
配电
滤波器
变压器
UPS输出电压
AC220V/50HZ
负载电流
PF=
CF>3
UPS输入电流
PF=
THDI≥30%
直流母线电压
DC300V±20%
计算机负载
器件电压:
全桥380V
半桥760V
传统UPS系统结构
电池组
4
2017/11/13
(1)系统可靠性问题:
系统复杂、单路经故障点多、设备可靠性差、维护难度大等。
(2)系统电流谐波干扰问题:
系统中存在两个谐波源-负载开关电源和UPS。对电网和系统本身形成干扰、增加滤波设备、降低输入功率因数和能源利用率、对地线系统提出苛刻要求等。
(3)系统成本和能源消耗问题:
能源两次转换降低了效率、系统复杂性提高了购置成本和运行成本、电流谐波的存在增加了滤波设备、输入功率因数的低下降低了系统设备容量利用率。
(4)系统标准化问题:
系统复杂为标准化带来困难,系统设计建造停留在手工业阶段。
(5)系统的灵活性和可扩展、变更问题:
以计划容量一次性投入、难以变更和扩展,缩短了生命周期。
(6)系统使用维护难度问题:
要求较高的维护水平,多供应商和非标准化使故障修复困难。
当前UPS供电系统存在的问题
5
2017/11/13
与安全有关的两大问题决定了传统UPS技术的发展
系统的可用性:可靠性低,造成系统不可预见的突发性故障;
谐波干扰:造成系统隐性故障;
6
2017/11/13
谐波电流对系统和电网的污染
1、谐波电流是UPS输入功率因数低的主要原因:
2、输入功率因数低是降低电能利用率和系统工作效率低的原因之一:
在电压是正弦波的情况下,所有的谐波电流形成的功率都是无功的
3、谐波是中线电流大的主要原因:
所有的3次及3的整数倍3n次谐波电流在中线上都是同相位迭加的;
4、电流峰值因数对供电设备和传输导线容量的影响: 增大传输损耗;
5、谐波电流对供电系统的污染:
1)、使设备和元件产生附加谐波损耗,降低发电、输电及用电效率;
2)、加速电缆绝缘老化,缩短使用寿命;
3)、干扰由同一电网供电的其它电气设备的正常工作;
4)、引起局部的并联谐振和串联谐振,从而使谐波放大;
5)、导致继电保护和自动装置的误动作,使电气测量仪表计量不准确;
6)、对通信和计算机系统产生干扰;
7
2017/11/13
UPS供电系统的谐波治理: 谐波治理是UPS设备性能改进和供电系统配置研究的重要的课题。 治理措施: 增大电力系统的供电容量和传输电缆、开关等设备容量; 改变变压器的配置和不同的方式联接方式; 在系统中和设备内部配置无源滤波器; 在UPS设备输入端采用输入功率因数校正电路-PFC 在系统或设备输入端配置有源滤波器
8
2017/11/13
降低和治理系统谐波电流方法之一:
12脉冲整流+无源滤波器
逆变器工作波形
配电
DC/AC
全桥或半桥
PWC控制
配电
滤波器
变压器
UPS输出电压
AC220V/50HZ
负载电流
PF=
CF>3
直流母线电压
AC/DC12脉冲整流
11次无源滤波
PF=
THDI≤10%
DC300V±15%
计算机负载
器件电压:
全桥380V
半桥760V
电池组
存在问题:
1,增加系统成本;
2,负载减轻时,无源滤波效果不好
9
2017/11/13
降低治理系统谐波电流方法之二:
PFC高频整流
逆变器工作波形
配电
DC/AC
全桥或半桥
PWC控制
配电
滤波器
变压器
UPS输出电压
AC220V/50HZ
负载电流
PF=
CF>3
直流母线电压
PFC整流
PF=
THDI≤5%
DC300V±15%
计算机负载
器件电压:
全桥380V
半桥760V
电池组
1,与UPS配套
2,当前的器件水平可做到120KVA
10
2017/11/13