Demonstrirati odgovarajuću kompatibilnost između UPS-a i generatora
Sa brzim razvojem Interneta, potražnja za visokokvalitetnim UPS i generatorom u centru za podatke brzo raste, a nastaju i novi problemi. U ovom radu, faktor snage UPS ulaza i uticaj ulaznog filtera na generator se teoretski analizira, a stvarni slučaj je objašnjen kako bi se razjasnio uzrok problema, a zatim naći rješenje.
1 odgovarajući problem između generatora i UPS-a
Proizvođači i korisnici UPS sistema za napajanje već dugo su primetili da je problem pri usklađivanju između generatora i UPS-a, posebno trenutnih harmonika koje generiše ispravljač, nisu dobri za sistem napajanja kao što je regulator napona agregata i sinhroni krug UPS-a. Uticaj je vrlo očigledan. Stoga je tehničar dizajnirao ulazni filter i primenio ga na UPS da uspešno kontroliše trenutne harmonike u UPS aplikaciji. Ovi filteri igraju ključnu ulogu u kompatibilnosti UPS-a sa generatorskim setom.
Praktično svi ulazni filtri koriste kondenzatore i induktore za apsorpciju harmonika destruktivne struje na ulazu UPS-a. Dizajn ulaznog filtera uzima u obzir procenat maksimalnog mogućeg harmoničnog izobličenja karakterističnog za UPS krug i pri punom opterećenju. Još jedna prednost većine filtera je povećanje faktora ulazne snage UPS-a na opterećenju. Međutim, druga posljedica primjene ulaznog filtera je u tome što je ukupna efikasnost UPS-a smanjena. Većina filtera troši oko 1% snage UPS-a. Dizajn ulaznog filtera uvijek je tražio ravnotežu između povoljnih i nepovoljnih faktora.
Da bi se maksimalno povećala efikasnost UPS sistema, nedavni inženjeri UPS-a su napravili poboljšanja u potrošnji energije ulaznog filtera. Povećanje efikasnosti filtera u velikoj mjeri zavisi od primjene tehnologije IGBT (Insulated Gate-Level Transistor) na UPS dizajnu. Visoka efikasnost IGBT pretvarača dovela je do redizajniranja UPS-a. Ulazni filter može apsorbovati određene strujne harmonike i apsorbirati mali dio aktivne snage. Ukratko, odnos induktivnih faktora ka kapacitivnim faktorima u filteru je smanjen, a UPS je smanjen u veličini i efikasnosti. Problem kompatibilnosti između UPS-a i generatora se ponovo pojavio.
2 problem faktora snage
Često ljudi obraćaju pažnju na radno stanje UPS-a pri punom opterećenju ili blizu punjenja. Većina inženjera razume operativne karakteristike UPS-a pri punom opterećenju, posebno karakteristike ulaznog filtera, ali je malo ljudi zainteresovano za stanje filtera bez opterećenja ili bez opterećenja. Na kraju krajeva, UPS i njegov električni sistem imaju mali uticaj na trenutne harmonike u uslovima laganih opterećenja. Međutim, radni parametri UPS-a bez opterećenja, posebno faktor ulazne snage, važni su za kompatibilnost UPS-a sa generatorom.
Novo dizajnirani ulazni filter ima dobar efekat u smanjivanju trenutnih harmonika i povećanju faktora snage pri punom opterećenju. Međutim, pod uslovima bez opterećenja ili vrlo malim opterećenjem, izveden je vrlo mali faktor snage kapacitivnog olova, posebno onih koji zadovoljavaju 5% maksimalnu distorziju struje. Generalno, ulazni filter većine UPS sistema može uzrokovati značajno smanjenje faktora snage kada je opterećenje manje od 25%. Uprkos tome, faktor ulazne snage retko je manji od 30%, a neki novi sistemi su čak dosegli faktor snage bez opterećenja manje od 2%, u blizini idealnog kapacitivnog opterećenja.
Ova situacija ne utiče na izlaz UPS-a i kritična opterećenja, a na mrežne transformatore i prenosne i distributivne sisteme ne utiču. Ali generatori su drugačiji. Iskusni inženjeri generatora znaju da generator neće ispravno raditi kada ima veliko kapacitivno opterećenje. Kada je povezan sa nižim opterećenjem faktora snage, obično manje od 15% do 20% kapacitivnog, generator se može isključiti zbog neuravnoteženosti sistema. Pojav takvog isključivanja nakon prekida napajanja električnom energijom, sistem za hitne generacije za pokretanje opterećenja UPS-a, izazoveće katastrofalnu nesreću. Vreme zaustavljanja predstavlja opasnost za kritična opterećenja zbog dva razloga: (1) generator treba ručno ponovo pokrenuti i mora biti pre kraja ispražnjenja UPS-a; (2) generator može prouzrokovati "preopterećenje" sistema pre isključivanja, može se oštetiti komunikaciona oprema, sistemi za protivpožarni alarm, mreže za nadgledanje, pa čak i UPS moduli.
Da bi stvari pogoršale, nakon nesreće, teško je razlikovati odgovornosti, identifikovati problem i ispraviti ga. Proizvođač je rekao da je sistem UPS bio u dobrom stanju i istakao da su slični problemi nastali na istoj opremi na drugim mestima. Proizvođač generatora rekao je da je problem opterećenja i nije mogao prilagoditi generator da bi riješio problem. Istovremeno, korisnički inženjer objašnjava specifikacije i želi da bude kompatibilan jedni sa drugima. Da biste razumeli zašto se desila nesreća i kako se to izbjeći (ili kako pronaći rješenje u kritičnoj aplikaciji), prvo morate razumjeti radni odnos između generatora i opterećenja.
