UPS的環(huán)流分析.doc

.UPS 的環(huán)流分析摘要：本文著重討論UPS在并機(jī)運(yùn)行中的環(huán)流及降低環(huán)流的措施，并提出UPS是否運(yùn)行可靠的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。關(guān)鍵詞 ：熱冗余 同步 環(huán)流 UPS兩臺(tái)以上并聯(lián)運(yùn)行（這里只討論兩臺(tái)并聯(lián)）近幾年來(lái)應(yīng)用的越來(lái)越多。其基本思想是每臺(tái)UPS去總負(fù)載的二分之一，減輕了每臺(tái)UPS的負(fù)載，相對(duì)滿(mǎn)載運(yùn)行可靠性有所提高；當(dāng)一臺(tái)UPS損壞時(shí)自動(dòng)退出，另一臺(tái)承擔(dān)全部負(fù)載，又提高了整體的可靠性。這種聯(lián)接方式被稱(chēng)為熱冗余。一. 并機(jī)中環(huán)流的產(chǎn)生兩臺(tái)UPS并機(jī)運(yùn)行中的環(huán)流歷來(lái)是困擾電源穩(wěn)定運(yùn)行的難題。假定兩臺(tái)UPS輸出存在相位差T，就某一瞬間t1，u1u2如圖1。 圖1 現(xiàn)在，兩UPS同時(shí)向同一負(fù)載供電，如圖2。 圖2 根據(jù)基爾霍夫定律得到方程組：i1+ =u1-i1z1-z3=0 u2-z2-z3=0三方程聯(lián)立求解，得 = -/2現(xiàn)討論如下：1. 空載時(shí)=0, = -。因?yàn)?， 0。為負(fù)說(shuō)明實(shí)際方向與標(biāo)定方向相反，也就是說(shuō)不是流向負(fù)載，而是流向內(nèi)部，形成環(huán)流。環(huán)流破壞電源的穩(wěn)定性，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使損壞。2. 當(dāng)負(fù)載較輕，即較小，或兩電源差較大，也會(huì)出現(xiàn)負(fù)值，形成環(huán)流。同時(shí)，當(dāng)電源阻抗較小時(shí)，環(huán)流有增大的趨勢(shì)，這就是大功率電源輕載運(yùn)行時(shí)環(huán)流問(wèn)題十分突出的原因。3. 當(dāng)時(shí)，兩電源均勻向負(fù)載供電，不存在環(huán)流。4. 當(dāng)兩電源差固定，若負(fù)載電流增大到一定量時(shí)，為正，說(shuō)明向負(fù)載供電，環(huán)流為零。公式說(shuō)明，增大負(fù)載可有效地抑制環(huán)流。5. 僅僅是由于兩電源的輸出電壓（兩電源的相同差為0）引起的環(huán)流，總是保持一個(gè)方向；而由于相位差所造成的環(huán)流是相互的。 UPS當(dāng)電源阻抗為0.1倍負(fù)載阻抗時(shí)，由于相位差引起的環(huán)流有如下規(guī)律：相位差度延時(shí)=220V時(shí)，電壓差 V環(huán)流占額定負(fù)載的百分比15649%2112818%42501636%上表中，電壓差可由余弦定理推算出。理論和實(shí)踐均證明，由于相位差引起的兩機(jī)電位差4V時(shí)，環(huán)流占額定負(fù)載的9%，也就是說(shuō)，必須加10%以上的負(fù)載，才能使系統(tǒng)進(jìn)入穩(wěn)態(tài)。二. 降低環(huán)流的措施及調(diào)試要點(diǎn)降低環(huán)流不僅可大大提高UPS在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)的可靠性，而且，也提高UPS對(duì)突發(fā)事件（斷電后又來(lái)電等）的應(yīng)對(duì)能力。因此，降低環(huán)流是UPS并機(jī)運(yùn)行中的關(guān)鍵技術(shù)。降低環(huán)流的主要措施是降低兩臺(tái)UPS的輸出電壓差，為此，在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)時(shí)必須考慮到兩機(jī)的一致性，即兩機(jī)的選件及走線(xiàn)要完全一致。另外，每機(jī)必須配備電抗器，用以抑制瞬間的電流浪涌。組裝后的調(diào)試十分重要，調(diào)試中必須做到：1. 空載時(shí)，兩臺(tái)UPS的輸出電壓差在0.5V以?xún)?nèi)（此項(xiàng)為單獨(dú)測(cè)量每一臺(tái)UPS，不考慮相位）。2. 每臺(tái)UPS與外電的同步要盡可能小，一般應(yīng)在3V以?xún)?nèi)。如果旁路電壓穩(wěn)定，通過(guò)仔細(xì)調(diào)整同步電壓可在1V以?xún)?nèi)。3. 在額定負(fù)載時(shí)，輸出電壓應(yīng)與空載時(shí)一致。4. 電池供電時(shí)，輸出電壓應(yīng)與市電供電時(shí)一致。這是因?yàn)镚AMA UPS每200小時(shí)要對(duì)電池進(jìn)行檢測(cè)，即要關(guān)斷可控硅，用電池供給負(fù)載能量。若此時(shí)輸出電壓發(fā)生變化會(huì)引起環(huán)流。5. 主機(jī)正常后，閉合主機(jī)輸出開(kāi)關(guān)，在從機(jī)輸出開(kāi)關(guān)上下口測(cè)量從機(jī)相位，并調(diào)整其相位，使兩機(jī)輸出電壓差在3V以?xún)?nèi)。由于環(huán)流是快速的電流涌動(dòng)，最好用指針表測(cè)量，以便更好地觀(guān)察到變化趨勢(shì)。如果旁路電壓穩(wěn)定，兩機(jī)的同步電壓可在2V以?xún)?nèi)。6. 從輸出電流CT中采集到的兩機(jī)的輸出電流的相位要一致，且均大于128 ，這可在狀態(tài)碼中查詢(xún)。若不一致，應(yīng)調(diào)整CT輸出線(xiàn)。三. 系統(tǒng)穩(wěn)定的判定系統(tǒng)是否穩(wěn)定主要由以下幾個(gè)方面來(lái)判定：1. 40K以?xún)?nèi)的UPS環(huán)流在2A以?xún)?nèi)。 60K80K的UPS環(huán)流在3A8A以?xún)?nèi)。2. 所有UPS在電池檢查時(shí)，環(huán)流不應(yīng)有大的變化。3. 空載時(shí)直流電壓瞬時(shí)突變不應(yīng)越到275V以上。上述三條中，空載時(shí)直流電壓的變化全面地反映了環(huán)流的涌動(dòng)狀態(tài)。其原因是，環(huán)流是能量的反饋，接受能量的UPS將接收的交流電壓通過(guò)與IGBT并聯(lián)的二極管整