แสดงให้เห็นถึงความสามารถในการทำงานร่วมกันระหว่าง UPS และเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

แสดงให้เห็นถึงความสามารถในการทำงานร่วมกันระหว่าง UPS และเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

เมื่อมีการพัฒนาอินเทอร์เน็ตอย่างรวดเร็วความต้องการ UPS และเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากำลังสูงในศูนย์ข้อมูลมีการเติบโตอย่างรวดเร็วและเกิดปัญหาใหม่ขึ้น ในบทความนี้จะมีการวิเคราะห์ปัจจัยด้านกำลังของอินพุต UPS และอิทธิพลของตัวกรองอินพุตในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าตามหลักทฤษฎีและอธิบายกรณีที่เกิดขึ้นจริงเพื่อชี้แจงสาเหตุของปัญหาแล้วหาแนวทางแก้ไข

ปัญหาที่ตรงกันระหว่างชุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากับ UPS

ผู้ผลิตและผู้ใช้ระบบจ่ายไฟของ UPS ได้สังเกตเห็นปัญหาการจับคู่ระหว่างชุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากับ UPS โดยเฉพาะกระแสไฟฟ้าที่เกิดจากวงจรเรียงกระแสไม่ดีสำหรับระบบจ่ายไฟเช่นตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าของชุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและซิงโครนัส วงจรของ UPS ผลกระทบที่เห็นได้ชัดคือ ดังนั้นช่างเทคนิคจึงออกแบบตัวกรองอินพุทและนำไปใช้กับ UPS เพื่อควบคุมฮาร์โมนิกในปัจจุบันในแอพพลิเคชั่นของ UPS ตัวกรองเหล่านี้มีบทบาทสำคัญในการทำงานร่วมกันของ UPS กับชุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

แทบทุกตัวกรองอินพุตใช้ตัวเก็บประจุและตัวเหนี่ยวนำเพื่อดูดซับฮาร์โมนิกในปัจจุบันที่อินพุตของ UPS การออกแบบตัวกรองอินพุตจะพิจารณาเปอร์เซ็นต์ของความผิดเพี้ยนของฮาร์มอนิกที่เป็นไปได้สูงสุดที่เกิดขึ้นกับวงจร UPS และเมื่อโหลดเต็มที่ ข้อดีอีกประการหนึ่งของตัวกรองส่วนใหญ่คือการเพิ่มตัวป้อนพลังงานของ UPS โหลด อย่างไรก็ตามผลที่ตามมาอีกประการหนึ่งของการใช้ฟิวเตอร์อินพุตคือประสิทธิภาพโดยรวมของ UPS จะลดลง ตัวกรองส่วนใหญ่ใช้พลังงานจาก UPS ประมาณ 1% การออกแบบตัวกรองอินพุทหาสมดุลระหว่างปัจจัยที่เอื้ออำนวยและไม่เอื้ออำนวย

เพื่อที่จะเพิ่มประสิทธิภาพของระบบ UPS วิศวกรของ UPS รุ่นล่าสุดได้ปรับปรุงการใช้พลังงานของตัวกรองสัญญาณอินพุท การเพิ่มประสิทธิภาพของไส้กรองขึ้นอยู่กับขอบเขตของการประยุกต์ใช้เทคโนโลยี IGBT (Insulated Gate-Level Transistor) กับการออกแบบของ UPS ประสิทธิภาพสูงของ IGBT Inverter ได้นำไปสู่การออกแบบใหม่ของ UPS ฟิลเตอร์อินพุตสามารถดูดซับกระแสฮาร์โมนิกในขณะที่ดูดซับพลังงานเพียงเล็กน้อย โดยสรุปอัตราส่วนของปัจจัยอุปนัยกับตัวเก็บประจุในตัวกรองจะลดลงและ UPS จะลดขนาดและประสิทธิภาพลง ปัญหาของความเข้ากันได้ระหว่าง UPS กับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าได้เกิดขึ้นอีกครั้ง

ปัญหาไฟฟ้า 2 ตัว

บ่อยครั้งที่คนให้ความสนใจกับสถานะการทำงานของ UPS ที่โหลดเต็มหรือใกล้โหลดเต็ม วิศวกรส่วนใหญ่เข้าใจลักษณะการทำงานของ UPS ที่โหลดเต็มที่โดยเฉพาะอย่างยิ่งลักษณะเฉพาะของตัวกรองสัญญาณอินพุท แต่มีเพียงไม่กี่คนที่สนใจในสภาพของฟิลเตอร์ที่ไม่มีการโหลดหรือใกล้ไม่มีโหลด อย่างไรก็ตามระบบไฟฟ้าและระบบไฟฟ้าของ UPS มีผลต่อฮาร์โมนิกในปัจจุบันภายใต้สภาวะการรับน้ำหนักเบา อย่างไรก็ตามพารามิเตอร์การดำเนินงานของ UPS ที่ไม่มีโหลดโดยเฉพาะอย่างยิ่งปัจจัยการป้อนเข้ามีความสำคัญสำหรับการทำงานร่วมกันของ UPS กับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

ฟิลเตอร์อินพุทที่ออกแบบใหม่มีผลดีในการลดฮาร์โมนิกในปัจจุบันและเพิ่มตัวประกอบกำลังให้เต็มกำลัง อย่างไรก็ตามภายใต้สภาวะโหลดที่ไม่โหลดหรือโหลดที่มีขนาดเล็กมากจะมีค่ากำลังรับพลังงานต่ำมากจากตะกั่วคาปาซิทีฟโดยเฉพาะอย่างยิ่งที่มีการบิดเบือนในปัจจุบันสูงสุด 5% โดยทั่วไปตัวกรองสัญญาณเข้าของระบบ UPS ส่วนใหญ่สามารถลดกำลังไฟได้อย่างมากเมื่อโหลดน้อยกว่า 25% อย่างไรก็ตามปัจจัยด้านพลังงานอินพุตนี้มีค่าน้อยกว่า 30% และระบบใหม่บางแห่งมีค่ากำลังรับน้ำหนักไม่เกิน 2% ใกล้เคียงกับภาระไฟฟ้าที่เหมาะสม

สถานการณ์นี้ไม่ส่งผลกระทบต่อผลผลิตของ UPS และโหลดที่สำคัญและหม้อแปลงไฟฟ้าหลักและระบบส่งและระบบกระจายจะไม่ได้รับผลกระทบ แต่เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแตกต่างกัน วิศวกรเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มีประสบการณ์ทราบว่าเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะทำงานได้ไม่ถูกต้องเมื่อมีโหลด capacitive ขนาดใหญ่ เมื่อเชื่อมต่อกับโหลดกำลังไฟฟ้าที่ต่ำกว่าโดยทั่วไปจะมีกำลังการผลิตน้อยกว่า 15% ถึง 20% เครื่องกำเนิดไฟฟ้าอาจจะปิดลงเนื่องจากความไม่สมดุลของระบบ การเกิดขึ้นของการปิดระบบดังกล่าวหลังจากเกิดความล้มเหลวในการดับเพลิงระบบไฟฉุกเฉินเพื่อขับเคลื่อนการโหลดระบบของ UPS จะทำให้เกิดอุบัติเหตุร้ายแรง การหยุดชะงักเป็นเหตุให้เกิดแรงกดดันที่สำคัญเนื่องจากสาเหตุสองประการคือ (1) เครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะต้องเริ่มต้นใหม่ด้วยตัวเองและต้องอยู่ก่อนการสิ้นสุดการปลดแบตเตอรี่ของ UPS (2) เครื่องกำเนิดไฟฟ้าอาจก่อให้เกิด "overvoltage" ของระบบก่อนที่จะปิดเครื่องอุปกรณ์การสื่อสาร, ระบบเตือนภัย, เครือข่ายการตรวจสอบและแม้แต่โมดูล UPS อาจเสียหาย

เพื่อให้เรื่องเลวร้ายยิ่งขึ้นหลังจากเกิดอุบัติเหตุมันเป็นเรื่องยากที่จะแยกความรับผิดชอบระบุปัญหาและแก้ไขให้ถูกต้อง ผู้ผลิตกล่าวว่าระบบ UPS อยู่ในสภาพดีและชี้ให้เห็นว่ามีปัญหาที่คล้ายกันเกิดขึ้นในอุปกรณ์เดียวกันที่อื่น ผู้ผลิตเครื่องกำเนิดไฟฟ้าบอกว่าเป็นปัญหาเรื่องโหลดและไม่สามารถปรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเพื่อแก้ปัญหาได้ ในขณะเดียวกันวิศวกรผู้ใช้จะอธิบายข้อกำหนดและต้องการให้เข้ากันได้ เพื่อทำความเข้าใจว่าเหตุใดจึงเกิดอุบัติเหตุขึ้นและวิธีหลีกเลี่ยงปัญหานี้ (หรือวิธีแก้ปัญหาในแอพพลิเคชันที่สำคัญ) ก่อนอื่นคุณต้องทำความเข้าใจเกี่ยวกับความสัมพันธ์ในการทำงานระหว่างเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากับโหลด