“1+1”UPS并机系统供电系统研究

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(b) 市电供电与发电机供电条件下，UPS供电系统的输入电流谐波和输入电压谐波特性的比较

6脉冲型80KVA UPS的分别在市电供电和发电机供电条件下、进入稳态工作状态时的典型输入电流和输入电压的谐波频谱分佈曲线被示于图4和图5中。与此同时，我们还可以得到如表1所示的输入电流谐波分量THDI%r和输入电压谐波分量THDV%r的频谱分佈特性的参数值。在表2中，还分别显示出：在市电供电和发电机供电条件下的由两台100KVA电力稳压器+ 80KVA”1+1”UPS并机系统所组成的供电系统的各种典型的输入谐波参数值。

表1：在市电供电和发电机供电条件下的80KVA的6脉冲UPS的输入电流谐波分量THDI%r和输入电压谐波分量THDV%r的频谱分佈特性

表2：在市电供电和发电机供电条件下的由两台100KVA电力稳压器+ 80KVA”1+1”UPS并机系统所组成的供电系统的各种典型的输入谐波参数值(注：UPS并机系统的负载百分比为23%)

从表1和表2可以得出如下结论：

1) 对于UPS供电系统而言，无论它是运行在市电供电条件下、还是在发电机供电的条件下运行，它们都具有基本相同的输入电流谐波工作特性

相关的检测数据表明：对于同一套UPS供电系统言，不管它是工作在市电供电条件下、还是工作在发电机供电的条件下，它不仅具有几乎相同的CosΦ,输入功率因数PF, 输入谐波电流绝对值。而且，还具有非常近似的输入电流谐波的频谱分佈曲线。在这里，需特别说明的是：造成在发电机供电条件下的UPS供电系统的输入电流谐波分量(注：两台电力稳压器的总输入端的输入电流谐波分量和80KVA UPS的输入端的输入电流谐波分量THDI分别是24%和40.9%) 小于在市电供电条件下的输入电流谐波分量(注：两台电力稳压器的总输入端的输入电流谐波分量和80KVA UPS的输入端的输入电流谐波分量THDI分别是28.4%和44.8%)的原因是：在市电供电的条件下的输入电流(227V,53A)小于发电机供电条件下的输入电流(219V,62A)的缘故。按照6脉冲型UPS的工作原理，当它处于低压，大电流的工作条件下运行时，它的输入电流谐波分量的相对值 (THDI%r)将会有不同程度的下降。

2) 发电机电源的高内阻是造成UPS供电系统的输入电压失真度增大的主要原因

相关的检测数据表明：对于同一套UPS供电系统言，当它处于发电机供电的条件下运行时，它的输入电压谐波分量明显地高于在市电供电条件下的输入电压谐波分量。我们从这套UPS供电系统上所检测到的数据是：对于出现在两台电力稳压器的总输入端的输入电压谐波分量而言，在市电供电时和在发电机供电的的THDV分别为2.8%和5.1%。对于在出现80KVA UPS的输入端的输入电压谐波分量而言，在市电供电时和在发电机供电的的THDV分别为3.1%和6.1%。从图4和5还可观察到：在驱动相同的整流滤波型非线性UPS负载时，通过降低输入电源的內阻不仅可以有效地降低UPS的输入电压谐波分量THDV。而且，还可以有效地消除由UPS反馈到输入电源中的高次电流谐波分量THDI(n)%所可能在输入电源上所产生的高次电压谐波分量THDV(n)%。例如：当市电供电时，出现在80KVA UPS输入端的输入电压谐波分量主要集中在5次和7次等低次输入电压谐波分量上。然而，在釆用具有较高内阻的发电机供电时，我们不仅可以观察到5次、7 次、13次和17次等的输入电压谐波分量。而且，还可以观察到由UPS的IGBT逆变器的脉宽调制所产生41次、47次和49次等的高次输入电压谐波分量。为此，过去为UPS业界所经常釆用的技术措施是：利用增大发电机的输出功率和UPS的输出功率的容量比的办法來改善发电机的带载特性，其实质是通过增大发电机的容量的办法來降低发电机的内阻。

在此需要说明的一点是：造成出现在两台电力稳压器的总输入端的输入电压谐波分量小于在出现80KVA UPS的输入端的输入电压谐波分量的原因是：有不会产生输入电流谐波”污染”的空调机和照明负载等负载被同时并联在UPS的输入配电柜中的汇流母排上的綠故。

3) 6脉冲型80KVA”1+1”UPS并机系统的并机性能尚需进一步改善

众所周知：为改善由发电机+电力稳压器+”1+1”UPS并机系统所组成的UPS供电系统的可靠性的技术途径之一是设法提高UPS并机系统对输入电源的适应性，可供选择的技术措施有：

釆用6脉冲+5次谐波滤波器型UPS、12脉冲整流器型UPS或12脉冲+11次谐波滤波器型UPS等办法来降低它的输入电流谐波分量。然而，由种种原因所限，对于目前的用户來说，只能继续使用原有的6脉冲型80KVA”1+1”U

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