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大連普陽

UPS電源與柴油發電機組

1 柴油發電機機組功率的標定 
   
  柴油發電機組是由內燃機和同步發電機組合而成的,內燃機允許使用的最大功率受零部件的機械負荷和熱負荷的限制,因此,需規定允許連續運轉的最大功率,稱為標定功率。內燃機不能超過標定功率使用,否則會縮短其使用壽命,甚至可能造成事故。 
   
  1.1柴油機的標定功率 
   
  國家標準規定,在內燃機銘派上的標定功率分為下列四類: 
  ⑴15min功率:即內燃機允許連續運轉15min的最大有效功率。 
  ⑵1h功率:即內燃機允許連續運轉1h的最大有效功率。 
  ⑶12h功率:即內燃機允許連續運轉12h的最大有效功率。 
  ⑷持續功率:即內燃機允許連續運轉的最大有效功率。 
   
  對于一臺機組,柴油機輸出的功率是指它的曲軸輸出的機械功率。民用柴油機的功率標定為12h功率,即柴油機在大氣壓力為101.325kPa,環境氣溫為20℃,相對濕度為50%的標準工況下,柴油機以額定轉速連續12h正常運轉時達到的有效功率。 
   
  1.2交流同步發電機的額定功率 
   
  交流同步發電機的額定功率是指在額定轉速下長期連續運轉時輸出的額定功率。 
   
  根據機組的運行環境和技術要求,機組輸出的額定功率由下式進行計算: 
   
  PH=K1.η(K2K3NeH-NP)(kW) 
   
  式中: 
   
  PH-同步交流發電機輸出的額定功率(kW); 
  NeH-柴油機輸出的額定功率(ps); 
  K1-單位變換系數(即kW/ps)K1=0.736; 
  K2-柴油機功率修正系數; 
  K3-環境條件修正系數; 
  η-同步交流發電機的效率; 
  NP-柴油機風扇及其他輔助件消耗的機械功率(ps)。 
   
  通常我們把柴油機輸出額定功率(PS)與同步交流發電機輸出的額定功率(kW)之比稱為匹配比,用K表示,即: 
   
  K=NeH/PH 
   
  K值的大小受當地大氣壓力、環境、溫度和相對濕度等多種因素的影響,對于在平原上使用的一般要求的機組,通常K值取1.6;對于使用要求較高的機組K值取2。 
   
  2 UPS電源和發電機組的輸出功率匹配關系 
   
  UPS電源進入由柴油發電機組供電時所帶來的特殊問題之一是:由于柴油發電機組所送出的電源本身不但電壓畸變大(波形失真大),并且,它的內阻遠比市電電力電網的內阻大。此外,隨著柴油發電機機組的額定輸出的功率容量的減少,其內阻增大的矛盾顯得更加突出。當我們用柴油發電機帶電阻性負載時,其影響不宜察覺,然而,如果我們用柴油發電機來帶 
   
  整流濾波型負載(例如:計算機和通訊設備、日光燈、各種可控柜相移調速和調控設備)時,往往會遇到很大的麻煩。其原因是上述非線性負載會向柴油發電機組反射大量的高次諧波電流,其中尤以5次和11次諧波等對柴油發電機的運行危害更為嚴重。 
   
  按照UPS的設計慣例。目前的UPS電源,由于它們所采用的輸入“整流濾波器”的結構不同,發射到發電機的電流諧波分量的次數及大小會有很大的差別??贍芏苑⒌緇惱T誦脅畬蟾好嬗跋斕男巢ǖ緦鞣至砍氏幀案盒虻緦鰲憊ぷ魈匭緣?次和11次電流諧波分量?;諫鮮鱸?,當用戶所選用的發電機為“四沖程”的發電機組時,為確保發電機可靠地驅動后接的UPS供電系統,所需要選擇的發電機的額定輸出功率同UPS的標程輸出功率的比值(目前比較通用的經驗數據)為: 
   
  采用6脈沖整流技術的UPS: 
  Pg=2.5-3Pu; 
   
  采用12脈沖整流技術的UPS: 
  Pg=1.6-2.2Pu; 
   
  采用高頻脈寬調制整流技術的UPS: 
  Pg=1.5-2.4Pu; 
   
  采用單相整流技術的單相UPS:Pg=3-4Pu; 
   
  采用輸入濾波器+6脈沖整流技術的UPS: 
  Pg=1.8-2.3Pu; 
   
  采用輸入濾波器+12脈沖整流技術的UPS: 
  Pg=1.5-2Pu; 
   
  其中的Pg代表發電機的標稱輸出功率,Pu代表UPS的標稱輸出功率。 
   
  綜上所述,為了降低投資成本,就應設法降低發電機的容量UPS容量的比值,其辦法有兩種: 
   
  ⑴選擇輸出電壓動態特性好的發電機組; 
  ⑵選用諧波電流分量反射小的UPS供電系統。