1 傳統UPS供電系統的技術現狀和存在的問題
圖1給出了傳統UPS的典型架構和工作狀態。從圖1可以看出傳統UPS是如何工作的,必然存在的固有問題,已經做過的和正在做的技術改進或補救措施。
(1) 傳統UPS供電系統結構的特點
①具有不停電供電功能的UPS設備配置在交流供電系統中;
②選用直流電池做備用能源,電池需要AC/DC變換充電和DC/AC變換供電;
③能源多次變換:UPS設備AC/DC和DC/AC兩次變換,還包括IT設備內部開關電源的AC/DC和DC/DC兩次變換;
④兩個諧波電流源:UPS設備AC/DC變換和IT設備開關電源AC/DC變換;
⑤交流輸入能源和備用能源(電池)都要經過UPS向負載供電,其供電可靠性取決于UPS系統可靠性;
⑥系統復雜,維護難度大,存在多環節串聯形成單路徑故障點,可靠性差。
(2) 當前的技術發展狀況
從當前用戶關注的焦點和UPS廠家技術改進的重點來看,要解決的問題和技術措施歸納起來有以下三點:
① 提高系統可用性
•提高設備可靠性;
•增大成本,對設備采用冗余配置,使其有容錯功能;
•對系統采用雙總線冗余配置,不但UPS有容錯功能,還可最大限度地減少整個系統的單路徑故障點;
•配置模塊化UPS,有冗余功能,并大幅度降低故障修復時間;
•提高設備智能監測和管理功能,便于維護,提前消除潛在的故障隱患;
•采用集成化系統設計,解決系統中各類設備阻抗和連接方式的匹配問題,提高系統集中管理功能,并最大限度地減少安裝和維護中的人為錯誤。
②抑制系統中諧波電流的產生及其治理問題
•加大零線規格和前端設備(變壓器、油機、配電開關、轉換開關等)容量,以便降低諧波電流的影響;
•6脈沖整流前加5次無源濾波器,PF=0.9,THD≤20%;
•輸入改為12脈沖整流+11次無源濾波器,PF=0.95,THD≤10%;
•6脈沖整流前加有源濾波器,輸入電流成正弦波,PF=0.99,THD≤5%;
•輸入改為PFC高頻整流,PF=0.99,THD≤5%;
•要求負載(IT設備)輸入開關電源采用PFC整流。 |
