UPS的环流分析

UPS的环流分析摘要：本文着重讨论UPS在并机运行中的环流及降低环流的措施，并提出UPS是否运行可靠的检验标准。关键词：热冗余同步环流UPS两台以上并联运行（这里只讨论两台并联）近几年来应用的越来越多。其基本思想是每台UPS去总负载的二分之一，减轻了每台UPS的负载，相对满载运行可靠性有所提高；当一台UPS损坏时自动退出，另一台承担全部负载，又提高了整体的可靠性。这种联接方式被称为热冗余。一.并机中环流的产生两台UPS并机运行中的环流历来是困扰电源稳定运行的难题。假定两台UPS输出存在相位差T，就某一瞬间t1，u1u2如图1。图1现在，两UPS同时向同一负载供电，如图2。I2Z2U2I3Z3I1Z1U1图2根据基尔霍夫定律得到方程组：i1+2i=3iu1-i1z1-3iz3=0u2-2iz2-3iz3=0三方程联立求解，得2i=-122uuZ＋3i/2现讨论如下：1.空载时3i=0,2i=-122uuZ。因为1u2u，2i0。2i为负说明实际方向与标定方向相反，也就是说2i不是流向负载，而是流向2u内部，形成环流。环流破坏电源2u的稳定性，严重时会使2u损坏。2.当负载较轻，即3i较小，或两电源差较大，2i也会出现负值，形成环流。同时，当电源阻抗较小时，环流有增大的趋势，这就是大功率电源轻载运行时环流问题十分突出的原因。3.当12uu时322ii，两电源均匀向负载供电，不存在环流。4.当两电源差固定，若负载电流增大到一定量时，2i为正，说明2u向负载供电，环流为零。公式说明，增大负载可有效地抑制环流。5.仅仅是由于两电源的输出电压（两电源的相同差为0）引起的环流，总是保持一个方向；而由于相位差所造成的环流是相互的。UPS当电源阻抗为0.1倍负载阻抗时，由于相位差引起的环流有如下规律：相位差度延时s.1||U=.2||U=220V时，电压差.||UV环流占额定负载的百分比15649%2112818%42501636%上表中，电压差可由余弦定理推算出。理论和实践均证明，由于相位差引起的两机电位差4V时，环流占额定负载的9%，也就是说，必须加10%以上的负载，才能使系统进入稳态。二.降低环流的措施及调试要点降低环流不仅可大大提高UPS在稳态运行时的可靠性，而且，也提高UPS对突发事件（断电后又来电等）的应对能力。因此，降低环流是UPS并机运行中的关键技术。降低环流的主要措施是降低两台UPS的输出电压差，为此，在设计和生产时必须考虑到两机的一致性，即两机的选件及走线要完全一致。另外，每机必须配备电抗器，用以抑制瞬间的电流浪涌。组装后的调试十分重要，调试中必须做到：1.空载时，两台UPS的输出电压差在0.5V以内（此项为单独测量每一台UPS，不考虑相位）。2.每台UPS与外电的同步要尽可能小，一般应在3V以内。如果旁路电压稳定，通过仔细调整同步电压可在1V以内。3.在额定负载时，输出电压应与空载时一致。4.电池供电时，输出电压应与市电供电时一致。这是因为GAMAUPS每200小时要对电池进行检测，即要关断可控硅，用电池供给负载能量。若此时输出电压发生变化会引起环流。5.主机正常后，闭合主机输出开关，在从机输出开关上下口测量从机相位，并调整其相位，使两机输出电压差在3V以内。由于环流是快速的电流涌动，最好用指针表测量，以便更好地观察到变化趋势。如果旁路电压稳定，两机的同步电压可在2V以内。6.从输出电流CT中采集到的两机的输出电流的相位要一致，且均大于128，这可在状态码中查询。若不一致，应调整CT输出线。三.系统稳定的判定系统是否稳定主要由以下几个方面来判定：1.40K以内的UPS环流在2A以内。60K—80K的UPS环流在3A—8A以内。2.所有UPS在电池检查时，环流不应有大的变化。3.空载时直流电压瞬时突变不应越到275V以上。上述三条中，空载时直流电压的变化全面地反映了环流的涌动状态。其原因是，环流是能量的反馈，接受能量的UPS将接收的交流电压通过与IGBT并联的二极管整流，形成直流电，向滤波电容充电，使直流电压升高。由于GAMA并机大多用于电力行业，机内装有反向二极管，反馈能量不可能被电池吸收，因此，直流电压的变化是十分明显的。