全自動15千瓦三相柴油發電機

全自動15千瓦三相柴油發電機
B相和C相電壓和電流的波形圖是一樣的，只是在相位上彼此相差120度，顯然，這類UPS作為負載時屬于非線性負載。6脈沖整流器的輸入電流，可用富氏級數展開成基波分量和包含有許多諧波分量的正弦波電流，由于輸入電流的正、負半周是對稱的，所以諧波中不會含有偶次諧波；又由于6脈沖的整流電路中，在理想情況下，每次只會有兩個整流管導通，只會有兩相同時出現電流，一相進，一相出，總有ia+ib+ic=0，也就是說諧波中不會出現零序諧波電流(三相諧波電流具有相同的數值和方向)，即第3、6、9、12、15……次諧波，那么在這種6脈沖的整流電路中只會有5、7、11、13……次諧波電流。輸入電流的THD在30％以上，能量主要集中在5次和7次諧波。其中5、11……為負序電流諧波(和基波相序相反的諧波)，7、13……為正序電流諧波(和基波相序相同的諧波)。
全自動15千瓦三相柴油發電機
  3諧波電流對發電機的影響(1) 引起電壓失真在交流電源系統中，非線性負載可以等效為一個線性負載和一系列的諧波電流源的并聯，相當于負載從交流電源吸收基波電流并向交流電源反饋諧波電流。諧波電流流過電源內阻Zn時將產生各次諧波電壓。第N次諧波電壓為：Un=InZn電源輸出電壓Us等于基波電壓和諧波電壓的向量和，諧波電壓疊加在基波上必然引起電源電壓波形失真。由上式可見，負載諧波電流和電源內阻越大，電源電壓波形失真越大，市電電源內阻抗很小，吸收諧波電流的能力很強，一般不會造成不可接受的電壓失真。但柴油發電機的內阻抗較大，很容易受負載諧波的影響，產生較大的電壓失真。因此，應盡力減小負載諧波電流和電源內阻。(2)諧波電流在電路中流動時，使柴油發電機繞組發熱，導致發電機可靠性和壽命降低。
全自動15千瓦三相柴油發電機
  (3)輸出電壓不穩發電機多采用自動電壓調節器(AVR)調節輸出電壓，對于自激式同步交流發電機，電樞繞組給AVR同時提供功率源及信號源，如果發電機帶UPS負載，由于發電機輸出電壓波形失真，AVR可能會錯誤地斷開激磁電流進行補償，必然使輸出電壓升得太高。接著AVR又根據升高的電壓控制激磁電流，使輸出電壓下降。結果造成輸出電壓高低振蕩。I1輸入電流基波有效值；α是輸入電壓，輸入電流的相位差
從上式可以看出，功率因數由兩部分組成，cosα1是由電壓與基波電流之間的相位差引起，I1/I這部分由電流的諧波引起，只要輸入電流發生畸變，功率因數就總是小于1,畸變越大則功率因數越小。或者說，輸入電流諧波成分越大則功率因數越小。圖2形式的整流器功率因數大約在0.8左右，如果濾波電容后加電感，功率因數可達到0.9。
全自動15千瓦三相柴油發電機
  4發電機的輸出電壓不穩和波形失真對UPS的反作用
從上分析可知，UPS的輸入諧波電流會使發電機的輸出電壓不穩和波形失真，而發電機的輸出電壓不穩和波形失真，又會反作用于UPS，使它不能正常工作，具體表現為：
會導致UPS關機和旁路電源不可用。因為UPS有同步輸入動力電的功能，柴油發電機輸出電壓波形嚴重失真時，UPS的檢測電路就會判定交流輸入電源質量不合格或故障，就會強迫UPS轉換到蓄電池逆變給負載供電，直到蓄電池的儲能耗盡，后致使UPS關機。

全自動15千瓦三相柴油發電機
5UPS電源和柴油發電機匹配問題的解決方法
從上面的分析可見，UPS電源和柴油發電機不兼容的原因主要是UPS的輸入諧波電流引起的輸入功率因數低而造成的，再一個就是發電機的內阻抗大。傳統的解決方案是將發電機降額使用，使發電機有足夠的容量來補償由UPS的輸入諧波電流而引起的無功功率，發電機所帶負載的功耗大約為其額定容量的30％左右。顯然，這屬于一種”大馬拉小車”的現象，是不經濟的，而且柴油發電機工作在小負荷狀態，使柴油發電機組更容易產生故障，降低了柴油發電機組的工作可靠性，其原因是柴油發電機機在小負荷下長期工作，氣缸內溫度較低，正常進人氣缸內的潤滑油不能完全燃燒，而燃油也不能充分燃燒，造成活塞環處、噴油嘴處積炭嚴重，氣缸磨損加劇，因而使上述部位加速故障的產生，使柴油機工作性能下降，排氣冒黑煙。柴油發電機組要求負載必須在60％以上額定負載的情況下工作，對柴油發電機才較為有利。