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美国海志电池在ups中的重要作用

发布者:海志蓄电池发布时间:2022-05-25访问量:127

美国海志蓄电池在UPS配电系统中,UPS设备位于交流输入电源和关键负荷之间,上游为交流输入低压配电系统,下游为各种关键负荷。正常情况下,UPS以市电为输入能源。UPS对市电进行适当的转换和调整,提供稳定可靠的交流电源。当市电断电或技术指标超过预定容差时,UPS会利用储能装置(电池)继续运行,为负载供电。当市电长时间断电,超过储能装置(电池)的备用时间时,必须启动备用发电机组供电。


在数据中心等重要应用中,低压配电系统通常采用双市电和多台变压器,并配有一台或多台备用发电机组。为了保证UPS输入电源的供应,需要在市电和备用发电机组、双电源和母线开关之间进行切换。如果这些开关是4极开关,中性线可能会在转换过程中断开。那么,中性线断开对UPS配电系统有什么影响呢?

数据中心UPS的接地系统和中性线参考

UPS是连接负载的交流电源,也是市电电源的负载。换句话说,UPS涉及两个低压配电系统,即上游配电系统和下游配电系统。上游接地系统是指从市电到UPS输入的低压接地系统,下游接地系统是指从UPS输出到关键负荷的低压接地系统。

根据《数据中心设计规范》GB50174-2017第8.1.6条:数据中心低压配电系统的接地型式应采用TN系统。对于交流供电的电子信息设备,其配电系统应采用TN-S系统。

图1是具有内置逆变器输出变压器Tr2的常用双转换UPS的电路图。图中UPS的上游接地系统为TN-S,UPS的下游接地系统也为TN-S。UPS的主电路输入和旁路输入由主变压器Tr1供电,其二次侧为星形连接和中性接地。UPS的输出中性线和负载中性线固定在市电的中性线上,市电的中性线接在低压进线柜内的接地极上。因此,UPS电源的输出中性线不是独立接地,而是通过上游电源的中性线接地。即UPS的输出中性线是由其输出变压器产生的,中性线的参考(接地点)是从市电的中性线得到的。

图2是目前常用的另一种无变压器UPS中性线连接示意图。市电输入的中性线与逆变器输出的中性点(即电池的中心点)相连,其余与图1完全相同。所以UPS中性线的参考(接地)也是通过市电中性线接地。

从市电输入电源的中性线获取UPS的中性线基准是一种比较经济的方法,但是UPS的中性线基准完全依赖于市电输入电源的中性线基准。

UPS输入零线断线引发的问题

如果UPS的输入中性线断开,由于不同制造商的UPS内部电路不同,某些UPS可能会出现以下问题:

1.一些需要三相四线供电的UPS整流器和其他组件运行异常,UPS进入电池运行模式。

2.一些UPS逻辑电路的参考点丢失。

在一些UPS控制电路中,中性点接地参考被用作UPS逻辑电路的参考点。如果中性接地参考在系统运行时断开,将产生瞬态电压,导致UPS检测电路出错。比如UPS误认为输出电压过高或过低,所以旁路,或者关闭UPS。

3.导致EMC/RFI抑制电路功能失效。

UPS中的EMC/RFI抑制电路只有在预定的TN-S系统下才能发挥作用。中性点参考断开后,配电系统的暂态可能超过EMC/RFI的抑制能力,从而影响UPS的正常运行。

4.使UPS输出配电系统从TN-S变为IT系统。

由于UPS的输入中性线断开,UPS输出的中性线会失去接地,所以UPS输出配电系统由TN-S改为IT系统。这不符合GB50174-2017《数据中心设计规范》的要求。IT接地系统需要绝缘监测装置(IMD)和故障定位装置来报警、定位和消除第一次绝缘故障,以防止潜在的二次短路故障的危险电流。而原有的TN-S系统一般没有绝缘监测和报警设备,因此存在较大的潜在危害。

更重要的是,当UPS的输入电源中断时,UPS以电池放电模式运行,为负载供电,UPS的三相输出继续带电运行。中性点接地参考断开会造成负荷侧中性点偏移,三相电压不平衡,较轻的一相电压上升,较重的一相电压下降,造成负荷运行异常。严重时甚至会因电压过高而烧坏单相负载。

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