在供配电系统中,设备电源的感性元件会产生励磁涌流,如果开关配置不当或结构设计不合理,就会存在很多过载或跳闸隐患。
一、维谛ITA2 20KVA 三进三出UPS在负载交直流切换中逆变器故障问题
机柜有8台设备,配32A空开,关闭空开后切换到直流供电,一段时间后闭合32A空开,机柜在直流切换交流过程中,有时会发生逆变器保护或者故障。测试瞬时峰值电流为:
查看维谛ITA2 20KVAUPS官方手册,该型号单相最大额定电流为91A,三相输出时每一相最大额定电流为31A。200ms瞬时能承受的最大峰值电流为额定电流的150%,即单相136.5A,三相46.5A。1min能承受的最大电流为额定电流的120%~150%,即109.5~136.5A。机柜8台设备同时切换至交流供电时瞬时峰值电流为80~90A左右,远超UPS三进三出时单相所能承受的最大峰值电流46.5A,故造成逆变器故障。
8台设备电源在同时启动时,电源线圈的励磁涌流会很大,为了不影响UPS正常运行,就需要限流或者分流措施。
解决方案:
1、设备添加软起动功能,即改进电源单元添加分流电阻启动,启动成功后移除电阻来达到启动时限流目的。设备厂家在设计电源时为了节约成本没有考虑小功率电源的软起动,厂家也没有想到把8台设备置于一个机柜,用一个空开来控制。
2、如果设备电源没有软起动功能,在设备结构配置时就不能用一个空开来控制8台设备,可以分为两台设备一个空开来分段控制。
3、用时间继电器和接触器设计控制线路来完成8台设备分时启动控制,但是这样在就需要增加配电中间节点,可能会增加运行风险,相比于第2种方法存在风险点。
4、更换20KVAUPS三进三出结构为三进单出,增加单相的负载能力,那设备成本可能高些,因为存在移相器来使三相相位一致。
二、维谛ITA2 40KVA 三进三出UPS在负载交直流切换中空开跳闸问题
此种问题与第一种问题很一样,只不过UPS未发生逆变器保护或者故障,但设备与UPS之间的空开会跳闸,原因就是UPS容量更大,可以负担机柜8台设备同时切换至交流供电时的励磁涌流。但是空开(热磁脱扣器)会存在磁脱扣问题。
解决方案:
1、将空开更换为塑壳断路器,调整Isd短路短延时脱扣电流,躲过励磁涌流,但是Isd不能一味设置过大而使开关失去保护功能。
2、在设备供电结构设计时可以考虑4台设备配置一个空开来控制,减少励磁涌流,这样对于UPS三相平衡来说也有正面作用。
三、维谛160KVA在前级ATS做切换时,输入塑壳断路器过载跳闸问题
接完油机市电电缆对ATS做切换测试,闭合市电路QF1和油机路QF2两路进线开关,同时输出至ATS,ATS手柄操作选择油机路输出给UPS供电。在运行30分钟后自复,ATS市电进线开关QF1和ATS输出开关QF3同时跳闸。
维谛160KVA为12脉冲整流器,即2个6脉冲整流器和30度的移相变压器组成,相对于6脉冲在主要频谱上输入谐波相互抵消,谐波大为降低。谐波降低哉加上11谐波滤波器,整体ups谐波就很小了,在智能仪表上实时查看谐波为7%,6脉冲在智能仪表上实时查看谐波为快30%(因要与发电机配合关闭了并机的一个滤波器)。
当UPS启动时,或者前端市电切换时,UPS内部移相变压器启动会产生励磁涌流,持续时间0.2--0.4秒,远远长于断路器短路保护时间。UPS有移相变压器,需要配置短延时断路器,Isd一般设置为6-8倍。
解决方案:
1、调整QF1、QF2和QF3的Isd设置为6,UPS1/2输入塑壳断路器Isd设置为4,躲过励磁电流冲击,修改后测试正常。
2、多个UPS设置延时启动,防止与上级配电柜开关或发电机的冲击。
3、为了保证感性负载的安全切换,可以加长ATS的切换时间,等待感性负载电流衰减到安全范围。
对于设备运维OPS来说,针对电源合闸送电时不宜过快,在设计供电的设计上也需要考虑多台设备的励磁涌流同时作用,做好分流,
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