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    伊頓UPS電源上游采用4極ATS和開關的選型及解決方案

    伊頓UPS電源配電系統集中一點接地的情況比較適用于多電源相鄰的情況,但現實中很多時候發電機組距離變配電所很遠,如果發電機中性線還是在變配電所一點接地,當發電機端發生接地故障,會因故障點距離接地點太遠造成故障電流小,不易實現故障保護動作,存在安全隱患,所以必須要有發電機組中性線單獨接地的情況。配電系統存在2處接地點,如圖6所示情況:
     這時,市電與油機切換的轉換開關(ATS)就必須用4極轉換開關。為了避免UPS的輸入中性線斷開引起的問題,建議采用中性線重疊轉換開關。有中性線重疊轉換功能的自動轉換開關,其N線構造與相線不同——N 與L1/L2/L3不同時動作。在轉換過程中,確保隨時均有一路電源的N線保持與負載連接。 中性線轉換,或稱為“中性線重疊轉換”,如左圖7所示。當從市電向發電機轉換時,首先接上發電機的中性線,然后轉換3個相線,再斷開市電的中性線。最后,ATS的4極開關與發電機電源連接。反之亦然。在轉換過程中負載的中性線同時與市電和發電機的中性線連接,轉換后只與市電或發電機一個電源的中性線連接,實現了市電和發電機的中性線完全隔離。需要注意的是:帶有中性線重疊轉換功能的開關其中性線始終連接負載,不能具備雙分位置;帶有中性線重疊轉換功能的開關可能造成接地保護失效;如需要接地保護,請設置延時以躲過中性線重疊時間。另外,UPS系統容量較小時,設計中多會將UPS接入二級配電系統。當一級配電系統采用上圖5的系統架構,為避免三極錄音錯誤轉換開關將產生雜散電流而引起不良效果(如圖8),UPS上游的二級配電系統常常會應用4極轉換開關。同上述分析,此時也建議采用具有中性線重疊轉換功能的4極轉換開關。 UPS 上游已存在4極開關或中性線斷開4極ATS(轉換開關)的解決方案現有建筑電氣設計中可以看到變電所設計時變壓器出口總開關、母聯開關和發電機出口總開關采用4極開關的情況,也經?吹4極轉換開關采用的是中性線斷開的4極轉換開關。當UPS上游配電系統存在這些情況時,為了避免UPS的輸入中性線斷開引起的問題,建議可采用如下應對措施:1) 對于需要中性線才能正常工作的UPS電源,建議在UPS輸入端增加隔離變壓器,隔離變壓器二次側采用星型連接,中性點直接接地。

    2) 對于不需要輸入中性線也能正常工作的UPS電源,建議在UPS旁路輸入端、輸出端或列頭配電柜增加隔離變壓器,隔離變壓器二次側采用星型連接,中性點直接接地。

    在旁路輸入端加裝隔離變壓器的優點是不占用UPS的容量,但缺點是當切換到旁路供電時沖擊電流會使電壓有瞬時跌落,且距離負載如果太遠,負載端零地電壓可能稍大;在輸出端或列頭配電柜加裝隔離變壓器的優點是可以靠近負載,負載端零地電壓小,但缺點是需要占用UPS的容量,且變壓器的勵磁涌流需要加以限制才能保證UPS逆變器正常運行。
    無論在哪里增加隔離變壓器,隔離變壓器的占地和投資對用戶來說都是增加建設成本。隨著數據中心建設的快速發展,UPS的應用越來越廣泛,UPS裝機容量也越來越大。為減小因為UPS輸入中性線斷開而給用戶帶來的損失,建議從低壓配電系統的整體架構著手,UPS電源上游低壓配電開關采用3極開關或4極中性線重疊轉換開關為宜。

     

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