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    国科研究:柴油发电机组带容性负载能力(上)? 柴油发电机其实不是个理想的电压源,其内阻远比市政电力电网的内阻大,随着柴油发电机机组的额定输出的功率容量的减少,其内阻增大的矛盾显得更加突出。? ? 当我们用柴油发电机带电阻性负载时,其影响不易察觉,但如果采用柴油发电机来带整流滤波型负载(例如:计算机和通讯设备、日光灯、各种可控硅相移调速和调控设备)时,往往会遇到很大的麻烦。? ? 其原因是上述非线性负载会向柴油发电机组反射大量的高次谐波电流,比如传统UPS的5次和11次谐波等对柴油发电机的运行危害较为严重,轻则导致柴油发电机带载异常,重则甚至会损伤到柴油发电机。? ? 目前业界为了提高柴油发电机带非线性负载的成功率通常的办法是采用容量放大设计,通常的选型放大是1.5-2.0倍,少的也有1.2-1.5倍。? ?1??? 为了减少谐波对柴油发电机的影响,目前行业通常解决办法是采用滤波器,比如有采用价格昂贵的有源滤波器,或者采用价格较低的电容补偿柜等办法。? ? 而传统UPS在不同的负载率下阻抗特性还不一样,比如在轻载下呈现容性,而在较重载下呈现感性(比如某款UPS产品三相负载分别为7、9、8KW时呈强容性,功率因数为-0.85、-0.87、-0.86;三相负载为12、13、13KW时呈弱感性,功率因数为0.96、0.97、0.95;三相负载为30KW时呈强感性,功率因数为0.92)。? ? 因此在如图2的串联谐振模型中,柴油发电机很容易在轻载下和容性负载振荡输出高电压而发生?;?,所以采用传统电容补偿柜的设计中,轻载下不能投入电容补偿柜防止柴油发电机过补偿而振荡?;?,而在较重载下才考虑投入电容柜来补偿感性负载带来的谐波。? ?2??? 但是,随着目前数据中心追求节能高效的发展需求,越来越多的高频??榛疷PS、高压直流、48V通信电源,甚至市电直供服务器的PSU电源等开关电源类负载会直接挂在柴油发电机输出上。?

     

    ? 理论上这些高频开关电源类负载通常带有功率因数校正电路,50%以上负载率情况下可以实现很高的功率因数和很小的谐波,但实际上因为2N的配置或者冗余的需求,在负载率不高情况下也会呈现一定的容性阻抗特性(比如典型服务器电源实测工作时PF值为-0.92)。


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