現(xiàn)今大部分企業(yè)在許多工廠、資料中心等地方使用Transformerless UPS,因此都會(huì)搭配包括LSIG的斷路器以節(jié)省成本及簡(jiǎn)化其裝置複雜度,然而在某些時(shí)刻斷路器為保護(hù)裝置而跳閘的特點(diǎn),反而導(dǎo)致重要資料的遺失,為此,伊頓提供一些方法幫助企業(yè)因應(yīng)此問(wèn)題。
背景
應(yīng)用較大型UPS系統(tǒng)時(shí),電工法規(guī)經(jīng)常要求配備LSIG(Long time長(zhǎng)時(shí)、Short time短時(shí)、Instantaneous瞬時(shí)、Ground接地)斷路器。具體來(lái)說(shuō),由480伏特或更高電壓供電、且受1000安培或更高電流斷路器保護(hù)的UPS系統(tǒng),必須具有接地故障保護(hù)裝置來(lái)支援該UPS服務(wù)或其饋線(xiàn)(可參見(jiàn)美國(guó)國(guó)家電工法規(guī) NEC 215.10、230.95、240.13、517.17)。

| 圖一 : 應(yīng)用較大型UPS系統(tǒng)時(shí),電工法規(guī)經(jīng)常要求配備LSIG斷路器。 |
|
除了故障保護(hù)的主要功能外,LSIG 跳脫單元的調(diào)節(jié)功能亦可於故障發(fā)生時(shí)協(xié)調(diào)電訊路徑中的斷路器。這樣可以確保最接近故障的斷路器會(huì)先跳脫,亦即在啟動(dòng)上游保護(hù)之前或是代其跳閘。如此即可將故障隔離,而無(wú)須關(guān)閉未受影響的設(shè)備。
UPS注意事項(xiàng)
現(xiàn)代UPS幾乎可說(shuō)是專(zhuān)門(mén)使用於關(guān)鍵任務(wù)應(yīng)用,其中可能包括資料中心,醫(yī)學(xué)影像或工廠廠房?jī)?nèi)的自動(dòng)化等。具備輸入或輸出隔離變壓器的UPS可能需要在其上游和下游安裝LSIG斷路器,以提供有效的故障保護(hù)。但是,在動(dòng)力總成中未包含隔離變壓器的UPS,在第一個(gè)隔離變壓器連接處之前,可藉由輸出端將單個(gè)LSIG納入其饋線(xiàn)獲得保護(hù),而該變壓器可能位於配電裝置(PDU)內(nèi)。
由於無(wú)變壓器UPS中沒(méi)有隔離變壓器,因此在饋線(xiàn)或服務(wù)中的LSIG可為下游設(shè)備提供保護(hù)。下游故障時(shí)將啟動(dòng)饋線(xiàn)或服務(wù)源中的LSIG,如此即無(wú)需在UPS輸出端配備額外的LSIG來(lái)提供故障保護(hù)。
事實(shí)上,在無(wú)變壓器UPS周?chē)钠渌麛嗦菲髦写嬖贚SIG裝置可能會(huì)造成斷路器意外跳閘的問(wèn)題,從而打斷關(guān)鍵製程或設(shè)備的運(yùn)行。以下描述若干上述提及之問(wèn)題,並建議如何降低錯(cuò)誤跳脫風(fēng)險(xiǎn)的方法。
各種情境
並聯(lián)的 UPS
兩個(gè)或多個(gè)並聯(lián)的UPS系統(tǒng)會(huì)不斷對(duì)其變流器的相位進(jìn)行微幅調(diào)整,以促進(jìn)UPS模組之間精確負(fù)載分配。這些調(diào)整可允許一個(gè)或多個(gè)UPS模組輸出斷路器或MOB的反向饋電(參見(jiàn)圖二)。

| 圖二 : 附維護(hù)旁路的並聯(lián)UPS系統(tǒng)和PDU |
|
如果這些斷路器配備了LSIG,那麼根據(jù)其設(shè)置的靈敏度,即可感測(cè)到電流失衡並跳脫。這些反向饋電電流為時(shí)短暫,但可能強(qiáng)度極大,進(jìn)而導(dǎo)致電流始動(dòng)位準(zhǔn)調(diào)整的效果降低。
建議或解決方案
? 請(qǐng)勿在MOB位置使用接地故障檢測(cè)斷路器
從旁路電源轉(zhuǎn)移到UPS變流器
當(dāng)UPS 從旁路切換到變流器運(yùn)行時(shí),變流器會(huì)受控制使其旁路電源相位產(chǎn)生偏移,以確保順利轉(zhuǎn)換,同時(shí)讓兩個(gè)電源短暫並聯(lián)。但是饋線(xiàn)會(huì)將此舉視為旁路失衡或反向饋電,進(jìn)而使斷路器出現(xiàn)不必要的跳脫。
建議或解決方案
? 將旁路饋線(xiàn)斷路器上的時(shí)間延遲設(shè)置為最大值(通常為500毫秒)
維護(hù)或「環(huán)繞」旁路斷路器
這些斷路器位於主要的UPS 饋線(xiàn)或服務(wù)的下游,通常標(biāo)記如下所示(參見(jiàn)圖1):
? BIB (Bypass Isolation Breaker):旁路隔離斷路器,隔離UPS內(nèi)部靜態(tài)旁路以實(shí)現(xiàn)斷電服務(wù)。
? MBP (Maintenance Bypass Breaker):維護(hù)旁路斷路器,包覆UPS電源轉(zhuǎn)換電路,在維修UPS時(shí)為關(guān)鍵負(fù)載供電。
? MIS或MIB (Maintenance Isolation Breaker):維護(hù)隔離斷路器,與UPS輸出串聯(lián),區(qū)隔UPS輸出匯流排與負(fù)載電源。
若於上述任一斷路器上使用LSIG跳閘,則在從UPS到旁路或從靜態(tài)旁路到維護(hù)旁路的轉(zhuǎn)換過(guò)程中,就可能出現(xiàn)誤報(bào)和假性跳脫。
建議或解決方案
? 針對(duì)BIB:將時(shí)間延遲設(shè)置為最大,通常為500毫秒。
? 針對(duì)MBP和MIS:將時(shí)間延遲設(shè)置為至少100毫秒。
電池測(cè)試期間UPS整流器輸入斷路器跳脫
UPS執(zhí)行自動(dòng)或手動(dòng)電池測(cè)試時(shí),會(huì)將電流(瓦特)反饋到斷路器中,後者專(zhuān)為供電給UPS整流器(有時(shí)標(biāo)記為RIB)。電流的大小取決於UPS輸出負(fù)載量以及測(cè)試持續(xù)時(shí)間(分鐘),因此不太可能進(jìn)行延時(shí)調(diào)整。
解決方案
? 停止電池測(cè)試或更改設(shè)定,以?xún)H有輸出負(fù)載的情況下進(jìn)行測(cè)試。
總結(jié)
與先前以隔離變壓器為基礎(chǔ)的UPS系統(tǒng)相比,在無(wú)變壓器UPS中使用LSIG跳脫功能需做更多考量和規(guī)劃。
不過(guò),在主饋線(xiàn)或UPS中使用單個(gè)LSIG可以省錢(qián)並降低複雜度,同時(shí)仍能滿(mǎn)足國(guó)家電工法規(guī)對(duì)大型饋線(xiàn)進(jìn)行故障保護(hù)的要求。在設(shè)計(jì)和規(guī)劃階段,強(qiáng)烈建議應(yīng)多加與斷路器供應(yīng)商和UPS供應(yīng)商進(jìn)行諮詢(xún)。