時間:2023-05-29 18:17:40
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇ups不間斷電源,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
【關鍵詞】電源 ups系統 安裝 應用
不間斷電源UPS技術就是在輸入電源中斷時能夠供應電力,當電源處于輸入正常狀態時,可以對品質差的電源實施穩壓、穩頻等操作,在工業領域廣泛應用。
烏魯木齊國際機場分公司網絡信息部的主機房安裝了2臺50KVA大型的在線式UPS,其它機房、配線間有二十幾臺中、小型UPS。筆者在對這些設備的改造、大修、維護等各方面的應用具有一定的經驗。
1 不間斷電源UPS主要類型及各自的工作原理
1.1 UPS工作原理
UPS是一種以蓄電池為儲能裝置,采用逆變器作為主要單元,確保電壓處于穩定狀態的電源保護裝置。如果外電處以正常輸入狀態,把外電穩壓后供給負載使用,并對機內蓄電池實施充電,將能量儲存至電池內。如果外電發生中斷或輸入故障,UPS把機內電源能量轉換為交流電繼續使用,促使負載處于正常工作狀態。系統仍能正常向負載供電。離線式UPS系統容量的增大,不要對各負載進行供電。
1.2 不間斷電源UPS主要分類
現階段,市場所用的UPS電源設備種類多種多樣,根據其工作模式主要劃分為離線式、在線互動式和在線式。在線式UPS不管外電是否處于正常工作狀態,其輸出電壓一直由UPS逆變器供給,當外電輸入后被UPS轉變為直流電壓,其逆變器把直流電壓轉換為交流電壓輸出,其變壓器不管外電是否正常時刻處于工作狀態。
在線互動式屬于智能化的UPS,是指當輸入市電處于正常工作狀態,UPS的逆變器為整流工作狀態,對電池組進行充電。如果市電發生異常,逆變器即可調整為逆變工作狀態,所以,在線互動式UPS也有相應的轉換時間。必須注意,在線互動式UPS具有較強的保護功能、能夠遠程控制并實現智能化管理。在線互動式UPS集中離線式UPS、在線式UPS的優點,但這種UPS性能不佳,不適合當做常延時的UPS電源。
2 不間斷電源UPS安裝步驟
2.1 安裝準備工作
UPS進行安裝前,要認真考慮安裝基礎承重量,小容量UPS能夠直接安裝在機房地板上,大容量UPS必須安裝相應的底座。敷設電纜過程中,充分考慮走線槽架位置與下進線電纜溝槽位置。同時,UPS要設計合理的輸入和輸出電柜,并采用專用線路,其輸入電纜與保護設備依據標準選用。輸入、輸出變壓器、備用發電機組等設置,用戶要依據具體需要進行選擇。
2.2 設備安裝
將UPS機柜與蓄電池柜依次移動至安裝點就位并進行校正,大容量UPS機柜英語安裝基礎進行緊固處理,防止發生傾斜等情況。將輸入、輸出變壓器案防止預設位置,把外接充電器、發電機組就位并校平,以此減少不必要的振動。
2.3 設備接線
UPS接線前,仔細明確蓄電池回路斷路器是否斷開。分別連接交流輸入母線與旁路輸入母線,確保兩者保持一致狀態。在蓄電池內部進行接線時,必須佩帶絕緣手袋,穿絕緣膠靴,以保證操作者的安全。必須注意,不可接錯正負極。整個設計所用的交流輸入、輸出電流、直流輸入電纜等尺寸嚴格根據UPS容量設定,通常不小于表1設定的電纜規格。
2.4 保護接線
部分用電設備對UPS有獨特的接地要求,從單相輸入、輸出UPS,輸入與輸出之間設有隔離,且輸出電壓為懸空電壓,采用電壓表依次策略兩個輸出端對地的電壓為幾十伏或幾百伏,此時要把任一個輸出端接地,確保電力設備安全運行。必須注意,三相大容量UPS自身攜帶負載多,應將抵押設備規范實施接地,切不可將中性線作為地線,確保線路的安全。同時,UPS交流和旁路輸入端必須考慮設計防雷保護回路和電涌保護器,防止雷電損壞UPS系統。
3 不間斷電源UPS應用要點
3.1 不宜帶載開機、關機
缺少延遲啟動功能的UPS,帶載開機在啟動時,容易燒毀逆變器末級驅動元件。由于剛啟動瞬間,控制電路并未達到穩定工作狀態,啟動瞬間會產生一定的浪涌電流,UPS末級驅動元件也是如此。如果負載中存在電感性負載,帶載關機也會導致驅動元件損壞。所以,不可帶載開機或關機。
3.2 后備式UPS不宜增加市電輸入保險絲容量
后備式UPS處于供電狀態時,通常并未設置過載或短路自動保護功能。在市電時,通常依靠輸入交流保險承擔過載保護任務,因此,用戶不要輕易增加市電輸入保險絲容量。如果UPS輸出出現短路事故,極易發生輸入保險燒不斷,印制板印制線被燒毀的情況。
3.3 示波器觀察控制要點
當UPS逆變器處于正常工作狀態。嚴禁采用示波器觀察控制電路波形。逆變器為UPS核心部件,逆變器具體運行過程中,切忌采用示波器或其他測試工具控制電路波形。由于具體測試過程中,雖然特別小心,也不可避免表筆與臨近點相互碰撞,無法預防表筆接上后導致電路工作狀態改變。如果電路工作發生異常,燒毀末級驅動元件的危險加大。
4 結論
總之,不間斷電源UPS在輸入電源中斷過程中,能夠即可供應電力,當電源輸入正常時,能夠為品質不佳的電源實施穩頻、防雷擊、濾除噪聲等操作,確保使用穩定純凈的電源。文中從UPS工作原理和主要分型入手,重點闡述UPS安裝調試、具體應用中的注意要點,對任意場合使用UPS提供重要的指導和借鑒作用。
參考文獻
[1]耿亞彬.UPS在民用建筑中的布線[J].建材發展導向(下),2014,13(5):13-14.
[2]劉明,王穎.不間斷電源U PS系統安裝應用技術[J].無線互聯科技,2014,17(8):67-67.
【關鍵詞】雙機熱備冗余 電力專用UPS電源
1 改造原因
皂市水電站UPS裝置原配置為一臺南京歐亞瑪創力電子有限公司生產的V系列10kVA逆變電源裝置,安裝于中控室。所帶負荷均為廠內重要的負荷,包括監控系統主機電源、中控臺電源、網絡柜電源、調度數據網電源、遠動通訊機電源及保護信息管理系統柜電源等。
由于一臺UPS裝置長期不間斷運行,不便于對其進行維護保養。此臺裝置故障,將導致UPS電源裝置所帶負荷將全部停電,直接影響電站運行人員正常監視和機組運行控制、省調傳輸數據中斷、影響計算機監控系統上位機的正常運行。
為提高不間斷電源的可靠性,根據電力行業標準DL/T 5065-2009《水力發電廠計算機監控系統設計規范》中對計算機監控系統不間斷電源的規定,需配置雙機熱備冗余結構的電力專用UPS電源裝置,以保障重要負荷供電的可靠性。
2 改造技術方案的分析論證
雙機熱備冗余結構的電力專用UPS電源裝置可分為串聯或者并聯兩種方式,串聯備份技術是一種比較早期、簡單而成熟的技術,它被廣泛地應用于各個領域。備機UPS的逆變器輸出直接接到主機的旁路輸入端,在運行中一旦主機逆變器故障時能夠快速切換到旁路,由備機的逆變器輸出供電,保證負載不停電。UPS串聯的特點是:兩臺UPS均為完整的具有獨立旁路的在線式UPS單機,兩臺UPS除了電源線的連接外不需要其他信號的連接,在正常情況下,主機100%的給負載供電,從機的負載為零。
并聯備份技術是近年來發展起來的采用更復雜技術的一種備份方式,并聯備份解決了串聯備份主從UPS電源老化不一致的問題,并且能夠實現增容功能。UPS并聯備份的特點是:兩臺或多臺UPS的輸出端直接短接在一起,同時給負載供電,每臺UPS均分負載,沒有主從機之分。當一臺UPS的逆變器出現故障時,立即自動脫機,負載由余下的UPS均分,不存在切換問題。
通過以上分析,結合電站UPS電源裝置所帶負荷特點,電站采用并聯備份技術,建立雙機并聯備份冗余結構,以保障當其中一臺UPS電源裝置故障時,另一臺UPS可獨立承擔負荷不間斷供電,不影響監控系統上位機、調度數據網、遠動通訊機等重要負荷的正常運行。電站經過詢價,通過技術評審和商務評審,最終選擇的產品為由深圳思凡貝特科技公司提供的型號為HR8610的不間斷電源裝置。
3 項目實施過程控制
由于UPS裝置所帶負荷均為廠內重要的負荷,包括監控系統主機電源、中控臺電源、網絡柜電源、調度數據網電源、遠動通訊機電源及保護信息管理系統柜電源等。為縮小此次改造過程中對電站相關業務的影響范圍,電站根據負荷性質及分布情況組織編寫了詳細的施工方案,先對新UPS裝置進行安裝和調試,新UPS裝置上電試驗正常后,再對原UPS裝置上的負載進行轉移接帶,所有負載轉接運行正常最后才退出原UPS裝置。在對原UPS裝置上的負載進行轉移接帶時,對采用雙電源供電的大部分設備,在實施改造前將雙電源供電設備的其中一路電源轉接至市電供電,保障在轉接過程中不停電保證運行。對單電源供電的保護信息管理系統柜、調度數據網柜內交換機、MIS系統服務器從機等設備,因在轉移負荷時必定有短時間停電,將影響與省調間的實時數據傳輸(機組與水調數據)以及AGC、AVC數據下達,故向調度申請零點消缺。單電源供電設備在由原UPS供電轉至新UPS供電時,施工前做好充分準備,以盡量縮短停電時間。
現場安裝屏柜基座時,將新購的兩臺UPS不間斷電源裝置柜安裝固定,設備整體安裝整齊,保障設備基礎和設備屏柜可靠接地。敷設UPS不間斷電源裝置柜的電源輸入、電源輸出、信號輸出等電纜時,做好電纜兩端標示牌的懸掛。電纜敷設在電站中控室進行,應做好電纜的保護,防止誤動設備。敷設完成后進行絕緣檢測和導通測試,保障電纜的電氣性能。
新安裝UPS不間斷電源裝置柜后進行設備性能調試,對單機供電進行切換檢查、并機運行、信號核對、輸出電源及供電負荷檢查(采用模擬負載檢查設備供電情況)等,并做好調試記錄,通過試驗檢查確認新安裝設備功能是否運行正常。檢查設備運行正常后,逐步將負荷接至新UPS裝置,檢查各設備運行情況,確認設備運行正常后,最后拆除原UPS電源裝置及現場清理。
4 總結分析
通過此次改造,電站較好的解決了單臺UPS工作的風險,實現了雙機并聯備份冗余,提高了電源的可靠性。在項目實施過程中,編制了較為科學合理的施工方案,對項目實施過程中可能出現的危險點、危險源進行了分析,確保了施工人員安全和設備安全。通過施工前的充分準備,使項目在實施過程中未出現工作間斷,保證了工作的連續性,提前完成改造工作,并減少了改造工作對電站安全生產的影響。目前裝置運行穩定,人機接口界面良好,設備維護工作量較小,達到了改造的目的。
參考文獻:
關鍵詞:ups;組成;原理;容量確定
UPS(Uninterruptible Power System),是一種含有儲能裝置,以逆變器為核心的恒壓恒頻的不間斷電源。
1 UPS基本組成
由AC-DC整流器、DC-AC逆變器、控制電路、蓄電池和轉換開關等部分組成。⑴AC-DC整流器:將電網來的交流電全波整流、濾波變為直流電,供給逆變電路;⑵DC-AC逆變器:大功率MOSFET或IGBT逆變電路,其作用是變直流為交流輸出,輸出阻抗小,具有較大功率富余量和快速響應特性。由于采用高頻調制限流技術及快速短路保護技術,使逆變器無論是供電電壓瞬變還是負載沖擊或短路,均可安全可靠地工作;⑶控制電路:完成整機功能控制,提供檢測、保護、同步以及各種開關和顯示驅動信號,完成正弦脈寬調制SPWM的控制,采用靜態和動態雙重電壓反饋。極大地改善了逆變器的動態特性和穩定性;⑷蓄電池:是UPS儲能裝置。UPS的蓄電池應具有良好的大電流放電特性,經得住反復地充放電,壽命要長,目前常用免維護密封式鉛酸蓄電池;⑸轉換開關:是提供維修通道。要求切換快、過載能力大。a.靜態旁路開關:靜態轉換開關,是將一對反向并聯的快速晶閘管連接起來,作為UPS在執行由市電旁路供電至逆變器供電切換操作時的元件。由于快速晶閘管的接通時間為微秒級,是小型繼電器毫秒級的轉換時間的千分之一左右。因此,可以對負載實現轉換時間為零的不間斷供電。b.動態旁路開關:動態旁路開關為有觸點開關,由接觸器和斷路器構成,靠機械動作完成轉換,動態開關轉換過程會有幾十毫秒的供電中斷,故不能應用于重要的負載場合,現代的UPS己很少采用。
2 UPS的分類
2.1 后備式
⑴基本原理:UPS在市電正常時直接由市電向負載供電,當市電超出其工作范圍或停電時,通過轉換開關轉由電池逆變供電。⑵特點:結構簡單,運行效率高、成本低,適用于市電波動不大,對供電質量要求不高的場合,但輸入電壓范圍窄,輸出電壓穩定精度差,有切換時間,輸出波形一般為方波。
2.2 在線互動式
⑴基本原理:在輸入市電正常時,UPS的逆變器處于整流工作狀態,給電池組充電;在市電異常時逆變器立刻轉為逆變狀態,將電池組電能轉換為交流電輸出。
⑵特點:同后備式UPS相比,在線互動式UPS的保護功能較強,逆變器輸出電壓波形較好,一般為正弦波,但同樣存在切換時間。這種UPS集中了后備式UPS效率高和在線式UPS供電質量高的優點,但其穩頻特性能不是十分理想。
2.3 在線式
⑴基本原理:UPS先將外部交流電轉變為直流電,再通過高質量的逆變器將直流電轉換為高質量的正弦波交流電輸出;在市電異常時,逆變器由電池提供能量,逆變器始終處于工作狀態,保證無間斷輸出。⑵組成:由整流濾波電路、逆變器、輸出變壓器及濾波器、靜態開關、充電電路、蓄電池組和控制監測、顯示告警及保護電路組成。⑶特點:極寬的輸入電壓范圍,無切換時間且輸出電壓穩定精度高,適合電源要求較高的場合,成本較高。目前功率3KVA以上幾乎都是在線式。
3 UPS的供電方式
多臺UPS并聯冗余供電;UPS雙總線模式供電;UPS單機供電等。
4 UPS對前級供電系統的要求
⑴前級供電系統電源電壓及頻率應穩定在正常范圍內。一般地講,大容量UPS主機輸入電壓范圍應為380V士15%。電壓過低將使UPS后備蓄電池頻繁放電,最終因長期處于欠壓充電狀態而大大縮短它的使用壽命;相反,電壓過高則易引起逆變器損壞。如果通信機房的前級電網在電壓范圍上達不到要求,應在UPS前級配置合適的抗干擾交流穩壓電源,不宜采用磁飽和穩壓器,因為這類穩壓器在開機時可產生瞬時高壓,輸出波形失真度也較大,易造成UPS故障。
⑵前級供電系統中不應當帶有別的頻繁啟動負載。電梯、頻繁開啟的空調等在開、關機時會出現瞬間高、低壓,使供電線路上電壓波形失真度過大,造成UPS市電旁路供電與逆變器供電轉換控制電路誤動作,進而引起同步控制電路故障。在有條件的情況下,宜將UPS電源盡可能置于電網輸入的前端或采用獨立的供電回路。
5 UPS容量的確定
UPS的容量要滿足當前負載的需要,同時也要考慮以下幾個因素。
靠、實用的不間斷供電的實現辦法;從而滿足現代通訊技術日益發展的需要,真正實現網絡
系統的不間斷,為廣大網絡設計人員提供另外一種選擇。
關鍵詞:通訊;逆變電源;LIPS;蓄電池:可靠性:分散供電
Abstract: this paper mainly introduces the present communication system in use a lot of UPS and a series of problems, this paper discusses a reliable and practical uninterrupted power supply to the realization of the; Modern communication technology in order to meet the increasing needs of the development of really realize network system of continuous, for the overwhelming majority of web design personnel to provide another choice.
Keywords: communication; Inverter power supply; LIPS; Battery: reliability: distributed power supply
中圖分類號:S611文獻標識碼:A 文章編號:
1 引言
在現代通訊系統中的網絡管理、監控中心、數據中心、計費系統及客戶服務系統中。為確保數據存儲、程序運行,網絡優化的安全及設備運行的連續、穩定和可靠,無不用到交流不間斷電源,即UPS,它己成為計算機網絡系統的重要組成部分,獲得了前所未有的高速發展和廣泛應用。為信息化發展的進程。起到了保護神的作用。為了使UPS的輸出供電更可靠、更安全,UPS出現了多種供電運行方式,如串聯備份,并聯備份,多機備份等。但是隨著時間的推移,已配置在網上運行的uPS仍然存在著事故隱患。事故案例多見媒體,具體表現如下:
1、備份蓄電池不能及時供電,而造成系統中斷。據有關資料顯示,60%的UPS故障是因蓄電池的損壞引起的。
2、在雷雨天氣或雷暴多發區,UPS即使有避雷措施,也不能保護負載安全,往往自身遭到雷擊,系統損壞。
3、大、中型UPS均為集中輸出,負載之間相互存在傳導干擾,產生電磁兼容損害:若出現系統故障,造成所有負載運行中斷。
2系統設計方案
眾所周知,由交換機供應商配套的逆變電源已廣泛應用于通訊系統的網管中心,到目前為止在網上運行非常可靠。因為它克服了UPS固有的缺陷。因此,在通訊系統大力推廣逆變電源進行分散供電,具有十分重要的社會意義。筆者就此提供幾項交流不間斷電源設計方案,以供廣大網絡設計人員參考。
l、 對于已立項而即將或正在設計中通訊大樓,交流不間斷可按以下兩種方式選擇:
第一種是把直流系統設計更多的富余,它既能承擔交換設備和傳輸設備的直流供電,又能保持這些設備的網管、監控、數據系統的電腦服務器的交流不間斷逆變供應。
第二種是在電力室或分散供電的各樓層電源室,設計成各樓層獨立的分散式交流不間斷電源系統,與通訊直流系統隔離,實現既能及時維護,又能及時擴容的網絡不間斷電源。
2、對于新建通訊大樓,新設計的直流電源有足夠的富余容量,它適用于網管監控、數據中心、前臺營業和客戶服務系統。
3、對原有的通訊大樓,由于按當時的直流電源容量設計,有50%左右的富余,但是,近幾年通訊業務的高速增長,富余的直流容量逐步減少,甚至有的大樓必須重新擴容,才能滿足業務發展的需要,在通訊電源系統由于有自備的大樓的交流不間斷,交流不間斷電源采用DC/AC獨立于通訊48V以外的不間斷電源系統,適逆變模塊,單元功能清晰,并應用了通訊電用于原有的大樓電源改造。源系統中固有的防雷電隔離裝置,安全性能,實際上把獨立的UPS 提高,給用戶在使用中帶來極大的便利。分散化了,表面上相同容量的電源與UPS相比造價會提高,但實際上無論是AC/DC模塊,或DC/AC模塊,國產技術已經成熟,與進口UPS整機相比,價格差異不大,但其可靠性遠遠超過幾個數量級。在目前電網改造結束,市電穩定的情況下,DC/AC逆變模塊帶有市電旁路,按市電優先方式運行,那么AC/DC整流模塊只要對蓄電池有充電能力,可以減少配置,整個系統的造價又會降低。
3可靠性分析
通過以上分散式、模塊化結構設計,對于提高系統的可靠性和實用性,具有重大的經濟效益和社會效益。首先,在整流部分,采用已成熟n+l模塊化結構,安全性提高了100%,在蓄電池部分,采用一用一備方式連接,把蓄電池組按通訊48V結構安裝,上架敞開排列,避免采用UPS電池組進行箱式安裝。同時要定人定崗監控管理,進行定期充放電維護,而目前的閥控式鉛酸蓄電池,只要有專人維護管理,使用壽命由原來的二年已提高到現在的三年,而部分品牌承諾可達四至六年(假冒偽劣電池除外)。改變了過去大型UPS系統蓄電池獨立集中供電,維護人員不習慣開箱在線測試,而造成電池放空、掉電引起系統中斷現象。其次,采用DC/AC逆變模塊化分散結構,既能及時擴容,又會減少因故障發生掉電的波及面,與UPS集中供電的故障損,最后,在通訊電源系統由于有自備的48V電源,交流不間斷電源采用DC/AC逆變模塊,單元功能清晰,并應用了通訊電源系統中固有的防雷電隔離裝置,安全性能提高,給用戶在使用中帶來極大的便利。
關鍵詞:UPS;逆變器;蓄電池;工作原理
1 引言
信息化建設在通信系統中的廣泛應用,對供電質量提出了越來越高的要求,供配電系統已經成為一個非常重要的組成部分,因此在通信機房中安裝UPS(不間斷電源)供電系統變得越來越普遍。一個設計良好的UPS供電系統能給負載提供優質電源。由此選擇適當的UPS不間斷電源,既可保證UPS的供電質量,降低故障率,又可節省投資,提高經濟效益。
2 UPS的工作原理
UPS電源系統,以逆變器為主要元件,穩壓穩頻輸出的電源保護設備,是一種含有儲能的裝置。其系統的穩壓功能通常是由整流器完成的,電源系統主要由整流器、蓄電池、逆變器和控制電路開關等幾部分組成。工作模式主要分為三種形式:后備式(OFF LINE),在線(ON LINE)和在線交互式(LINE INTERACTIVE)。
(1)后備式不間斷電源是市電通過旁路直接向負載供電。只有在停電時,蓄電池才對逆變器供交流電向負載提供電力。當市電正常時,后備式對市電沒有任何處理而直接輸出至負載。這時的UPS電源本質上相當于一臺性能較差的市電穩壓器。存在轉換時間、電網侵入的干擾保護性能差的缺點,但結構簡單、體積小、重量輕、容易控制、成本低。
(2)在線式不間斷電源是由市電交流電源經整流變成直流電源,然后進行脈寬調制、濾波,再將直流電經逆變重新轉換成正弦波交流電源輸出向負載供電,當市電中止,立即改由蓄電池提供的直流電經逆變器向負載提供正弦波交換電源。只有當UPS發生故障、過載或過熱才會轉為由旁路輸出給負載。輸出的電力經過UPS的處理,無轉換時間。在線式UPS電源的供電質量明顯優于后備式UPS電源,但結構復雜,成本較高。
(3)介于兩者之間的在線交互式不間斷電源是由旁路經變壓器輸出給負載,在變壓器抽頭切換的進程中,雙向變換器作為逆變器方法工作。逆變器此時做為充電器。當斷電時逆變器將電池能量轉換為交流電輸出給負載。在線交互式不間斷電源的特點是具有雙向性轉換器設計,因此能實現輸出電壓的不間斷,UPS電池回充時間較短,但它使用的是工頻變壓器,存在體積大、份量重的問題。
3 UPS電源系統使用注意事項
根據用戶單位的需求,選用適當負載容量及性質的UPS,可節省投資,提高經濟效益,但在使用過程中還應在多方面引起注意,才能保證使用安全。
(1)根據用戶負載的需求性質對UPS輸出功率的影響,在考慮UPS容量時,UPS電源實際可帶的負載量是與負載功率因數密切相關的,輸出功率都是指負載功率因數為-0.8(滯后)時的值,當負載為純電阻性或電感性時,逆變器在額定功率下其有功功率將有所下降。對于電阻性或電感性復印機類負載,則需酌情加大UPS容量。
(2)UPS容量不宜過小。UPS電源系統按使用要求功率余量不大,如果使其長期處于重載運行狀態,雖可節省一部分投資,但工作性質決定了UPS電源系統幾乎是在不間斷狀態下運行的,但由于逆變器處于重載運行,增加大功率負載。這樣既不能為負載提供優質電源,還會造成主機出故障,嚴重時將損壞變換器,UPS負載量不宜長期超過其額定容量的80%。
(3)UPS容量較負載不宜過大。UPS電源系統按使用要求功率余量過大,使其過度輕載運行,有利于降低逆變器的損壞概率,但可能在市電停電時,以及電池保護裝置故障時,電池放電電流過小而放電時間偏長,電池組被深度放電,而造成電池永久性損壞。
(4)UPS電源系統對環境溫度、濕度有一定的要求。標準使用溫度為22℃,運行工作時不能超過15℃~30℃。濕度標準使用35%,UPS電源系統運行工作時不能超過20%~50%。
4 日常維護與檢修
(1)UPS電源在正常運行工作中,主機的維護工作主要觀察主機的運行工作狀態,檢查各連接部件和插接部件有無松動和接觸不牢的情況。對主機防塵工作中,應定期除塵。
(2)定期觀察UPS操作顯示屏,確定顯示UPS電源在正常工作數據運行狀態輸入、輸出電流,電壓等運行參數值是否都處于正常范圍內,歷史顯示記錄是否出現故障或報警,檢查主機運行聲音及逆變器輸出聲音,是否有異常變化。如出現“吱吱”聲音時,則可能出現間繞組絕緣不好或接觸不良;如出現“鈸鈸”的聲音時,則變壓器存在偏磁現象。
(3)定期維護電池組,要定期測比,平時以每組電池至少應有5~10只電池作標示電池,因儲能電池的工作全部是在浮充狀態,每年應進行2~4次放電。放電前應先對電池組進行測比,以達全組電池的均衡。
(4)在日常維護中,檢測檢查輸入、輸出各連接部件是否有無松動和接觸不牢的情況。除定期檢測檢查電池兩端連接處端子有無松動,腐蝕現象外,還要檢查電池外觀是否完好,機房溫度計、濕度計是否完好準確。
【關鍵詞】UPS;原理;設備選擇;電源系統
1、UPS的工作原理。根據工作方式,UPS分為在線式UPS和后備式UPS兩類
(1)在線式的UPS由整流器、逆變器、蓄電池組、靜態轉換開關等部分組成。正常工作時,市電經整流器變成直流電后,再經逆變器變換成高質量的正弦交流電供給負載。當市電出現斷電時,蓄電池組向逆變器供電,逆變器把直流電轉換成交流電保證負載不斷電,并保證負載一段時間的正常工作。在線式UPS的優點是:處于穩壓、穩頻供電狀態,輸出電壓動態響應特性好,波形畸變小,供電質量優于后備式UPS,大功率有電設備,均使用在線式UPS。在線式UPS的缺點是:結構復雜,成本較高。如圖1-1,在線式UPS結構框圖
(2)后備式的UPS由充電器、蓄電池組、逆變器、交流穩壓器、轉換開關等部分組成。市電正常時,逆變器不工作,市電經交流穩壓器穩壓后,通過轉換開關向負載供電,同時充電器電路工作,給蓄電池組充電。當市電掉電時,逆變器啟動工作,把蓄電池供給的直流電變換成穩壓穩頻的變流電,同時轉換開關斷開市電通路,接通逆變器,向負載供電,并維持一定的時間,減少停電帶來的損失。后備式UPS的優點:結構簡單,成本低,運行效率高,價格便宜。缺點:輸出電壓穩壓精度差,轉換時間長。后備式UPS用在2KVA及以下的小功率用電設備中,如圖1-2,后備式UPS結構框圖。
2、UPS的功能要求
(1)靜態旁路開關的切換時間一般為2-10ms,UPS的后備時間一般為5―10min。當逆變器裝置發生故障或者需要停電檢修時,應能夠使靜態旁路開關切換到市電備用電源并正常供電,當負載回路發生過載或者短路時,負載電流超過設定值,靜態旁路開關切換到市備用電源,增大短路電流值,使保護裝置動作,防止故障加大。當故障排除后,再啟動逆變器裝置供電。帶有頻率跟蹤功能的UPS裝置,當電網頻率波動超過設定值時,UPS能夠自動與電網解列,當電網的頻率和電壓恢復到正常范圍時UPS能夠自動并網供電,減少各次諧波對電力網功率因數的污染,提高電網供電質量。(2)當使用旁路供電通道供電時,逆變器的頻率和相位要與市電鎖相保持同步。(3)三相UPS輸出負荷不平衡度,既三相UPS中最大一相和最小一相負載的基波(工頻50Hz)方均根電流的差值,不應超過UPS額定電流的25%,最大相的線電流不應超過其額定值。(4)三相UPS輸出系統輸出電壓的不平衡系數(負序分量與正序分量之比)不應超過5%。輸出電壓的總波形不應超過5%(單相輸出不應超過10%)
3、UPS設備的容量選擇
(1)UPS設備輸出功率(視在功率),按下列條件選擇,當UPS給電子計算機設備供電時,單臺UPS的輸出功率應大于等于電子計算機所有設備額定功率(視在功率)總和的1.5倍。UPS給其他用電設備供電時,應達到最大計算負荷的1.3倍。負荷的最大沖擊電流要小于等于UPS設備的額定電流的150%。
(2)UPS供電時間,要按下列條件選擇,為了保證用電設備能夠按照正常操作順序進行停機,蓄電池的額定放電時間需按停機所需最長時間來確定,可取8―15min。當供電系統中有備用電源時,為了保證用電設備供電的可靠性和連續性,蓄電池的額定放電時間應按等待備用電源啟動正常投入供電的來時間考慮,可取10―30min。當備用電源中設有應急柴油發電機組時,UPS供電時間可以適當減少一點。當用電設備有特殊要求條件時,蓄電池額定放電時間要根據負荷特性來確定,以保證電設備能夠連續工作。
4、UPS系統類型。根據用電設備對供電可靠性、連續性、穩定性和電源諸參數質量的要求,不間斷電源UPS宜采用以下集中類型
各種UPS系統類型有不同的特點。單一式不間斷電源系統,因只有一個UPS電源設備,用于系統容量較小,可靠性要求不高的場所。冗余式不間斷電源系統,因UPS電源設備中增設一個或幾個UPS電源裝置作備用,確保了供電的連續性用于系統容量較小系統中。并聯式不間斷電源系統,可組成大型UPS供電系統,供電可靠性高,運行比較靈活,便于檢修。并聯冗余式不間斷電源系統,可組成大型UPS供電系統,供電可靠性高,運行靈活,便于檢修,用于互聯網數據中心、銀行的清算中心等重要場所。
結論
UPS主要用于中斷供電時間不允許超過豪秒級的不允許中斷供電的,用電負荷,為監控中心、消防中心,實時性計算機數據處理系統,互聯網數據中心,銀行清算中心、證券交易系統等提供服合容量要求的高品的無時間中斷的交流電源。
參考文獻
[1]任元會等.《注冊電氣工程師專業復習指導書》.中國電力出版社,2010年
[2]《民用建筑電氣設計計算及示例》.中國計劃出版社,2012年
關鍵詞:變電站、站用電系統、一體化、整合方案
Researching of Substation AC & DC Power Integration System
Abstract: This paper analyzes the status and problems in station power supplies for conventional substation, base on which the information circulation, low degree of automation, reliability problems exist, poor economy, ioperational inconvenience, life cycle cost increase. This paper provides an integrated scheme for substation AC&DC power supplies, namely through the network communications, integrated monitoring, system linkage scheme, effective Integrated station AC power supply system, DC power supply sytem and uninterrupted power supply system, The whole station power supplies is managed by integrated monitoring to implement the linkage of auxiliary system.
Key words: Substation; station power system; Integration; Integration programme
中圖分類號:TM411+.4文獻標識碼:A文章編號:
0 概述
常規變電站配有三套獨立的電源系統,直流操作電源(DC)、交流不間斷電源(UPS)和站用電交流電源(AC)。直流操作電源為控制、信號、保護、自動裝置以及某些執行機構等供電。交流不間斷電源(UPS)為綜自系統的微型計算機、繼電保護裝置內重要負荷等供電,站用電交流電源除為站內照明、空調、主變冷卻、消防等設備供電外,還為直流充電設備、站內通信裝置、監控系統的測控保護屏柜等提供二次交流電源。
1 各自獨立式電源系統存在問題
2.1 信息流通不暢,自動化程度低
傳統站用電源難以實現系統化管理,信息不能共享,無法實現電源設備的狀態檢修。變電站交流電源系統和直流電源系統均由不同的中標廠家提供,各廠家設計的電源系統均采用不同的通訊規約,并且通訊規約一般不兼容。難以實現對電源系統的網絡化管理,其自動化程度較低。
2.2可靠患
由于站用電源信息不能網絡共享,針對故障或告警信息不具備進行綜合分析的基礎平臺,不同專業的巡檢人員分別管理各自電源子系統,難以進行系統分析判斷、及時發現事故隱患。對于涉及需站用電源各子系統協調才能解決的問題難以統一處理。
2.3經濟性差
由不同供貨廠家分別設計的各個電源子系統,資源不能綜合考慮,造成了部分設備的重復配置,一次性投資顯著增加。如直流電源、UPS不間斷電源分別配置獨立的蓄電池,浪費嚴重;交流系統配置電源自動切換設備,直流電源充電模塊前又重復配置交流電源自動投切裝置,既浪費又使設備之間難于協調運行。
2 交直流一體化電源的優點
交直流一體化電源系統并不是對交流、直流電源系統的簡單混裝,具有鮮明的技術優點:
3.1 網絡智能化設計,實現信息共享
通過一體化監控器對站用交流電源、直流電源、逆變電源進行統一監控,建立統一的信息共享平臺,解決了以往由不同供應商提供的各獨立電源通信規約不兼容等問題,提高了系統網絡化、智能化程度。
3.2 設計優化
取消直流充電模塊前的交流自動切換回路;取消原直流系統對交流部分的數據采集(配電監控);統一進行波形優化處理,針對逆變電源反灌電流影響充電模塊均流進行抑制等;統一進行防雷配置。根據交流進線運行方式,自動調整直流運行,達到最佳方式運行。
3.3 設備資產優化
取消UPS系統的蓄電池,將逆變器直接掛于直流母線。避免了UPS蓄電池維護不精細、損壞不能及時發現的問題。
3.4 利于深層次開發,使站用電源的狀態檢修成為可能
統一的信息共享平臺,可以提高一體化站用電源綜合自動化應用水平,減輕運行人員的工作強度,使檢修人員現場定期試驗和測量工作量減輕到最小,提高了工作效率。能夠充分利用已有的狀態信息,通過多方位、多角度的分析,最大限度地把握設備的狀態,依此制定合理的檢修維護策略,為提高設備運行可靠性提供了保障。
3交直流一體化電源實現方案
4.1 直流電源、UPS電源整合原理
直流電源、UPS電源整合方案取消UPS系統的蓄電池,統一由整合系統,提供直流負荷供電電源、逆變器或交流不間斷電源UPS的直流供電。整合后的系統主要由直流操作電源、電力專用UPS或逆變、集中監控等部分組成,UPS系統與直流電源共用蓄電池組。
4.2 一體化電源整合方案
將站用交流電源系統、直流電源系統、UPS電源系統全面整合,通過一體化監控模塊將站用電源各子系統通信網絡化,實現站用電源信息共享,通過開關智能模塊化,集中功能分散化,實現站用電源整體模塊外無二次接線,上行下達信息數字化傳輸,站用電源信息共享平臺能通過光纖媒介、IEC61850規約與外界進行信息互換。該方案取消各專業相互重復配置的功能部分,將電源系統進行優化整合,由一個設備廠家進行統一設計、統一監控、統一生產、統一調試和統一服務。
一體化電源的一體化監控與各子模塊間管理關系如下:
圖1交直流一體化電源監控系統圖
一體化電源的系統架構如下圖所示:
圖2交直流一體化電源系統圖
4.3一體化電源已解決的技術問題
直流操作電源系統為不接地系統,所以交流側的UPS裝置的交流輸入、輸出與直流側必須采取措施進行隔離,如采用隔離變,可避免交流側的運行及故障影響直流操作電源系統側的絕緣降低,造成直流系統接地等異常。反之,直流系統接地(絕緣降低),也不影響交流系統正常運行。
4 結論
本文就變電站工程中的交直流電源一體化系統作了探討和研究,形成結論如下:
1)各自獨立式電源存在信息流通不暢,自動化程度低,經濟性差,運行不便,全壽命周期成本增加等缺點。
2)交直流電源一體化系統將站用交流電源系統、直流電源系統、UPS電源系統全面整合,有以下優點:網絡智能化設計實現信息共享、設備資產優化利于深層次開發、使站用電源的狀態檢修成為可能。
作者:劉磊(1981-),男,漢族,工程師,廣州電力設計院,從電設計工作。
參考文獻:
[1] 電力用直流和交流一體化不間斷電源設備;中華人民共和國電力行業標準;2008.
[2] 吳鳳婷;;變電站站用交直流一體化電源的解決方案[J];南方電網技術;2011年03期.
[關鍵詞]不間斷電源 干擾 穩態電壓 瞬態響應 負載 并機技術
中圖分類號:TN86 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2014)36-0365-01
一、引言
隨著經濟的飛速發展以及基層央行對網絡建設認識的不斷加深,中心機房的建設和改造如火如荼。對于一些重要行業,在其機房中,如果設備比較多,布置比較集中,應該優先考慮使用大功率不間斷電源。本文主要針對大功率的不間斷電源,特別是對幾個能反映生產技術水平,也是用戶關心的特性參數進行探討。
二、不間斷電源的輸出電壓特性
不間斷電源的功能有兩個:一是市電斷電時不間斷地對設備供電,另一個就是隔離市電干擾,給負載提供波形穩定而純凈的正弦波。因此,考察一個不間斷電源首先就要看它的電壓特性。不間斷電源輸出電壓特性主要由下面3個參數來描述。
1)穩態電壓精度。
電壓太高或太低會使用戶設備的壽命縮短,嚴重時會燒毀設備,使用在線式不間斷電源可以提供穩定的電源電壓,因此對保護設備和提高設備的壽命是非常有利的。穩態電壓精度在平衡負載和非平衡負載時能達到的值一般是不一樣的,如果不加區別,廠家應給出非平衡負載時的穩態電壓精度。市場參考值是:平衡負載±1%,非平衡負載±2%。
2)瞬態響應特性。
電網在受干擾時會產生電壓的瞬時降低或突然升高,極端的電壓降低或升高對設備的壽命和可靠性是個威脅,使用在線式不間斷電源可使電網電壓波動的影響減至盡可能小的程度。瞬態響應特性指負載從0%-100%突加或從100%-0%突減時輸出電壓的精度,市場參考值是±4%。
3)諧波失真度。
電力經輸配電線路傳送至用戶端時,其間由于各種設備(特別是非線性設備)的使用,往往造成用戶端子電壓的失真,失真了的電壓和電流波形對民網中的敏感設備是一種干擾,諧波電流則會使輸電線路的輸電能力下降,使輸變電設備發熱等。一般要求諧波失真度小于5%,在線式不間斷電源的失真度小于3%。
4)頻率穩定度。
在我國,電網頻率是50Hz,但是電網中的發電機運轉會由于客戶端用電量的突然變化導致發電機轉速發生變化,其結果是電網頻率產生偏移,然而,在線式不間斷電源的輸出可提供穩態的頻率。
5)突波保護。
在線式不間斷電源內部安裝有突波吸收器件,用以吸收突波,保護用戶設備的安全。
6)電源監控。
配合不間斷電源的智能型通信接口及監控軟件可記錄市電電壓頻率、停電時間及次數來達到電源的監控,并可安排不間斷電源定時開機及關機的時間以節約能源。
三、不間斷電源帶非線性負載的能力
不間斷電源的負載主要是計算機,而計算機電源是開關電源,它們吸取的電流并非正弦波,稱為非線性負載,市電容量大,阻抗小,對非線性負載供電時問題不大,不間斷電源卻有較大的輸出阻抗,非線性負載會在不間斷電源的輸出端產生諧波電壓,特別是在諧振頻率附近的諧波電壓更大,使不間斷電源的輸出電壓失真,而且不間斷電源本身的容量也有限,必須要有好的對策對付高波峰因數的負載電流,否則不間斷電源可能在帶這類負載時經常切換到限流工作,引起輸出電壓降低,進而影響計算機負載的正常運行。所以現在考慮不間斷電源的容量時,也應該考慮非線性負載的影響,因為不間斷電源的標稱容量同其他電氣設備一樣,是按負載功率因數0.8來定的,而非線性負載的功率因數常常只有0.6.-0.65,如果要不間斷電源帶滿負荷的這類負載,勢必無能為力,所以核定不間斷電源容量時,應該進行適當放大。
四、不間斷電源的輸入特性
不間斷電源的輸出特性主要決定于不間斷電源的逆變器,而不間斷電源的輸入特性主要取決于不間斷電源的整流特性。過去人們不太重視不間斷電源的輸入特性,談到輸入部分只談輸入電壓范圍、頻率,對輸入功率因數、諧波影響則不太關心。有的廠家提供了輸入濾波器,功率因數能提高到0.9以上,但出于經濟上的考慮,僅僅將其作為可選件,并且還是手動接入的斷開的。
其實,設備的功率因數低、諧波電流大會給電網帶來很多危害,歸納起來主要有:1)干擾其他用電設備;2)增大輸入電流在傳輸線上的損耗;3)增加前級設備的功率容量,提高投資;4)增大中線電流。
為了達到對負載的不間斷供電,不間斷電源還經常與柴油發電機配合使用,這時低功率因數的不間斷電源對柴油發電機和其負載的危害會更明顯。
傳統開關電源的功率因數,由于使用PFC(功率因數矯正)電路,普遍能達到0.99以上,高頻PWM整流技術更為大功率不間斷電源的輸入特性的改善提供了可行性,相信高功率因數的不間斷電源將是人們今后追求的選擇。
五、不間斷電源并機技術
目前主要有兩種并機的拓撲結構:一是串聯,另一種是并聯。
(1)串聯結構
兩整的不間斷電源同步工作,但一臺不間斷電源的輸出接到另一臺不間斷電源的靜態開關,前者是從機,后者是主機,平常主機輸出全部負載電流,主機故障時切換到從機,這種結構的并機系統最大的問題是主機的靜態旁路沒有備份,如果主機的轉換控制失靈或出現靜態旁路故障,即使從機正常,也不能切換給負載。
(2)并聯結構
并聯結構有兩種工作模式:一種是功率均分方式,另一種是熱備份方式。
功率均分方式是:兩臺不間斷電源在正常情況下平均承擔負載電流,一旦有一臺不間斷電源出現故障,間斷電源退出,另一臺承擔全部負載電流。這種方式的并機系統既可以用于容量擴充,又可以用于系統備份,比如,兩個30VA的不間斷電源在功率均分模式下并機工作,可以帶60kVA的負載,但如果要實現備份,則負載容量必須限制在一臺不間斷電源的容量,即30kVA之內。
并聯熱備份方式是:兩臺不間斷電源同步工作,但平時只有一臺對外輸出功率,另一臺處于熱備份狀態。一旦一臺出現故障,立即切換到另一臺,熱備份方式沒有容量擴充的功能,值得一提的是,目前有的廠家又提出了改進型的熱備份方式,它把兩臺不間斷電源的蓄電池并聯起來,系統除了有整流器1和逆變器1,整流器2和逆變器2組成的通路外,還提供由整流器1和逆變器2組成的通路和由整流器2和逆變器1組成的通路,也就是說,系統大大減少了自身整流器和逆變器故障引起的到靜態旁路的切換次數,同時,兩臺不間斷電源的蓄電池并聯在一起也避免了可能發生的一組蓄電池經常放電,而另一組蓄電池長期不放電的現象,這對蓄電池的維護很有意義,而且在蓄電池上花同樣的錢可以獲得兩倍的延時,所以說,這種熱備份方式不失為一種好的選擇。
參考文獻
關鍵詞:不間斷電源;改造;設計;實施
前言
景洪電廠位于云南西雙版納州景洪市北5km,裝機容量共1750MW,電廠以500kV和220kV兩級電壓接入電力系統,擔負基荷及調頻、調峰和事故備用任務,在整個云南電網中具有舉足輕重的作用。
監控系統作為電廠生產過程控制的核心,其可靠性指標已成為評估電廠性能的主要因素,而一套完善的監控UPS電源系統無疑是保障監控系統設備連續、可靠運行的重要前提。
1.原UPS電源系統情況概述
景洪電廠監控上位機原UPS電源系統為雙機并機單母線系統,其接線方式及所帶負載見附件一。UPS系統兩路交流進線來自電廠400V自用電的兩段,經隔離變后為兩臺UPS主機供電;兩路直流進線來自保護直流系統;UPS輸出為單一母線,所有負載均從該母線取電。該接線方式存在以下設計缺陷:
(1)存在嚴重的單點故障,若隔離變出現故障,則會導致UPS主機的兩路交流進線完全失電;
(2)出線為單一母線,導致母線不存在停電檢修的條件;若該母線失電,則會導致監控系統上位機系統失電,造成不可預知的事故,甚至有可能造成設備重大事故;
(3)未配備專用的蓄電池,不能滿足廠用電停電情況下設備的供電需求。
《南方電網調度自動化系統不間斷電源配置規范》中明確規定,UPS電源系統宜采用雙機雙母線帶母聯運行接線方式,且每臺UPS電源應至少配備一組蓄電池組。
綜上所述,須對原UPS電源系統接線運行方式進行重新設計并改造。
2.改造工程設計
2.1運行接線方式
新UPS電源系統嚴格按照《南方電網調度自動化系統不間斷電源配置規范》設計,電源系統接線及所帶負荷見附件二。運行接線方式說明如下:
(1)沿用原兩路UPS交流進線,交流進線一作為兩臺UPS主機的主路輸入電源分別接到兩臺UPS主機的主路輸入端子,交流進線二通過隔離變后作為兩臺UPS主機的旁路輸入分別接到兩臺UPS主機的旁路輸入端子,這樣就實現了每臺UPS主機的兩路市電均分別取自電廠廠用電的不同段。
(2)兩路UPS交流進線處加裝單刀雙擲開關,當UPS主路輸入失電時,可通過切換單刀雙擲開關由交流進線二暫時作為UPS主路輸入使用。
(3)蓄電池組一、蓄電池組二分別為兩臺UPS主機提供直流輸入。
(4)兩臺UPS主機輸出各帶一段母線,實現系統的雙母線配置。
(5)雙母線間安裝兩個母線聯絡開關,母聯開關的雙重配置是一種防止兩段母線帶電是閉合母聯開關的防誤操作措施。
(6)雙電源供電設備的兩路交流輸入電源分別取自UPS電源系統的兩段輸出母線(如附件二圖中的監控主機、歷史數據服務器等)。
(7)冗余配置的兩臺單電源設備,交流輸入電源分別取自UPS電源系統的兩段輸出母線(如附件二圖中的集控通信機、省調通信機、網調通信機等)。
(8)單套單電源設備供電,須加裝靜態切換開關即STS裝置(如附件二圖中的GPS對時裝置、ONCALL語言服務器等)。
2.2UPS及蓄電池容量的確定
目前UPS容量的確定存在以下兩個原則:
(1)UPS 容量較負載的損壞概率,但可能造成市電停電時,電池放電電流過小而不宜過大.使其過度輕載運行。過度輕載運行雖有利于降低逆變器放電時間偏長,在電池保護裝置故障時,電池組被深度放電,而遭永久性損壞。
(2)UPS 容量不宜過小,使其長期處于重載運行狀態。這樣雖可節省一部分投資,但由于逆變器處于重載運行,其輸出波形將發生畸變,輸出電壓幅值抖動過大。這樣既不能為負載提供優質電源,還極易造成UPS 逆變器的本級驅動元件損壞,所以,即使從經濟角度講也是得不償失。目前一般推薦UPS負載量不宜長期超過其額定容量的8O%。
在以上兩個原則的前提下,結合我廠實際情況,并考慮到監控系統擴容的可能性,選擇采用了兩臺20kVA的UPS主機。
為保證系統交流斷電時,UPS電源能不問斷地向監控系統高質量供電。蓄電池的配置尤為重要。根據“集團公司大中型水電站無人值班技術規范”要求:上位機專用電源的容量在交流電源消失時應滿足設備運行4小時以上。考慮到蓄電池使用過程中的老化問題,本次設計整個雙母線系統后備時間達到6個小時。電池容量選擇應遵循以下原則:即電池必須在后備時間內供電給逆變器,且在額定負載下,電池組電壓不應下降到逆變器所允許的最低電壓以下。兩組32只12V 100Ah蓄電池完全滿足斷電延時6個小時后備時間要求。
3.改造工程實施
3.1實施原則
(1)對于監控系統中的冗余設備,在改造過程中,不能使冗余的設備同時失電。冗余設備同時停運將會導致監控系統部分功能失效,具體情況見下表:
(2)工程實施過程中盡量縮短各系統服務器、磁盤整列等雙電源設備單電源供電的時間。
(3)當系統在電源轉移的過程中單電源供電時,必須保證該單電源為UPS電源,且UPS電源帶蓄電池組運行。
3.2實施技術要點
(1)實施過程中配置臨時電源,臨時電源取自保護UPS電源系統。
(2)對冗余設備進行負荷轉移,冗余負載中的一臺設備由原UPS供電,另一臺設備由臨時電源供電。
(3)將單套設備進行負荷轉移,由臨時電源供電。
(4)拆除原UPS電源系統中的UPS主機一。
(5)安裝新UPS電源系統中的UPS主機一。
(6)安裝新UPS電源系統中的UPS配電柜一,并完成到負載的配線工作。
(7)將原UPS供電設備進行轉移,由新UPS主機二供電。
(8)拆除原UPS電源系統中的UPS主機二。
(9)安裝新UPS電源系統中的UPS主機二。
(10)將臨時電源供電設備進行轉移,冗余設備由新UPS主機一供電,單套設備由靜態切換開關供電。
【關鍵詞】Ups;發展現狀;優缺點;穩定性對策
一、 Ups的發展現狀
全稱為Uninterruptible Power System或者Uninterruptible Power Supply。即不間斷,是將與主機相連接,通過主機逆變器等模塊電路將直流電轉換成市電的系統設備。主要用于給單臺、計算機網絡系統或其它如電磁閥、壓力變送器等提供穩定、不間斷的電力供應。不間斷電源以逆變器、整流器為主要組成部分,以電池為儲能裝置,不僅可以為用戶提供備用電源以防止重要設備因電能中斷而遭受損壞,還可以提高電能質量,使設備免受高低電壓、突波、雜訊、頻率不穩及電磁的干擾,滿足用戶對于電能質量的需求。
根據市場調查顯示,國內UPS生產企業眾多,規模較大。截至2012年有近3000家,按企業的銷售規模統計,銷售規模在500萬-2500萬元的UPS企業數量最多,有1380多家,而銷售規模超過1億的企業最少,僅十幾家。2013年UPS企業實現產值73.12億元,而截止到2015年,產值已突破100億元。
從UPS的國內市場規模來看,近年來國內UPS市場銷售額逐年增長。2009年為57億元,2010年達到64億元,2013年為73多億元,而且根據最新資料顯示2014年已超過80億元,2015年更是突破100億大關,前景一片大好。
二、 Ups供電原理
Ups由整流器、逆變器、交流靜態開關和蓄電池組組成。平時,市電經整流器變為直流,對蓄電池浮充電,同時經逆變器輸出高質量的交流純凈的電源供重要負載,使其不受市電的電壓、頻率、諧波干擾。當市電因故停電時,系統自動切換到蓄電池組,蓄電池放電,經逆變器對重要設備供電。
Ups的不間斷特性,體現在其轉換時間工作程序上,當市電與逆變器進行切換時,其控制系統會適時地檢測市電的同步范圍,在市電不超限時,逆變器實現“先通后斷”的供電,從而保證了供電系統的“不間斷切換”。
三、 Ups優缺點
(一)優點
1.防雷電: 由于UPS不間斷電源是安裝在設備與市電之間的,可以濾除電網中的電磁干擾,其原理是在UPS的輸入端增加一個避雷模塊。UPS電源可以阻擋包括雷電在內的所有的電磁脈沖的侵入,增加了UPS電源避雷功能。
2.抗干擾:不間斷電源解決了很多電源干擾問題,如瞬間停電時立即由UPS將電池直流電源轉換成交流電繼續供電;.高低電壓保護;波形失真處理等等
3.持續性供電:UPS是一種含有儲能裝置,以逆變器為主要元件、穩壓穩頻輸出,能夠提供持續、穩定、不間斷的電源。UPS可以在市電出現異常時,有效地凈化市電;還可以在市電突然中斷時持續一定時間給電腦等設備供電。
(二)缺點
1.一般來說大部分的 UPS 電源系統都為單機系統,也就是說當 UPS 系統出現問題時,負載只能通過旁路供電。而對于某些要求嚴格的用電設備,顯然這種方案是不能完全解決這個問題的。
2.供電的不穩定性:Ups供電不穩定有很多原因。
(1)蓄電池電壓較低,為其充電十多個小時后,電壓指數沒有變高。首先檢查充電電路輸入輸出電壓是否正常,如果輸入正常,就檢測輸出是否正常,斷開蓄電池再測,若輸出方面也沒有問題則為充電電路故障。若斷開蓄電池后充電電路輸入、輸出均正常,則說明蓄電池是因為很久沒有充電、超額放電或者是壽命期已到等原因所致。
(2)在接入市電時每次打開UPS,就會聽到繼電器反復的動作聲,UPS面板電池電壓顯示過低并且蜂鳴器不停發出聲音。 這是因為蓄電池電壓過低,導致UPS啟動不成功造成的。此時要拆下蓄電池,先進行均衡充電(所有蓄電池并聯進行充電),若仍不成功,則只有更換蓄電池。
(3)在市電供電正常時啟動UPS,如果逆變器工作指示燈發亮,蜂鳴器發出不連續聲音,UPS只能在逆變狀態下運轉,不能在市電狀態下工作。這說明逆變供電向市電供電轉換部分發生了故障,要檢查市電輸入保險絲是否完好,如果市電輸入保險絲沒有問題,則檢查市電整流濾波電路輸出是否正常,若市電整流濾波電路輸出正常,就檢查市電檢測電路是否正常,若市電檢測電路正常,再檢查逆變供電向市電供電轉換控制輸出是否正常。
四、 解決供電穩定性對策
(一)注意開關機的順序:開機時先開UPS,稍后(最好是滯后1-2分鐘,讓UPS充分進入工作狀態)再開通負載的電源開關,而且負載的電源開關要一個一個依次去開通:關機時順序正好相反,先一個一個地關掉負載的電源開關,再關掉UPS。UPS要長期處于開機狀態,而計算機等負載則每次要使用時才開機,用完后只要關掉計算機等負載的電源開關即可。這樣有利于延長它的使用壽命,當然間接的對它的供電穩定性產生積極影響。
(二)匹配關系要對:UPS高頻機僅適合貿易場合使用,產業領域的UPS配用需選用工頻機。EPS配用于燈具照明時,必需參考各種詳細燈具的功率因數:熒光燈為0.6-0.8,白熾燈及鹵鎢燈為1(如1KW照明型EPS最大僅能配帶800W的電子式熒光燈或600W電感式熒光燈或1000W白熾燈)。UPS/EPS機器長期運行的最佳帶載率為70%以下,這對機器及負載均有好處,也有利于供電穩定性。
(三)Ups電池維護:正常時,電池每四到六個月充、放電一次,放電至關機后充電,且標準機充電時間不得少于12小時。 在高溫地區,電池每隔兩個月充、放電一次,標準機充電每次不得少于12小時。留意:同一組蓄電池中新舊是不能混用的而且容量和型號不同的也不能混用。舊蓄電池容量低于標定容量60%的不能在本機器上使用,應及時更換,否則會加大損壞本機的風險。
(四)控制好溫度:UPS是精密的電氣設備,內部溫控非常重要,所以安裝UPS時要選在通風條件好而且散熱也好的地方,不間斷電源工作環境應該與計算機的工作環境相同,溫度應控制在5℃以上,22℃以下;相對濕度控制在50%以下,上下幅度不超過10%。保證不間斷電源在適宜的環境中工作,不僅能使機器穩定的工作,還能更好的延長機器壽命。
(五)遵守廠家的產品說明書有關規定:使用ups時應嚴格按照使用說明來操作,保證所接的火線、零線、地線符合要求,用戶不得隨意改變其相互的順序。比如,美國某品牌UPS電源的交流輸入接線與我國的交流電輸入插座的連接方式正好相反。還有例如三相UPS需要注意相序問題,否則會出現相序錯誤報警,其他品牌也是如此。按照說明書操作是最安全的也是對ups傷害程度最低的,有利于提高其供電穩定性。
(六)經常性維護:UPS電源的維護與使用是分不開的,有科學的使用方式還應該有正確的維護方法,這樣才能達到UPS的高利用率。
1.維護時候,必須在關機的情況下進行,以免內部高壓產生電離使帶電粒子觸發igbt造成設備故障。
2.若具有維修旁路的ups電源可轉至維修旁路后再維護,但此時內部仍帶電。
3.維護工具使用真空式吹風機即可,千萬不能用濕布。
4.不能將金屬工具或類似的金屬零件放在電池上。
5.在拆電池連接端子前,必須先斷開連接在電池上的負載。
五、 結語
根據在生產生活工作中的經驗,介紹了UPS的工作原理,分析了其供電不穩定的原因及對策,希望對于今后蓄電池維護工作具有一定借鑒意義。
參考文獻:
關鍵詞:逆變系統;PFC電路;輸入均流;設計探究;UPS
中圖分類號:TM46 文獻標識碼:A
1.逆變系統
含義:逆變系統包括直流升壓電路,逆變電路,驅動電路,保護電路以及通信電路等等。逆變器是指將直流轉換成交流的換流器,輸入直流可以是低壓輸入或者高壓輸入,通過內部直流升壓電路提供高壓直流給逆變電路,逆變電路根據需求有單相逆變和三相逆變。保護電路是指防止電流沖擊、電壓沖擊、輸出短路、器件過溫保護等保護系統可靠性,避免逆變系統受外部沖擊等影響正常輸出的輔助電路。
2. PFC電路
2.1 作用
PFC的英文全稱是PowerFactorCorrector,意思是功率因數校正器。隨著開關電源的普及應用,普通的整流電路PF值低,輸入無功功率大,電力效能低,同時對市電電網存在較大諧波干擾,影響整個電網的穩定性和高效性,所以對產品的功率因數要求越來越高。PFC就是通過主動式和被動式兩種方式,提高整流電路的PF值,減少無功功率輸入和諧波干擾,減小整流過程中的電能損耗,起到節能的目的。
2.2 分類
PFC理論上可以分為主動式和被動式兩種,主動式為有源電路控制方式,可以擁有更高的功率因數(大于0.99),適應寬范圍的輸入電壓,但需要專用集成路進行PFC控制,所以產品電路復雜,成本高昂;被動式為無源電路控制方式,功率因數達到0.8已經是非常好的產品,但是它的優點是電路簡單,成本低廉,穩定可靠,缺點是PF值低,體積較大。在一些小功率的開關電源產品中應用廣泛。
2.3 主流PFC控制芯片
隨著半導體技術的發展和電源開關電源技術的不斷創新,主流的半導體生產廠家推出各種類型的PFC控制芯片,極大簡化了PFC控制電路的設計,比如TI公司推出的UC系列產品,其中經典產品UC3854,還有比如ON公司推出的NCP1654,IR公司推出的IR1150,凌特公司推出的LT1248,仙童公司推出的FAN4810等等產品,隨著PFC控制技術研究的深入,在新型拓撲結構和新型控制方法的不斷突破和創新,將會有更多的更好的PFC控制芯片面世。
3. UPS
3.1含義
UPS(Uninterruptible Power System),就是為了解決市電突然掉電或者突變導致設備損壞而研發的,通過市電將電能存儲在蓄電池上,通過主機PFC電路、逆變器等模塊電路將不穩定的,質量差的市電轉換成穩壓,波形質量好,不間斷地供電給系統設備。主要用于給單臺計算機、計算機網絡系統、交通通信設備或其他電力電子設備提供穩定可靠的、不間斷的電力供應。
UPS的最主要功能:穩壓輸出,濾除諧波,不間斷供電。在市電電網正常供電時,UPS通過內部的PFC整流控制模塊,電池模塊和逆變模塊的能量轉換,消除電網中的脈沖沖擊,諧波干擾和幅值波動,起到穩壓器和濾波器的作用,保證電力電子設備可靠穩定地運行;在市電電網斷電時,通過電池模塊和逆變模塊提供交流供電給負載,通過UPS整個系統的控制系統,可以做到市電電網掉電時輸出不掉電,這樣就使電力電子設備保持正常運行狀態,真正保證了設備的不間斷運行。
3.2 逆變拓撲選型
隨著不間斷電源技術的不斷發展和市場的不斷擴大,傳統兩電平結構比如H橋逆變等已經無法滿足市場需求,因此具有諧波小、損耗低、效率高等優勢的三電平拓撲結構便應運而生。
目前針對三電平拓撲結構有很多種,最常見的兩種拓撲結構為三電平“I”型和三電平“T”型,兩種拓撲互有優勢。I型三電平電路,每個管子只承受一半直流電壓,開關損耗低,而且開關頻率越高,開關損耗低的優勢就越明顯;T型三電平電路,主管承受全部直流電壓,鉗位管承受一半直流電壓,對比I型三電平會少兩個元件,同時控制算法簡單。
4. UPS不間斷電源中的PFC電路
主動式PFC整流的根據控制的變量不同,可以分為以下4種方式:峰值電流控制;滯環電流控制;單周期控制技術;平均電流控制。以上4種方法都有各自的優缺點:峰值電流控制,因為只控制電流的峰值,與電流平均值誤差較大,THD值存在較大缺陷,同時對噪聲的敏感,易產生次諧波振蕩等等缺點,該技術將逐漸被淘汰;滯環電流控制,設置最大電流參考和滯環回差值,雖然提高了電流控制精度,但是缺點同樣明顯,開關頻率難于做到恒頻控制,在實際應用不多;單周期控制技術,該技術主要特點是反應快,精度高,于每個開關周期內對電流進行調節,能有效地抑制電源側的擾動,既沒有穩態誤差,也沒有暫態誤差。單周控制能優化系統響應、減小畸變和抑制電源干擾,整個控制系統具有反應快、動態特性良好、開關頻率恒定、易于實現、抗干擾強、控制電路簡單等優點。缺點是需要快速復位的積分電路。平均電流控制,主要是在峰值電流控制和滯環電流控制的基礎上進行調整,集中了峰值電流控制的恒頻控制優點和滯環電流控制的精度優點,可以提供極低輸入THDv和THDi,同時,簡化了輸出濾波器的設計,且因為有電流控制器做調節,取的是平均電流,所以提高了系統在噪聲干擾下的穩定度和精度。主要缺點是:控制電路復雜,需檢測電感電流需電流控制環路;參考電流與實際電流的誤差隨著占空比的變化而變化,可能引起低次電流諧波。但目前平均電流控制是應用最廣泛、技術最成熟的PFC控制方式。
5.三相UPS高效前級PFC設計實例
三相UPS項目后級采用三路單相T型三電平逆變,通過DSP控制三路逆變輸出相位相差120°構成三相逆變輸出;三相UPS前級采用凌特的LT1248控制芯片,通過三路單相PFC整流電路構成三相UPS的PFC電路,電路結構簡單,性能優良。
三相不同輸入的均流問題,系統通過采樣三相的輸入電流,經過均流電路,把每相輸入電流和三相平均輸入電流的差值引入到各路的LT1248電流環中,使得每路的輸入電流保持均衡。
單相PFC整流電路采用單電感雙boost功率拓撲,節省了一個功率電感,同時整合整流和升壓電路,電路更簡潔,成本更低,如圖1所示。
實際產品開發應用過程中,根據產品的性能指標,安規和認證的要求,需要在輸入增加LC濾波電路,同時在PFC的工作前需要對正負BUS進行緩啟動處理,防止PFC模塊啟動瞬間的沖擊電流損耗器件,同時為了保證提供給后級逆變系統平衡的穩定的正負BUS電壓,還需要對正負BUS進行均壓控制,BUS過壓保護,這些指標要求需要對正負BUS電壓采樣并通過硬件處理后送入LT1248的控制環路,保證每路的PFC功率模塊正常工作,同時為增加系統可靠性還要加入系統輸入電流過流保護,功率器件的過溫保護,IGBT的過流保護等等措施來滿足產品的規格設計要求。
參考文獻
[1]楊成林,陳敏,徐德鴻.三相功率因數校正(PFC)技術的綜述(1)[J].電源技術應用,2002(8):50-55.
【關鍵詞】DSP;UPS;鎖相
Abstract:In order to avoid a big impact on load when the UPS inverter switching,UPS inverter’s output voltage must be consistent with the grid voltage in frequency and phase.Fast and reliable software phase-locked tracking technology can accurately provide the standard sinusoidal voltage for the digital inverter with the same frequency and phase to the grid voltage.This paper mainly discusses the phase-locked technology of full digital UPS based on TMS320LF2407.
Key words:DSP;UPS;phase-locked
1.引言
UPS,不間斷電源,是指在市電正常或故障情況下均可為負載提供可靠、穩定的電源形式。多用于在一些關鍵性的負載如計算機機房、醫院等場合,為負載提供了最多的電源故障保護。然而傳統的在線UPS有多個功率部分和模擬控制器,是一個非常復雜、昂貴的系統。因此,適合現代科技發展的高質量、高可靠性全數字UPS(不間斷電源)的研究就成為人們十分關注的課題。數字化控制以控制簡單、靈活,輸出性能更加穩定,可以實現模擬控制所難以達到的功能等諸多優勢成為電源研究領域的一大熱點。隨著微電子技術的發展,為電力電子提供了越來越多的解決方案,使UPS電源的全數字制、各種先進控制策略的引入逐步成為現實。
本文主要討論在基于TMS320LF2407數字化控制平臺的UPS中的關鍵技術之一--鎖相控制技術。
2.鎖相意義
不間斷電源工作過程中存在兩次切換:一是電源啟動時由旁路向負載供電,逆變器空載運行,同時啟動鎖相功能,調整逆變輸出跟蹤電網頻率和相位,當逆變輸出跟蹤上電網頻率時切換至逆變器為負載供電;二是當逆變電路發生故障,或者當負載有沖擊性(例如啟動負載時)或過載時,控制系統將封鎖PWM輸出停止逆變器對負載的供電,同時接通旁路開關,由電網直接向負載供電[1]。
為有效保證逆變旁路切換過程不對負載產生過大的沖擊,UPS逆變輸出電壓必須與電網電壓的頻率及相位保持一致。因此,UPS系統引入了鎖相控制技術,軟件鎖相技術是數字化UPS的重要環節之一。快速可靠的軟件鎖相跟蹤技術可以準確地為逆變器數字化控制提供與電網電壓同頻同相的標準電壓參考正弦波。
3.鎖相環基本原理
鎖相環是一個閉環的相位控制系統,能夠自動跟蹤輸入信號的頻率和相位[2]。它由相位比較器、低通濾波器、壓控振蕩器三部分組成,其控制框圖見圖1。
其工作原理為:將壓控振蕩器的輸出信號uo(t)與電網的采樣信號ui(t)兩路頻率與相位不同的信號送入相位比較器,生成的誤差信號ue(t)的幅度與uo(t)和ui(t)信號的相位差成正比。ue(t)經低通濾波器處理后將向外送出一個相當于ue(t)信號的平均值的控制電壓信號uc(t),壓控振蕩器在信號uc(t)的控制下將調整輸出電壓信號uo(t)的頻率和相位,從而使uo(t)與ui(t)兩路信號的頻率和相位差逐漸減小。
4.在線式UPS的鎖相控制技術
根據單相UPS逆變器的控制電路產成SPWM波方式的不同,實現UPS的鎖相控制方法有很大區別,下面分別討論。
4.1 在線式UPS的模擬鎖相控制技術
傳統的在線式UPS電源,其鎖相控制原理框圖如圖2所示[3]。當供電正常時,電網電壓檢測電路輸出高電平,50Hz電網電壓經波形變換電路被轉換成周期為20ms的單極性“倒置全波整流”信號,再送到模擬開關1的輸入端,經過模擬開關2后產生一串電網電壓同步跟蹤信號。由于變頻器的輸出信號是周期為20ms的同步捕捉信號,因此加在多諧振蕩器控制端上的電網同步跟蹤信號可對高頻振蕩器的高頻輸出脈沖進行相位調整,以確保正弦波發生器輸出50Hz的基準正弦波。經過鎖相同步電路,即“鎖相環”,該正弦波總是與電網電壓處于同頻同相的同步跟蹤狀態。當供電異常時,則由多諧振蕩器產生本振頻率為20kHz的信號,經分頻器輸出500Hz的脈沖序列,然后經正弦波發生器產生穩頻的50Hz標準正弦波。
傳統的正弦波信號發生器采用反饋振蕩電路,利用電路的自激振蕩和選頻作用輸出正弦波,但是低頻模擬振蕩器有一個缺點:受電壓和溫度的影響大,輸出信號的頻率和幅度穩定性差,很難達到作為交流基準的要求;而且完全用模擬器件使得控制電路結構相當復雜,不便于生產,難以調試[4]。
4.2 在線式UPS的數字鎖相控制技術
在線式UPS的數字鎖相控制技術中采用微處理器作為核心控制芯片,并采用軟件實現相位鎖存的方法,其電路一般由以下幾部分組成:交流電壓互感器,精密整流電路,過零比較器,低通濾波器,反相器,模擬切換開關及微處理器.其電路組成框圖見圖3。
該電路工作原理為:電網交流電壓經過電壓互感器隔離降壓成為與電網電壓同頻同相的低壓交流信號,一路經過精密整流電路成為正極性的半波直流電壓信號,通過微處理器內部的A/D轉換器,測得電壓的幅值;另一路經過電壓過零比較器輸出交流信號的正負極性,經過I/O口進入單片機,這樣就可測得外部交流電壓的實時波形數據,在將采集的波形數字序列經過D/A轉換,即可以輸出正弦波。由于電網電壓中含有大量諧波成分,經電壓互感器采集的交流電壓信號并不是純凈的正弦波,所以采用直接輸出方式產生的波形并不是穩定純凈的正弦波。
因此,在PWM輸出后加入數字低通濾波器以濾除高頻諧波成分,從而保證輸出電壓的穩定性和純凈度[5]。
其具體實現過程是:首先,用數字序列調制單片機內部的PWM脈寬調制電路,使之產生的脈沖方波寬度正比于信號幅度,如果微處理器采用20MHz晶振,PWM輸出為8位分辨率時,輸出方波的最高頻率為78KHz,所以在PWM輸出端加一個積分常數很小的RC低通濾波器就可以得到很平滑的半波輸出波形,低通濾波器造成的相位延遲可以忽略不計。該信號一路直接送到模擬開關,另一路送到反相電路成為負極性的半波電壓信號,再送到模擬開關,這正負極性兩路電壓信號經過單片機控制的模擬開關切換,就輸出與外部電網相位同步的正弦波信號。當電網出現故障時,微處理器將讀取其存儲器中儲存的標準50Hz正弦波序列以控制逆變輸出。
4.3 在線式UPS的軟件鎖相控制技術
隨著微電子技術的發展,出現了許多性價比高的用于電機控制的專用微處理器,微處理器內部集成了PWM波產生電路,可以通過軟件編程來改變PWM波輸出頻率。UPS中的軟件鎖相控制就是基于此類微處理器,以程序計算方式來實現。其軟件實現的方式有兩種。一種是需要對市電電壓和逆變輸出電壓兩路信號進行濾波整形,變換為與其同頻率的方波信號,通過微處理器的捕獲引腳捕獲方波上升沿的跳變,由捕獲值來計算頻率及相位差,以此調整輸出SPWM波的頻率,使得兩路信號的頻率與相位保持一致,其鎖相同步控制原理框圖如圖4所示。另一種方法只需對市電電壓進行方波變換,在對市電變換方波的捕獲中斷中,通過判斷SPWM輸出波的相位相對于市電相位的超前或滯后,通過改變SPWM定時器周期值來調整SPWM波下周期的輸出頻率,從而實現頻率跟蹤[38]。兩種方法的共同之處是:都事先設定電網電壓頻率為50Hz,根據SPWM載波頻率將每個電壓周期分為N等份(當載波頻率為78KHz時,N=150),將對應時刻的正弦值制作成表存在微處理器的存儲器中,保持每SPWM周期輸出序列個數N值不變,調整載波頻率實現對輸出電壓頻率的調整;它們的實現過程都依賴于兩個中斷,一個是SPWM載波周期定時器中斷,一個是捕獲中斷(可通過設置捕獲中斷方式使得捕獲中斷發生在正弦波周期的零相位時刻)。
由于兩種方法都是通過調整SPWM頻率實現逆變輸出對市電電壓的鎖相,穩態時其跟蹤精度較高,但動態性能不好,鎖相環啟動時的跟蹤調整速度較慢,因此同步響應速度有待提高,且需進一步增強同步的抗干擾和容錯能力[6]。
5.結論
本文所研究的基于TMS320LF2407數字化控制平臺的UPS的軟件鎖相技術,鎖相精度高,易于實現,可以很好地滿足不間斷電源的鎖相技術要求。
參考文獻
[1]林新春,康勇,熊建等.UPS逆變電源波形補償技術研究[J].電氣傳動,2002.
[2]單鴻濤.陳息坤.康勇,鹿婷.一種新型實用數字化并聯UPS系統[J].電氣應用,2005.
[3]祁亞萍,戴瑜興.基于DSP的數字化UPS鎖相設計[J].低壓電器,2004.
[4]BusoS.Robust.Control of Single Phase UPS.IEEE And electrConf,2004,19:825-831.
[5]Malesani L,Mattavelli P,Buso S.Robust Dead-beat Current Control for PWM Rectifiers and Active Filters.IEEE Trans Ind Application,2005,35:613-620.