碳化硅UPS效率和无功发生器

发布时间:2020-11-27 阅读量:1589 来源: 我爱方案网 作者: 我爱方案网

采用碳化硅的UPS更节能高效,目前晶体管制造都是传统可控硅器件,对于UPS来说,绝缘栅双极性晶体管(IGBT)的功能越来越强大且可靠。但是采用IGBT器件的UPS有一个明显的缺点,其开关的速度越快(以获得更高的精度),电力损失就越高。


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这主要是因为模块效率的上限为96.8%,而采用碳化硅器件,理论上可将双变换UPS效率提高至98%~99%。采用碳化硅制造的IGBT最初的成本很高,但节能效果也很显著,而且所有这些都不会将关键负荷转移到电网中,不会增加电力转换的风险。在模块层面上,碳化硅主要有两个好处:更小的芯片尺寸和更低的动态损耗。在系统层面上,这些优势可被以多种方式利用。低动态损耗带来输出功率的显著增加,将提供减轻重量和减小体积的机会。值得一提的是,无需额外的冷却能力就可实现功率的增加,因为与可控硅器件相比,碳化硅带来实际的损耗减少,可以在相同的冷却条件下得到更高的输出功率。低功率损耗可以提高能效,允许设计更高效率的逆变器,所以应用在UPS上更加高效节能。


静止无功发生器在维持受电端电压,加强系统电压稳定性有很好的作用。对于负荷中心而言,由于负载容量大,又没有大型的无功电源支撑,因此容易造成电网电压偏低甚至发生电压崩溃的稳定事故。而SVG具有快速的无功功率调节能力,可以维持负荷侧电压,提高负荷侧供电系统的电压稳定性。补偿系统无功功率,提高功率因数,降低线损,节能降耗。电力系统中的大量负荷,如异步电动机、电弧炉、轧机以及大容量的整流设备等,在运行中需要大量的无功;同时,输配电网络中的变压器、线路阻抗等也会产生一定的无功,导致系统功率因数降低。


对电力系统而言,负荷的低功率因数会增加供电线路的能量损耗和电压降落,降低了电压质量。同时,无功也会导致发电、输电、供电设备的利用率降低;对于电力用户而言,低功率因数会增加电费支出,加大生产成本。抑制电压波动和闪变。电压波动和闪变主要是负荷的急剧变化引起的。负荷的急剧变化会导致电流的剧烈波动,从而引起受电端电网电压闪变。引起电压闪变的典型负荷有电弧炉、轧钢机、电力机车等。SVG能够快速地提供变化的无功电流,以补偿负荷变化引起的电压波动和闪变现象。目前,抑制电压波动和闪变的最佳设备是SVG。


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滤除谐波,配电网中存在着大量的非线性负荷,典型负载如变频器、密炼机、提升机和电弧炉等。它们的存在导致电网中含有大量的谐波,电压、电流波形发生畸变,用电设备故障率增加,供配电系统损耗增加,甚至发生电网谐振,导致跳闸事故。SVG可以产生等值反向的补偿电流滤除电网中的谐波,补偿容量最大值为装置容量的30%。抑制三相不平衡。配电网中存在着大量的三相不平衡负载,典型的如电力机车牵引负荷和交流电弧炉等。同时,线路、变压器等输配电设备三相阻抗的不平衡也会导致电压不平衡问题的产生。SVG能够快速地补偿由于负载不平衡所产生的负序电流,始终保证流入电网的三相电流平衡,大大提高供电质量。

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