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UPS中配备LSIG断路器的使用建议
 

【作者: 伊頓】2019年10月18日 星期五

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现今大部分企业在许多工厂、资料中心等地方使用Transformerless UPS,因此都会搭配包括LSIG的断路器以节省成本及简化其装置复杂度,然而在某些时刻断路器为保护装置而跳闸的特点,反而导致重要资料的遗失,为此,伊顿提供一些方法帮助企业因应此问题。


背景

应用较大型UPS系统时,电工法规经常要求配备LSIG(Long time长时、Short time短时、Instantaneous瞬时、Ground接地)断路器。具体来说,由480伏特或更高电压供电、且受1000安培或更高电流断路器保护的UPS系统,必须具有接地故障保护装置来支援该UPS服务或其??线(可叁见美国国家电工法规 NEC 215.10、230.95、240.13、517.17)。



图一 : 应用较大型UPS系统时,电工法规经常要求配备LSIG断路器。
图一 : 应用较大型UPS系统时,电工法规经常要求配备LSIG断路器。

除了故障保护的主要功能外,LSIG 跳脱单元的调节功能亦可於故障发生时协调电讯路径中的断路器。这样可以确保最接近故障的断路器会先跳脱,亦即在启动上游保护之前或是代其跳闸。如此即可将故障隔离,而无须关闭未受影响的设备。


UPS注意事项

现代UPS几??可说是专门使用於关键任务应用,其中可能包括资料中心,医学影像或工厂厂房内的自动化等。具备输入或输出隔离变压器的UPS可能需要在其上游和下游安装LSIG断路器,以提供有效的故障保护。但是,在动力总成中未包含隔离变压器的UPS,在第一个隔离变压器连接处之前,可藉由输出端将单个LSIG纳入其??线获得保护,而该变压器可能位於配电装置(PDU)内。


由於无变压器UPS中没有隔离变压器,因此在??线或服务中的LSIG可为下游设备提供保护。下游故障时将启动??线或服务源中的LSIG,如此即无需在UPS输出端配备额外的LSIG来提供故障保护。


事实上,在无变压器UPS周围的其他断路器中存在LSIG装置可能会造成断路器意外跳闸的问题,从而打断关键制程或设备的运行。以下描述若干上述提及之问题,并建议如何降低错误跳脱风险的方法。


各种情境

并联的 UPS

两个或多个并联的UPS系统会不断对其变流器的相位进行微幅调整,以促进UPS模组之间精确负载分配。这些调整可允许一个或多个UPS模组输出断路器或MOB的反向??电(叁见图二)。



图二 : 附维护旁路的并联UPS系统和PDU
图二 : 附维护旁路的并联UPS系统和PDU

如果这些断路器配备了LSIG,那麽根据其设置的灵敏度,即可感测到电流失衡并跳脱。这些反向??电电流为时短暂,但可能强度极大,进而导致电流始动位准调整的效果降低。


建议或解决方案


· 请勿在MOB位置使用接地故障检测断路器


从旁路电源转移到UPS变流器

当UPS 从旁路切换到变流器运行时,变流器会受控制使其旁路电源相位产生偏移,以确保顺利转换,同时让两个电源短暂并联。但是??线会将此举视为旁路失衡或反向??电,进而使断路器出现不必要的跳脱。


建议或解决方案


· 将旁路??线断路器上的时间延迟设置为最大值(通常为500毫秒)


维护或「环绕」旁路断路器

这些断路器位於主要的UPS ??线或服务的下游,通常标记如下所示(叁见图1):


· BIB (Bypass Isolation Breaker):旁路隔离断路器,隔离UPS内部静态旁路以实现断电服务。


· MBP (Maintenance Bypass Breaker):维护旁路断路器,包覆UPS电源转换电路,在维修UPS时为关键负载供电。


· MIS或MIB (Maintenance Isolation Breaker):维护隔离断路器,与UPS输出串联,区隔UPS输出汇流排与负载电源。


若於上述任一断路器上使用LSIG跳闸,则在从UPS到旁路或从静态旁路到维护旁路的转换过程中,就可能出现误报和假性跳脱。


建议或解决方案


· 针对BIB:将时间延迟设置为最大,通常为500毫秒。


· 针对MBP和MIS:将时间延迟设置为至少100毫秒。


电池测试期间UPS整流器输入断路器跳脱

UPS执行自动或手动电池测试时,会将电流(瓦特)反??到断路器中,後者专为供电给UPS整流器(有时标记为RIB)。电流的大小取决於UPS输出负载量以及测试持续时间(分钟),因此不太可能进行延时调整。


解决方案


· 停止电池测试或更改设定,以仅有输出负载的情况下进行测试。


总结

与先前以隔离变压器为基础的UPS系统相比,在无变压器UPS中使用LSIG跳脱功能需做更多考量和规划。


不过,在主??线或UPS中使用单个LSIG可以省钱并降低复杂度,同时仍能满足国家电工法规对大型??线进行故障保护的要求。在设计和规划阶段,强烈建议应多加与断路器供应商和UPS供应商进行谘询。


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