節(jié)能型VTS雷達站的電源子系統(tǒng)設(shè)計與設(shè)備選型方法

該雷達站的能耗測試與實際應(yīng)用結(jié)果分析：

該站UPS配置功率10kVA。UPS整體效率極低：負載率14%時，效率僅有57%（W），與UPS說明書宣稱的90%以上的滿載效率相去甚遠。

該站UPS的輸入諧波特性不佳，當(dāng)雷達站發(fā)電機代替市電供電后，UPS經(jīng)常提示 “逆變器內(nèi)部故障”告警，并自動轉(zhuǎn)直流逆變輸出，發(fā)電機無法向UPS正常供電。而采用常備功率為25kVA或更大功率的發(fā)電機來匹配該UPS時，則可正常匹配。該站電源子系統(tǒng)綜合造價較高，運行效率仍舊較低，沒有解決高能耗問題。

案例2

有的雷達站為了追求可靠性，采用了圖2所示的冗余UPS電源子系統(tǒng)。但由于對UPS及發(fā)電機的節(jié)能選型缺乏考慮，簡單地采用了高能耗電源產(chǎn)品，所設(shè)計的冗余UPS電源子系統(tǒng)，不僅增加了配套發(fā)電機及UPS的一次性采購成本，而且由于冗余并機后的能耗增加，長期運行成本更高。

圖2： UPS冗余電源子系統(tǒng)拓撲

三，高耗能雷達站電源子系統(tǒng)的成因分析

多年來，高耗能電源子系統(tǒng)在不少雷達站的得到應(yīng)用，其原因是是多方面的：

1、產(chǎn)品原因——早期缺乏節(jié)能型UPS

早期，市場上小功率（5kVA或以下）單相輸出和大功率（10kVA或以上）三相輸出的UPS較多，小功率三相輸出的UPS教少；側(cè)重接入IT開關(guān)電源負載的UPS較多，能帶混合負載的UPS較少。且早期UPS在設(shè)計上大多側(cè)重系統(tǒng)可靠性，節(jié)能特性并不突出或者不是主要賣點。由于這些市場的原因，可供VTS雷達站配套的節(jié)能型UPS極少，用戶不可避免選擇了高耗能UPS產(chǎn)品。

2、專業(yè)知識——對負載特點缺乏科學(xué)、深入研究

一些VTS工程師對雷達站負載及電源子系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計缺乏深入了解和研究，習(xí)慣照搬傳統(tǒng)經(jīng)驗或聽信廠家銷售人員的推薦。比如，采用5倍于負載的穩(wěn)態(tài)功耗作為的UPS的額定輸出功率——雷達站負載穩(wěn)態(tài)功耗2kVA，就配置10kVA的UPS。至于UPS匹配的發(fā)電機，不是在深入了解UPS及發(fā)電機特性的基礎(chǔ)上進行選型，而是根據(jù)廠家的所謂經(jīng)驗公式，簡單采用2~5倍于UPS額定功率的大功率發(fā)電機組。

有的工程師能簡單地了解到，UPS加入雷達馬達負載后，負載的開機瞬間啟動沖擊電流可能數(shù)倍于負載的穩(wěn)態(tài)電流，但具體啟動瞬態(tài)電流和常態(tài)電流之比到底多大，啟動過程持續(xù)時間到底多長等關(guān)鍵技術(shù)細節(jié)缺乏科學(xué)測量及分析，因而對如何選擇節(jié)能型UPS或發(fā)電機無從下手。不得已只能照搬傳統(tǒng)經(jīng)驗或聽信廠家的推薦，容易落入電源供貨商的“行業(yè)陷阱”。

3、行業(yè)陷阱——利潤率與功率成正比

通常，電源產(chǎn)品（如UPS、發(fā)電機等）的利潤率是與產(chǎn)品的額定輸出功率成正比的。銷售人員往往盡其所能去推銷大功率、高利潤機器，向用戶提供或推薦的電源子系統(tǒng)設(shè)計方案均力求按利潤最大化來考慮。如配置就高不就低；能用大功率不用小功率；電池能上長延時不上短延時。有的供貨商甚至將上述經(jīng)驗形成技術(shù)文檔，使電源子系統(tǒng)各設(shè)備間的匹配簡單化、教條化（比如將UPS的額定輸出功率按3～5倍于負載穩(wěn)態(tài)功耗配置；發(fā)電機額定輸出功率2~5倍于UPS額定輸出功率配置），向買家施加“技術(shù)影響”。