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技術專文

逆變器分流不均，若我們能觀察兩 I R1 、I R2 、I S1 、I S2 、I T1 、I T2 ，分別代
圖6、NT UPS使用之供率模組與
組逆變器的分流情形，或許能提 表上、下抽的R、S、T相電流有效 濾波電容 [7]
早發現如IGBT早衰、Gate driver 值。我們計畫藉由下列信號判斷方
(VGE)異常及輸出XTR (輸出回路阻 法來找出系統問題。
抗)等元件異常，強化早期防禦機
制。 有效值不平衡警報判定

假定U R (Base) 、U S (Base) 及U T (Base) 為廠
內開機時測得之不平衡度，測得為
110%、115%及120%，我們對各
研究方法 相進行標么化，標么化如式(6)-(8)

所示。

電解電容漏液早期偵測 ..............................(6)
圖7、2顆電容器共用承漏盤，於底部加
500kVA UPS功率模組共有六抽 ............................. (7) 裝漏液Sensor示意圖 [7]
[7]
，功率模組示意圖如 圖6所示， ..............................(8)
每抽上方有8顆鋁質電解電容，現
如此便可使用統一的觸發條件，若
有設計是每顆電容下方配有一承漏
我們設定觸發條件警報條件為標
盤，只能承接電容少量的漏液，若
么值大於110%或小於90%，這樣
發生異常漏液即可能溢出承漏盤至
<99%時，便可發出
>121%或U R
U R
下方IGBT模組。與台達電合作修
警報提醒我們有可能元件的異常。
改承漏盤的設計，計畫將其改為2
顆電容共用承漏盤如 圖7 ，加大漏
液容量降低溢出的可能，此外，為 瞬時值差異警報判定
了達到早期預警機制，我們希望加
許多的故障態樣並不會直接反應到 圖8、電解電容承漏盤設計
入漏液偵測機制，將漏液sensor安
有效值，可能是波形的畸變，因此
裝於承漏盤的底部，並將六抽的漏
我們可以加入電流瞬時值比較，先
液sensor整合至漏液偵測電路板安
針對各相瞬時不平衡進行下列定義 5° 5°
裝於T板左側空間，透過現有的健
檢盒警報機制回傳，一旦發出HCS ............................................ (9)
10°
Alarm，人員至現場開啟盤門若看 10°
......................................... (10)
到漏液偵測電路板有紅燈，便可確
......................................... (11)
認為電解電容發生漏液。
圖9、漏液感測元件
為R、S、T相的瞬
其中u R 、u S 、u T
逆變器元件異常早期偵測機制 時電流不平衡比例，i R1 、i R2 、i S1 、
分別代表上、下抽的
i S2 、i T1 、i T2
由於設備商在選用零件時，會盡量
R、S、T相輸出電流瞬時值。我們
採用同一批號、同一產線的元件，
同樣對各相進行標么化如式(12)-
因此IGBT的元件差異可在出廠前被
(14)所示
控制到最小，而輸出回路阻抗及閘
極驅動電壓在設計面時即被決定， ............................ (12)
因此，排除高頻響應部分，出廠時
............................ (13) 結果與分析
UPS兩組逆變器的低頻成份不平衡
............................ (14)
度可被量測，例：以上抽逆變器輸
出電流波形為基準值，不平衡度可
假設輸出電流取樣頻率為6kHz， 電解電容漏液早期偵測
[8]
被定義如式(3)-(5) ：
參考電壓快速異常偵測之作法，
將要求與台達電溝通後，我們將承
..........................................(3) 我們可定義當u R(pu) >120%並持續5
漏盤修改如 圖8所示，由於承漏盤
...........................................(4) 點(18度角)，即可能有發生異常，
底部會放置漏液偵測感測元件，實
...........................................(5) 當然，觸發條件及持續時間皆可規 測後發現原設計的斜率需要較多的
劃，避免過度靈敏導致造成值班人
其中U R 、U S 、U T 分別為R、S、T相 漏液才會觸發，因此我們要求修改
員負擔。
輸出有效值電流的不平衡比例， 承漏盤斜率，由原先的5度仰角改
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