模塊化UPS簡(jiǎn)介
用戶(hù)在預(yù)計(jì)UPS容量時(shí),時(shí)常會(huì)出現(xiàn)低估或高預(yù)計(jì)等情況,模塊化UPS電源有效的解決以上問(wèn)題,幫助用戶(hù)在未來(lái)發(fā)展方向尚不明確的情況下分階段進(jìn)行建設(shè)和投資。當(dāng)用戶(hù)負(fù)載需要增加時(shí),只需根據(jù)規(guī)劃階段性的增加功率模塊。
應(yīng)用領(lǐng)域:
數(shù)據(jù)處理中心、計(jì)算機(jī)機(jī)房、ISP服務(wù)商、電信、金融、證券、交通、稅務(wù)、醫(yī)療系統(tǒng)等
性能特點(diǎn):
● 可為單相或三相, 聯(lián)機(jī)電池系統(tǒng)
● 可被設(shè)定為1/1, 1/3, 3/1 或 3/3系統(tǒng)
● 為模塊結(jié)構(gòu),由1到10塊模塊組成
● 提供潔凈電源:60KVA系統(tǒng)-60KVA以?xún)?nèi);100KVA系統(tǒng)-100KVA以?xún)?nèi);150KVA系統(tǒng)-150KVA以?xún)?nèi);200KVA系統(tǒng)-200KVA以?xún)?nèi);240KVA系統(tǒng)-240KVA以?xún)?nèi)
● 為冗余可升級(jí)系統(tǒng),可根據(jù)您需求進(jìn)行升級(jí)
● 采用N+X冗余技術(shù),性能可靠
● 共享電池組
● 輸入/輸出電流平衡分配
● 綠色電源, 輸入THDI≤5%
● 輸入功率因數(shù)PF≥0.99
● 采用連續(xù)電流模式(CCM)運(yùn)行,減少電網(wǎng)干擾 (RFI/ EMI)
● 體積小,重量輕
● 輕松維護(hù) - 模塊級(jí)
● 系統(tǒng)控制器進(jìn)行通信及診斷
● 采用集中式靜態(tài)開(kāi)關(guān)模塊
● 特有的系統(tǒng)性能分析器
模塊化UPS解決方案
模塊化UPS采用標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),每套系統(tǒng)由功率模塊、監(jiān)控模塊、靜態(tài)開(kāi)關(guān)組成。其中功率模塊可并聯(lián),平均分擔(dān)負(fù)載。如遇故障自動(dòng)退出系統(tǒng),由其它功率模塊來(lái)承擔(dān)負(fù)載,既能水平擴(kuò)展,又能垂直擴(kuò)展。獨(dú)特的冗余并機(jī)技術(shù)使設(shè)備無(wú)單點(diǎn)故障,以確保電源的最高可用性。所有的模塊可以實(shí)現(xiàn)熱拔插,可以實(shí)現(xiàn)在線(xiàn)更換,維修是最安全的電源保護(hù)方案。
本方案由模塊化UPS主機(jī)、智能化配電系統(tǒng)、電池組合而成。 模塊化UPS主機(jī):
模塊化UPS功率模塊采用雙變換在線(xiàn)式結(jié)構(gòu),包括整流器、逆變器、充電器、控制電路、與輸入輸出電池母排的斷路開(kāi)關(guān)。具有輸入功率因數(shù)補(bǔ)償功能。所有模塊均可在線(xiàn)熱插拔更換,提供最高級(jí)別的可用性、可維護(hù)性。
模塊化UPS主機(jī)控制模塊采用工業(yè)CAN BUS總線(xiàn)控制結(jié)構(gòu),由兩塊冗余的可熱插拔的控制模塊來(lái)完成對(duì)系統(tǒng)的控制管理。一個(gè)控制模塊故障不會(huì)影響到系統(tǒng)的正常工作。控制模塊可在線(xiàn)熱插拔更換。功率模塊的并聯(lián)也由控制模塊集中管理,按照統(tǒng)一的并機(jī)參數(shù)運(yùn)行,一個(gè)功率模塊故障可自動(dòng)的退出并聯(lián)系統(tǒng),不會(huì)對(duì)整個(gè)并聯(lián)系統(tǒng)造成危害。
模塊化UPS系統(tǒng)采用獨(dú)立的靜態(tài)旁路模塊,不采用多個(gè)靜態(tài)旁路結(jié)構(gòu),以避免轉(zhuǎn)旁路時(shí)的多個(gè)旁路不均流而造成的過(guò)載損壞。模塊并聯(lián)輸出電壓精度為±1%,并機(jī)環(huán)流<1%。
標(biāo)配SNMP卡,采用HTTP協(xié)議、SNMP協(xié)議、TELNET協(xié)議等。可對(duì)UPS中市電狀態(tài)、電池狀態(tài)、旁路狀態(tài)、逆變狀態(tài)、自檢狀態(tài)、開(kāi)機(jī)狀態(tài)和輸入電壓、輸出電壓、負(fù)載百分比、輸入頻率、電池電壓、電池容量、電池放電時(shí)間、UPS機(jī)內(nèi)溫度、周邊環(huán)境溫度等等UPS電源的運(yùn)行情況一目了然,提高UPS電源保障系統(tǒng)的管理效率和管理品質(zhì)。選用開(kāi)放的windowsNT/ windows2000/windowsXP/windows2003操作系統(tǒng)平臺(tái)。
可以選配備溫濕度傳感器,插入多功能網(wǎng)卡,通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)房環(huán)境的溫濕度監(jiān)控和報(bào)警。
智能化配電系統(tǒng)
該系統(tǒng)為UPS電源的輸入和輸出一體化配電集成系統(tǒng),與UPS主機(jī)配套使用,內(nèi)含UPS的輸入開(kāi)關(guān)、輸出開(kāi)關(guān)和維修旁路開(kāi)關(guān)以及系統(tǒng)的總輸入開(kāi)關(guān),主開(kāi)關(guān)均配置輔助觸點(diǎn);內(nèi)含電流傳感系統(tǒng),并與UPS主機(jī)通訊。
該配電系統(tǒng)由輸入配電單元、分路輸出配電模塊、監(jiān)控模塊、隔離變壓器組成。輸出配電單元每個(gè)配電模塊配置了18個(gè)輸出分路,每個(gè)分路的電流從6A-32A隨需設(shè)定,并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)負(fù)載的配置及變化情況調(diào)整三相平衡,配電系統(tǒng)可安裝最多6個(gè)即插式配電模塊,配電模塊數(shù)量可選。
該配電系統(tǒng)與UPS主機(jī)同尺寸外觀(guān),同顏色。標(biāo)準(zhǔn)配置為:液晶顯示器、UPS維護(hù)旁路面板(含系統(tǒng)總輸入開(kāi)關(guān)、UPS輸入開(kāi)關(guān)、輸出開(kāi)關(guān)、維修旁路開(kāi)關(guān),為帶輔助觸點(diǎn)開(kāi)關(guān))。檢測(cè)電路主板,三相輸入輸出的電壓和電流傳感器組件,中線(xiàn)電流、地線(xiàn)電流傳感器,外接EPO信號(hào)接口。
可選裝輸入K值隔離變壓器和支路電流監(jiān)控器。
該配電系統(tǒng)可配備網(wǎng)卡,能夠通過(guò)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控該配電柜的參數(shù)、狀態(tài)和歷史紀(jì)錄以及報(bào)警信息。能網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控配電柜的輸入輸出三相電壓、電流、頻率,中線(xiàn)電流,地線(xiàn)電流,每相的KVA數(shù),KW數(shù),功率因數(shù),支路電流等。并可設(shè)定電流高低電壓報(bào)警門(mén)限值。
外接電池及電池柜
電池采用免維護(hù)全封閉鉛酸蓄電池,電池容量可品牌可根據(jù)需要進(jìn)行配置,電池安裝于與UPS主機(jī)同品牌同外觀(guān)同顏色的電池柜內(nèi)。
?模塊化單機(jī)可靠性分析
評(píng)估UPS系統(tǒng)履行職責(zé)的可靠性,不僅要考量UPS的MTBF,還要考量UPS的MTTR及市電的MTBF。當(dāng)UPS發(fā)生故障的同時(shí)市電也發(fā)生故障時(shí),負(fù)載將會(huì)失去電力,也就是說(shuō)UPS關(guān)鍵職責(zé)的失效。負(fù)載暴露在沒(méi)有保護(hù)的市電之下的時(shí)間長(zhǎng)短取決于維修時(shí)間的長(zhǎng)短。如果維修一臺(tái)UPS需一周時(shí)間,而市電的平均無(wú)故璋時(shí)間也是一周,那么,UPS發(fā)生故障時(shí),負(fù)載將很可能失去電力。如果UPS的MTTR是1小時(shí),那么市電的MTBF將不會(huì)對(duì)關(guān)鍵負(fù)載的失效概率產(chǎn)生很大影響。很顯然,降低UPS的 MTTR將會(huì)降低對(duì)關(guān)鍵負(fù)載的失效概率。降低UPS的MTTR最好的方法就是盡量減少可能影響UPS維修的因素 。模塊化單機(jī)UPS因?yàn)榫哂性诰€(xiàn)熱插拔的功能,自然是最好的選擇。
從設(shè)計(jì)原則上講,承擔(dān)供電任務(wù)的整個(gè)電源系統(tǒng)都必須采用具有高度"容錯(cuò)"功能的冗余式的供電方案,以確保無(wú)論是在市電電網(wǎng)出故障時(shí)或是在任何模塊(包括系統(tǒng)控制模塊)發(fā)生故障時(shí),還是在進(jìn)行日常維護(hù)/檢修操作時(shí)或因故致使保險(xiǎn)絲燒毀/斷路器開(kāi)關(guān)"跳閘"時(shí),互聯(lián)設(shè)備均應(yīng)由"在線(xiàn)式UPS"的逆變器電源來(lái)供電,而不應(yīng)進(jìn)入由普通的市電電源/應(yīng)急備用發(fā)電機(jī)組經(jīng)UPS的交流旁路來(lái)供電的狀態(tài)。
綜上所述,模塊化單機(jī)UPS具有最長(zhǎng)的履行職責(zé)平均無(wú)故障時(shí)間(λmission),最小的平均維修時(shí)間 (MTTR)及最強(qiáng)的抗市電干擾風(fēng)險(xiǎn)能力及高度"容錯(cuò)"功能,是最可靠的電力保證。
模塊化UPS電源的模塊化UPS與常規(guī)UPS的區(qū)別
機(jī)架式模塊化UPS相對(duì)于傳統(tǒng)立式(塔式)結(jié)構(gòu)UPS而言,能夠安裝在標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜中,節(jié)省占地面積與空間,便于安裝、使用及維護(hù),能夠使用較短的功率連接電纜。通過(guò)減少關(guān)鍵設(shè)備與負(fù)載之間的故障點(diǎn),模塊化UPS可提...
模塊化UPS有兩種理解:1.一臺(tái)UPS內(nèi)的各個(gè)部分都是模塊化設(shè)計(jì),便于維修和更換;2.一個(gè)系統(tǒng)中的多臺(tái)UPS,每臺(tái)UPS就是一個(gè)模塊。對(duì)前者,有點(diǎn)就是便于快速診斷和維修,目前沒(méi)有發(fā)現(xiàn)什么缺點(diǎn);對(duì)后者,...
誰(shuí)知道模塊化ups電池優(yōu)點(diǎn)是什么?
1.一臺(tái)UPS內(nèi)的各個(gè)部分都是模塊化設(shè)計(jì),便于維修和更換; 2.一個(gè)系統(tǒng)中的多臺(tái)UPS,每臺(tái)UPS就是一個(gè)模塊。 對(duì)前者,有點(diǎn)就是便于快速診斷和維修,目前沒(méi)有發(fā)現(xiàn)什么缺點(diǎn); 對(duì)后者,又有很多種理解,例...
?模塊化UPS最佳性能特點(diǎn)
具有多種工作制式
該產(chǎn)品具有多種制式可供選擇,易于操作,可實(shí)現(xiàn)多種進(jìn)出線(xiàn)方式:1/1,1/3,3/1或3/3、輸入頻率可為50Hz也可設(shè)置輸出頻率60Hz、輸出電壓可設(shè)為220V、230V、240V。若再配置輸入、輸出變壓器則可滿(mǎn)足全球范圍內(nèi)所有國(guó)家和地區(qū)的供電需求。
體積小,功率密度大
工作效率高,功率密度大,是其最大的特點(diǎn)??商峁?KVA(4000W),10KVA(8000W),15KVA(12KW)以及20KVA(16KW)的功率輸出。
環(huán)保性
UPS總諧波失真(THDI)3%,線(xiàn)性負(fù)載下的輸出總諧波失真低于2%,對(duì)電網(wǎng)的諧波干擾降到最低,有效減少電網(wǎng)負(fù)荷和電源損耗。優(yōu)良的輸入?yún)?shù),對(duì)市電電網(wǎng)表現(xiàn)出純電阻特性,是理想的環(huán)保高效性UPS。
高效節(jié)能型
節(jié)能降耗,國(guó)家提倡環(huán)保節(jié)能的今天,綠色節(jié)能型模塊化UPS備受關(guān)注,輸入功率因數(shù)達(dá)0.999以上。減少了線(xiàn)路損耗,提高了電源利用率。其逆變效率可達(dá)98%以上,從而提高了整機(jī)工作效率,降低了損耗、節(jié)省了電能。
擴(kuò)展性,便于安裝、維護(hù)、更換、升級(jí)
該機(jī)型由各個(gè)模塊組成,可實(shí)現(xiàn)熱插撥功能,且各模塊機(jī)架可完全分離,便于用戶(hù)以后的擴(kuò)容或減容,使用方便,可實(shí)現(xiàn)在線(xiàn)更換、在線(xiàn)維護(hù),降低了維護(hù)難度、減少了維護(hù)時(shí)間。且各模塊尺寸均按照標(biāo)準(zhǔn)19英寸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),使整機(jī)外形與標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架一致,美化了機(jī)器外形,且模塊可與標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架通用。
冗余性,分散式并聯(lián)邏輯控制
各模塊之間的并聯(lián)控制采用了分散式邏輯控制方式,沒(méi)有主機(jī)與從機(jī)之分,任何一個(gè)模塊撥出或插入均不會(huì)影響其它模塊的正常工作,按需構(gòu)成N+1,N+X冗余系統(tǒng),減少了系統(tǒng)本身和負(fù)載的風(fēng)險(xiǎn)系數(shù),是負(fù)載受UPS保護(hù)時(shí)間全面提升。既增加了整機(jī)工作的可靠性,又簡(jiǎn)化了用戶(hù)維護(hù)難度。
格式:pdf
大?。?span id="cztrv9j" class="single-tag-height">216KB
頁(yè)數(shù): 5頁(yè)
評(píng)分: 4.3
模塊化 UPS電源 目錄 什么是模塊化 UPS電源 概述 模塊化 UPS電源的三大優(yōu)勢(shì) 模塊化 UPS電源解決方案 模塊化 UPS與常規(guī) UPS 的區(qū)別 什么是模塊化 UPS電源 概述 模塊化 UPS電源的三大優(yōu)勢(shì) 模塊化 UPS電源解決方案 模塊化 UPS與常規(guī) UPS 的區(qū)別 展開(kāi) 編輯本段 什么是模塊化 UPS 電源 [1 ] 模塊化 UPS 是由:機(jī)架、 UPS功率模塊 、靜態(tài)開(kāi)關(guān)模塊、顯示通信模 塊以及電池組構(gòu)成。 1、功率模塊:包括傳統(tǒng) UPS 的整流 、充電、逆變以及相關(guān)控制電 路等部分組成。 2、靜態(tài)開(kāi)關(guān)模塊: UPS 處于 過(guò)載時(shí)的共用供電通道,是由 雙向可控硅和控制電路組成。 3、顯示通信模塊:作為人 機(jī)對(duì)話(huà)和網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控的平臺(tái)。 編輯本段 概述 采用了抽屜式、高 智能多制式模塊 化設(shè)計(jì),在線(xiàn)熱插 拔技術(shù),實(shí)現(xiàn)在 線(xiàn)更換、在線(xiàn)維 護(hù),降低了維護(hù) 難度,實(shí)行零停 機(jī)工作。采
格式:pdf
大小:216KB
頁(yè)數(shù): 4頁(yè)
評(píng)分: 4.5
40KV A 模塊化 UPS技術(shù)參數(shù): 項(xiàng)目 內(nèi)容 技術(shù)參數(shù) 數(shù)量 UPS主機(jī) UPS主機(jī)框 服務(wù)器機(jī)柜式外觀(guān),黑色。尺寸為 1600mm高,600mm 寬,900mm深。主機(jī)框?yàn)槿珶岵灏文K化設(shè)計(jì),標(biāo) 配 2塊冗余的控制模塊、 2塊冗余的低壓控制電源 模塊、外部維修旁路面板開(kāi)關(guān)通訊模塊、 RS232接 口模塊、電池開(kāi)關(guān)、系統(tǒng)啟動(dòng)開(kāi)關(guān)、主背板等, 1 20KVA功率模塊 可熱插拔插入主機(jī)框。 2 電池系統(tǒng) 機(jī)柜外觀(guān)電池柜 安裝 40只 120AH/12V電池。 1 電池 12V,120AH鉛酸蓄電池, UPS主機(jī)廠(chǎng)家配套。 40 1、UPS性能要求: UPS系統(tǒng)主要功能及特點(diǎn)要求 1.不低于 40KVA 余的集中控制模塊、 、2 塊冗余的低壓控制電源模塊、 液晶顯示器、、外部維 修旁路盤(pán)開(kāi)關(guān)通訊模塊、 RS232接口模塊、 RJ45 網(wǎng)卡模塊、直流開(kāi)關(guān)、系統(tǒng)啟動(dòng)開(kāi)關(guān)等, 以保障系統(tǒng)
普及應(yīng)用還需突破價(jià)格關(guān)
制約機(jī)架式模塊化UPS發(fā)展的難點(diǎn)主要集中在功率密度的提高和并聯(lián)數(shù)量的增加及降低價(jià)格三個(gè)方面。
機(jī)架式的模塊化UPS從傳統(tǒng)立式(塔式)結(jié)構(gòu)過(guò)渡而來(lái),相對(duì)傳統(tǒng)立式(塔式)結(jié)構(gòu)擁有寬闊的散熱通道,大尺寸大功率的散熱風(fēng)扇的龐大體積而言,模塊化UPS由于要便于單體更換操作,模塊的體積重量都較小。
受到體積的限制,在UPS模塊功率加大的情況下,散熱就成了大問(wèn)題。為了能達(dá)到安全工作的目的,模塊化UPS不但采用原有的被動(dòng)式散熱、主動(dòng)式散熱、軸流式散熱和風(fēng)道導(dǎo)流式散熱技術(shù),還引入了熱管式散熱。
為確保電源的最高可用性、可擴(kuò)展性,模塊應(yīng)該不限制數(shù)量地進(jìn)行并聯(lián)使用。
在多臺(tái)UPS并聯(lián)時(shí),其中最重要的指標(biāo)就是電流均分,也就是說(shuō)如果N臺(tái)UPS并聯(lián),必須保證每臺(tái)UPS的輸出電流是總輸出電流的1/N,至少其相互之間的最大不平衡度要在要求范圍內(nèi)(一般是小于2%)。
在實(shí)際應(yīng)用中,所有UPS的輸出阻抗不可能一樣,加之各逆變器的輸出電壓和市電電壓鎖相都具有正負(fù)誤差,則各個(gè)UPS的電壓既有相位差又有幅值差,這些都限制了并聯(lián)臺(tái)數(shù)的增加,進(jìn)而限制了整機(jī)功率的提高。
在同一功率水平下,模塊化UPS比傳統(tǒng)的UPS價(jià)格貴的多。
未來(lái),隨著電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展,對(duì)UPS系統(tǒng)需求的不斷提高。像貿(mào)易的交流催生了集裝箱技術(shù),集裝箱技術(shù)引發(fā)了全球運(yùn)輸業(yè)革命性的變革一樣,機(jī)架式模塊化UPS必將引起不間斷電源新的革命,進(jìn)而成為未來(lái)UPS系統(tǒng)發(fā)展的趨勢(shì)。
模塊化UPS包括整流器、逆變器、有些還包括靜態(tài)旁路開(kāi)關(guān)及附屬的控制電路、CPU主控板等。
模塊化UPS電源解決方案
模塊化UPS采用標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),每套系統(tǒng)由功率模塊、監(jiān)控模塊、靜態(tài)開(kāi)關(guān)組成。其中功率模塊可并聯(lián),平均分擔(dān)負(fù)載。如遇故障自動(dòng)退出系統(tǒng),由其它功率模塊來(lái)承擔(dān)負(fù)載,既能水平擴(kuò)展,又能垂直擴(kuò)展。獨(dú)特的冗余并機(jī)技術(shù)使設(shè)備無(wú)單點(diǎn)故障,以確保電源的最高可用性。所有的模塊可以實(shí)現(xiàn)熱拔插,可以實(shí)現(xiàn)在線(xiàn)更換,維修是最安全的電源保護(hù)方案。
本方案由模塊化UPS主機(jī)、智能化配電系統(tǒng)、電池組合而成。 模塊化UPS主機(jī):
模塊化UPS功率模塊采用雙變換在線(xiàn)式結(jié)構(gòu),包括整流器、逆變器、充電器、控制電路、與輸入輸出電池母排的斷路開(kāi)關(guān)。具有輸入功率因數(shù)補(bǔ)償功能。所有模塊均可在線(xiàn)熱插拔更換,提供最高級(jí)別的可用性、可維護(hù)性。
模塊化UPS主機(jī)控制模塊采用工業(yè)CAN BUS總線(xiàn)控制結(jié)構(gòu),由兩塊冗余的可熱插拔的控制模塊來(lái)完成對(duì)系統(tǒng)的控制管理。一個(gè)控制模塊故障不會(huì)影響到系統(tǒng)的正常工作。控制模塊可在線(xiàn)熱插拔更換。功率模塊的并聯(lián)也由控制模塊集中管理,按照統(tǒng)一的并機(jī)參數(shù)運(yùn)行,一個(gè)功率模塊故障可自動(dòng)的退出并聯(lián)系統(tǒng),不會(huì)對(duì)整個(gè)并聯(lián)系統(tǒng)造成危害。
模塊化UPS系統(tǒng)采用獨(dú)立的靜態(tài)旁路模塊,不采用多個(gè)靜態(tài)旁路結(jié)構(gòu),以避免轉(zhuǎn)旁路時(shí)的多個(gè)旁路不均流而造成的過(guò)載損壞。模塊并聯(lián)輸出電壓精度為±1%,并機(jī)環(huán)流<1%。
標(biāo)配SNMP卡,采用HTTP協(xié)議、SNMP協(xié)議、TELNET協(xié)議等。可對(duì)UPS中市電狀態(tài)、電池狀態(tài)、旁路狀態(tài)、逆變狀態(tài)、自檢狀態(tài)、開(kāi)機(jī)狀態(tài)和輸入電壓、輸出電壓、負(fù)載百分比、輸入頻率、電池電壓、電池容量、電池放電時(shí)間、UPS機(jī)內(nèi)溫度、周邊環(huán)境溫度等等UPS電源的運(yùn)行情況一目了然,提高UPS電源保障系統(tǒng)的管理效率和管理品質(zhì)。選用開(kāi)放的windowsNT/ windows2000/windowsXP/windows2003操作系統(tǒng)平臺(tái)。
可以選配備溫濕度傳感器,插入多功能網(wǎng)卡,通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)房環(huán)境的溫濕度監(jiān)控和報(bào)警。
智能化配電系統(tǒng)
該系統(tǒng)為UPS電源的輸入和輸出一體化配電集成系統(tǒng),與UPS主機(jī)配套使用,內(nèi)含UPS的輸入開(kāi)關(guān)、輸出開(kāi)關(guān)和維修旁路開(kāi)關(guān)以及系統(tǒng)的總輸入開(kāi)關(guān),主開(kāi)關(guān)均配置輔助觸點(diǎn);內(nèi)含電流傳感系統(tǒng),并與UPS主機(jī)通訊。
該配電系統(tǒng)由輸入配電單元、分路輸出配電模塊、監(jiān)控模塊、隔離變壓器組成。輸出配電單元每個(gè)配電模塊配置了18個(gè)輸出分路,每個(gè)分路的電流從6A-32A隨需設(shè)定,并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)負(fù)載的配置及變化情況調(diào)整三相平衡,配電系統(tǒng)可安裝最多6個(gè)即插式配電模塊,配電模塊數(shù)量可選。
該配電系統(tǒng)與UPS主機(jī)同尺寸外觀(guān),同顏色。標(biāo)準(zhǔn)配置為:液晶顯示器、UPS維護(hù)旁路面板(含系統(tǒng)總輸入開(kāi)關(guān)、UPS輸入開(kāi)關(guān)、輸出開(kāi)關(guān)、維修旁路開(kāi)關(guān),為帶輔助觸點(diǎn)開(kāi)關(guān))。檢測(cè)電路主板,三相輸入輸出的電壓和電流傳感器組件,中線(xiàn)電流、地線(xiàn)電流傳感器,外接EPO信號(hào)接口。
可選裝輸入K值隔離變壓器和支路電流監(jiān)控器。
該配電系統(tǒng)可配備網(wǎng)卡,能夠通過(guò)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控該配電柜的參數(shù)、狀態(tài)和歷史紀(jì)錄以及報(bào)警信息。能網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控配電柜的輸入輸出三相電壓、電流、頻率,中線(xiàn)電流,地線(xiàn)電流,每相的KVA數(shù),KW數(shù),功率因數(shù),支路電流等。并可設(shè)定電流高低電壓報(bào)警門(mén)限值。
外接電池及電池柜
電池采用免維護(hù)全封閉鉛酸蓄電池,電池容量可品牌可根據(jù)需要進(jìn)行配置,電池安裝于與UPS主機(jī)同品牌同外觀(guān)同顏色的電池柜內(nèi)。
機(jī)架式模塊化UPS相對(duì)于傳統(tǒng)立式(塔式)結(jié)構(gòu)UPS而言,能夠安裝在標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜中,節(jié)省占地面積與空間,便
于安裝、使用及維護(hù),能夠使用較短的功率連接電纜。通過(guò)減少關(guān)鍵設(shè)備與負(fù)載之間的故障點(diǎn),模塊化UPS可提高整個(gè)系統(tǒng)的可用性。
從設(shè)計(jì)和工作的原理方面來(lái)講的,模塊化UPS包括整流器、逆變器,有些還包括靜態(tài)旁路開(kāi)關(guān)及附屬的控制電路、CPU主控板等。模塊化最大的優(yōu)點(diǎn)是能夠提高系統(tǒng)的可靠性和可用性,任何一個(gè)模塊出現(xiàn)故障并不會(huì)影響其他模塊的正常工作,而且可通過(guò)熱插拔特性縮短系統(tǒng)的安裝和修復(fù)時(shí)間。
除此之外,模塊化UPS能夠給用戶(hù)帶來(lái)更好的可擴(kuò)展性,這也為用戶(hù)的投資起到了很好的保護(hù)作用。
和集裝箱在工廠(chǎng)就開(kāi)始裝貨的道理一樣,機(jī)架式模塊化UPS的安裝調(diào)試也是在工廠(chǎng)就開(kāi)始的。以標(biāo)準(zhǔn)化的模塊為基礎(chǔ)的UPS,在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、制造過(guò)程中,可以制定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),讓整套系統(tǒng)中的所有部件都能發(fā)揮出最佳性能,同時(shí)也可避免因兼容問(wèn)題而出現(xiàn)的系統(tǒng)故障。
機(jī)架式模塊化UPS可以根據(jù)當(dāng)前的業(yè)務(wù)需求進(jìn)行配置,并且能在以后添加更多模塊。這種系統(tǒng)的優(yōu)化能力顯著降低了總擁有成本。
模塊化設(shè)計(jì)在重新配置功率以滿(mǎn)足不斷變化的業(yè)務(wù)需求方面,提供了極大的靈活性。在安裝、升級(jí)、重新配置或移動(dòng)模塊化系統(tǒng)時(shí),獨(dú)立組件、標(biāo)準(zhǔn)接口以及簡(jiǎn)單的操作既節(jié)省了時(shí)間又節(jié)約了費(fèi)用。
供電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)隨需應(yīng)變
機(jī)架式模塊化UPS與傳統(tǒng)UPS相比有相當(dāng)大的優(yōu)勢(shì)。它的優(yōu)勢(shì)有主要有以下三個(gè)方面:
安裝簡(jiǎn)單,擴(kuò)容方便,節(jié)約投資。
機(jī)架式模塊化UPS使供電系統(tǒng)能隨需應(yīng)變,讓容量隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展而實(shí)現(xiàn)"動(dòng)態(tài)成長(zhǎng)"。既滿(mǎn)足了后期業(yè)務(wù)的擴(kuò)展需求,又降低了用戶(hù)的初期購(gòu)置成本。
并聯(lián)冗余,運(yùn)行穩(wěn)定,可靠性高。
在機(jī)架式模塊化UPS中,功率模塊部分是并聯(lián)冗余的,每個(gè)模塊都配有輸入、輸出保險(xiǎn)和輸入、輸出繼電器,任一個(gè)模塊發(fā)生故障,不影響整個(gè)系統(tǒng)工作。
在傳統(tǒng)UPS產(chǎn)品中,用戶(hù)保障安全一般采用的是"1+1"或"N+1"并聯(lián)冗余方式,只能容錯(cuò)一次。在機(jī)架式模塊化UPS系統(tǒng)中,用戶(hù)只需要購(gòu)買(mǎi)相應(yīng)的功率模塊,即可實(shí)現(xiàn)"N+X"的故障冗余。"模塊化冗余并聯(lián)結(jié)構(gòu)"比傳統(tǒng)UPS更為可靠。
維修方便,在線(xiàn)處置,可用性高。
傳統(tǒng)UPS需要專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員到現(xiàn)場(chǎng)維修,模塊化UPS所有模塊都允許熱插拔,用戶(hù)可以介入維護(hù),直接在線(xiàn)更換UPS備用模塊。
機(jī)架式模塊化UPS在功率器件技術(shù)和制造工藝方面繼承了傳統(tǒng)UPS技術(shù)發(fā)展的成果,但在系統(tǒng)架構(gòu)方面,以多模塊并聯(lián)為基礎(chǔ),不僅實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)模塊的熱插拔,而且更好地處理了系統(tǒng)模塊獨(dú)立運(yùn)作、相互協(xié)作和平穩(wěn)轉(zhuǎn)換的關(guān)系。
機(jī)架式模塊化UPS比較有代表性的結(jié)構(gòu)有兩類(lèi)。
一類(lèi)是功率模塊化UPS。功率模塊化機(jī)架式UPS由機(jī)架加功率模塊構(gòu)成,功率模塊中包括傳統(tǒng)UPS的整流、濾波、充電、逆變器等部分。但靜態(tài)旁通與系統(tǒng)的部分監(jiān)控和顯示共用一個(gè)機(jī)架的。各模塊獨(dú)立控制并聯(lián)運(yùn)行,機(jī)柜上部的顯示控制模塊僅作為用戶(hù)開(kāi)關(guān)UPS主機(jī)和進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控平臺(tái)。
另一類(lèi)是完全模塊化UPS。該類(lèi)機(jī)架式模塊化UPS由機(jī)架加單體模塊構(gòu)成,每個(gè)單體模塊內(nèi)都裝有整個(gè)UPS電源與控制電路,包括整流器、逆變器、靜態(tài)旁路開(kāi)關(guān)及附屬的控制電路、CPU主控板。每個(gè)UPS模塊均有獨(dú)立的管理系統(tǒng)。
就相對(duì)的電力電子技術(shù)和元器件發(fā)展水平而言,兩類(lèi)結(jié)構(gòu)各有優(yōu)勢(shì),也都有很出色的代表性產(chǎn)品,都可提供采用先進(jìn)的分散并聯(lián)技術(shù),使UPS系統(tǒng)不受集中控制技術(shù)中的可靠性限制,避免瓶頸故障的發(fā)生,提供N+X并聯(lián)冗余功能的模塊化并聯(lián)系統(tǒng)。
熟悉模塊化UPS發(fā)展的業(yè)界人士應(yīng)該都了解,模塊化UPS的系統(tǒng)架構(gòu)從開(kāi)始就有兩條不同的技術(shù)路線(xiàn):分散旁路和集中旁路。這里從技術(shù)的來(lái)源和性能可靠性的對(duì)此討論這兩種方案的選擇,希望能給讀者一些啟發(fā)和幫助。
兩種旁路方案的架構(gòu)定義和來(lái)源
模塊化UPS,顧名思義,是將大功率的UPS系統(tǒng),分開(kāi)成多個(gè)子模塊并聯(lián),通過(guò)優(yōu)化的系統(tǒng)控制,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的在線(xiàn)擴(kuò)容升級(jí)、維護(hù),并大幅提高系統(tǒng)的可靠性、可用性和節(jié)能效果,降低客戶(hù)的維護(hù)成本,近年來(lái)已經(jīng)漸漸成為主流客戶(hù)的首選。下面以市場(chǎng)上典型的基于10個(gè)30kVA功率模塊的300kVA系統(tǒng)來(lái)做分析。
1分散旁路架構(gòu)
分散旁路架構(gòu),即每個(gè)功率模塊含有整流、逆變和電池變換等部分以外,還含有與功率模塊容量相等的靜態(tài)旁路,可以認(rèn)為是一臺(tái)沒(méi)有液晶監(jiān)控的UPS。多個(gè)模塊在機(jī)柜中并聯(lián)組成系統(tǒng),模塊間相互關(guān)系類(lèi)似于傳統(tǒng)多并機(jī)UPS系統(tǒng)。系統(tǒng)切換到旁路供電時(shí),負(fù)載由所有功率模塊內(nèi)的分散旁路來(lái)并聯(lián)供電。系統(tǒng)架構(gòu)圖如圖1所示。
圖1 分散旁路架構(gòu)圖
2集中旁路架構(gòu)
集中旁路架構(gòu),系統(tǒng)只有一個(gè)與系統(tǒng)容量相等的集中旁路模塊,功率模塊內(nèi)僅包含整流、逆變和電池變換電路,每個(gè)部分均由獨(dú)立的控制器,模塊間的并聯(lián)不再是傳統(tǒng)的UPS并機(jī)系統(tǒng),而是包含復(fù)雜的逆變均流,旁路控制和監(jiān)控等邏輯。系統(tǒng)架構(gòu)圖如圖2所示。
圖2 集中旁路架構(gòu)圖
3兩種技術(shù)方案的發(fā)展來(lái)源
模塊化UPS的概念,最先起源于客戶(hù)對(duì)系統(tǒng)維修的簡(jiǎn)易化的需求,希望能在故障情況下不影響關(guān)鍵業(yè)務(wù),進(jìn)行簡(jiǎn)單的更換操作即可恢復(fù)系統(tǒng)。廠(chǎng)商想到把UPS并機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)成模塊化結(jié)構(gòu),這也就是分散旁路方案的來(lái)源。
分散旁路方案的優(yōu)點(diǎn)是:控制簡(jiǎn)單,開(kāi)發(fā)難度小,僅須將原有的UPS并機(jī)系統(tǒng)移植并優(yōu)化監(jiān)控部分即可;機(jī)柜成本低;旁路器件因?yàn)槿萘枯^小,成本也相對(duì)較低;靜態(tài)旁路有多路冗余。
集中旁路方案是繼分散旁路之后發(fā)展起來(lái)的技術(shù)路線(xiàn),相比傳統(tǒng)并機(jī)UPS系統(tǒng),從并聯(lián)均流控制、系統(tǒng)邏輯協(xié)調(diào)、容錯(cuò)能力方面都做了非常大的改動(dòng),可以說(shuō)是一個(gè)全新的技術(shù)領(lǐng)域,開(kāi)發(fā)難度大。
以下的章節(jié)將介紹兩種技術(shù)路線(xiàn)帶來(lái)的性能和可靠性方面的差異。
兩種方案的性能差異
靜態(tài)旁路作為UPS供電的最后一道屏障,重要性不言而喻,常見(jiàn)的旁路供電的情況有以下幾種:逆變器故障、逆變器過(guò)載或過(guò)溫、輸出短路。可以看到,旁路供電的工況多數(shù)是極端工況,對(duì)器件的考核應(yīng)該加倍嚴(yán)酷。
1
穩(wěn)態(tài)工況
旁路供電時(shí),集中旁路方案很好理解,只有一個(gè)旁路提供全部電流,旁路容量按照系統(tǒng)最大容量來(lái)設(shè)計(jì),跟模塊配置數(shù)量無(wú)關(guān),不存在任何問(wèn)題。
分散旁路方案是由多路小功率靜態(tài)旁路來(lái)承擔(dān)負(fù)載,由于旁路回路是低阻回路,多回路的均流沒(méi)有辦法用軟件方法來(lái)控制,模塊間的均流完全取決于以下幾個(gè)因素:
1)個(gè)體器件間的差異,主要是導(dǎo)通壓降的差異,器件廠(chǎng)家的分散性不可避免;
2)回路阻抗的差異,主要是各回路線(xiàn)纜的長(zhǎng)度無(wú)法保證一致,且線(xiàn)纜連接點(diǎn)阻抗因工藝控制等原因無(wú)法把握;
一般來(lái)說(shuō),即使是最樂(lè)觀(guān)的估計(jì),均流差異都不大可能會(huì)小于20%以?xún)?nèi),也就是說(shuō),存在部分模塊電流過(guò)大的風(fēng)險(xiǎn),這在嚴(yán)酷的應(yīng)用中是非常危險(xiǎn)的。
由于這個(gè)不可控的均流能力,部分廠(chǎng)家提出了“解決方案”——旁路均流電感,原理簡(jiǎn)單,就是每個(gè)旁路回路串聯(lián)一個(gè)電感(如圖3所示),利用電感的阻抗來(lái)平衡各支路的電流(同樣也是常規(guī)并機(jī)系統(tǒng)的方法)。且不說(shuō)電感量的10%的個(gè)體差異,帶來(lái)更大的系統(tǒng)損耗,這種方案還會(huì)有下面瞬態(tài)性能上不可逾越鴻溝。
圖3 某廠(chǎng)家的旁路均流電感
2
瞬態(tài)工況
逆變切換到旁路的工況,基本上是緊急工況,切換時(shí)序要求非常高,否則容易造成關(guān)鍵負(fù)載中斷。在大負(fù)載或者是故障電流情況下切換,瞬間的操作電流可能會(huì)數(shù)倍于系統(tǒng)額定電流,這也就是為什么靜態(tài)旁路設(shè)計(jì)要求更大的余量。
靜態(tài)旁路器件抗瞬態(tài)電流沖擊的主要參數(shù)是I2t,也就是短時(shí)間(一般小于10ms)的電流積分,如果I2t過(guò)大,器件即很可能燒毀。UPS的性能參數(shù)中,常見(jiàn)規(guī)定的旁路過(guò)載能力為1000%維持10ms,也就是在配電開(kāi)關(guān)保護(hù)時(shí)間(10ms)內(nèi)旁路需要提供不小于10倍額定電流。下面以300kVA系統(tǒng)為例,分析不同器件的抗沖擊能力的差異。
分散靜態(tài)旁路器件,因?yàn)槟壳凹夹g(shù)能力的原因,器件單體最大電流等級(jí)為70A,根據(jù)某著名廠(chǎng)家的器件規(guī)格書(shū),提供的最大I2t為7200A2S(<10ms),300k系統(tǒng)可以認(rèn)為是10路器件并聯(lián)運(yùn)行。
集中靜態(tài)旁路,用的都是SCR模塊,最主流廠(chǎng)家為德國(guó)賽米控(SEMIKRON),我們看看其中一個(gè)型號(hào)SKKT323/16E的I2t參數(shù),同樣10ms條件下為450000A2S,兩者之間的相差超過(guò)60倍!
而計(jì)算一下對(duì)于常見(jiàn)的1000%過(guò)載10ms的I2t需求,對(duì)于300kVA系統(tǒng)而言
也就是說(shuō),集中旁路的單個(gè)SCR模塊,完全能夠提供超過(guò)10倍額定電流的10ms保護(hù)能力,而基于分立器件的靜態(tài)旁路,即使不考慮器件不均流,也是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的!
瞬態(tài)切換的均流控制,不光與器件、各回路阻抗有關(guān),也與控制相關(guān)。由于各個(gè)模塊有各自的控制器,存在各處理器的處理速度、通信延時(shí)和模塊自身差異等因素影響,各模塊的實(shí)際切換動(dòng)作一定有不等的延時(shí),這就導(dǎo)致了第一個(gè)切到旁路的模塊,很可能承受著100倍于模塊容量的額定電流!由于是瞬態(tài)大電流,即使串聯(lián)旁路均流電感也不會(huì)起到任何限流作用。這對(duì)于任何器件來(lái)說(shuō)都是不可能完成的任務(wù),這種切換無(wú)異于原地爆炸。短路故障電流的示意圖如圖4所示。
圖4短路故障電流示意圖
當(dāng)然,分散旁路的廠(chǎng)家也深知這個(gè)道理,也提供了相應(yīng)的“解決方案”,就是:短路情況下只有逆變維持200ms,然后不切旁路,直接關(guān)機(jī)!
以下來(lái)解釋一下,10倍額定電流的工況常見(jiàn)于輸出短路工況,當(dāng)逆變器不能提供足夠的分?jǐn)喙收系碾娏鳎ㄍǔ?倍額定維持200ms)的情況下,系統(tǒng)將切換到旁路供電,用旁路的低阻抗大電流去沖開(kāi)短路點(diǎn)的保護(hù)器件(開(kāi)關(guān)或熔斷器),這是配電設(shè)計(jì)里必須考慮的,如果是正確設(shè)計(jì)的配電系統(tǒng),各分路的保護(hù)設(shè)計(jì)不應(yīng)該產(chǎn)生越級(jí)保護(hù),即下游的故障不應(yīng)該導(dǎo)致上游的開(kāi)關(guān)動(dòng)作,系統(tǒng)最壞的情況就是切換到旁路,然后利用旁路強(qiáng)大的過(guò)載能力沖開(kāi)下游的保護(hù)器件,這就是旁路抗沖擊要求的來(lái)源。
使用分散旁路的系統(tǒng),如果強(qiáng)行切換到旁路,由于抗沖擊能力的不足和非同步的切換,毫無(wú)疑問(wèn)將會(huì)導(dǎo)致器件損壞,系統(tǒng)宕機(jī),所以廠(chǎng)家設(shè)計(jì)就只能禁止切換到旁路??梢韵胂笤谝粋€(gè)復(fù)雜的機(jī)房或者工廠(chǎng)內(nèi),只要有一個(gè)分支發(fā)生短路故障,后果就是整個(gè)系統(tǒng)束手就擒!這在實(shí)際應(yīng)用中是無(wú)論如何不能接受的,但這同時(shí)是分散旁路無(wú)法解決的固有問(wèn)題。
系統(tǒng)可靠性分析
分散旁路尚可宣稱(chēng)的優(yōu)點(diǎn)就是旁路冗余,集中旁路被認(rèn)為是存在單一故障點(diǎn),下面我們來(lái)分析一下。
1
從器件選型的角度上分析
從器件選型的角度上來(lái)說(shuō),單個(gè)大功率SCR的可靠性遠(yuǎn)高于數(shù)量眾多的小型器件組成的系統(tǒng),集中旁路模塊功能簡(jiǎn)單,僅需要考慮器件和少量外圍驅(qū)動(dòng)電路的影響,而分散旁路因?yàn)槭欠植荚诠β誓K內(nèi),同時(shí)受模塊內(nèi)部眾多器件的影響。
有維修經(jīng)驗(yàn)的工程人員都知道,整流、逆變電路的故障都有可能因?yàn)榛鸹w濺等原因造成其他部分電路的故障,也就是說(shuō)靜態(tài)旁路面臨了較多的不確定風(fēng)險(xiǎn)。如果說(shuō)集中旁路是單一故障的話(huà),分散旁路可能要被稱(chēng)為“多點(diǎn)故障”了。
2
從系統(tǒng)容量角度上分析
從系統(tǒng)容量角度上來(lái)說(shuō),集中旁路的容量按照機(jī)柜設(shè)計(jì),與配置的模塊數(shù)量無(wú)關(guān)。而分散旁路的靜態(tài)旁路容量由模塊容量決定,也就是說(shuō),當(dāng)模塊故障時(shí),系統(tǒng)將會(huì)失去相應(yīng)的靜態(tài)旁路容量。一個(gè)比較極端的例子,當(dāng)機(jī)柜配置2個(gè)功率模塊時(shí),如果負(fù)載率是55%左右,當(dāng)一個(gè)模塊故障時(shí),剩余的一個(gè)模塊則會(huì)處于110%過(guò)載的工況,最終的結(jié)果就是系統(tǒng)掉電。同樣工況對(duì)于集中旁路來(lái)說(shuō),完全不是問(wèn)題。
集中旁路模塊因?yàn)槠骷萘康膬?yōu)勢(shì),甚至有些廠(chǎng)家提供125%長(zhǎng)期過(guò)載的能力,這對(duì)系統(tǒng)可靠性來(lái)說(shuō)有絕對(duì)的保障。
3
集中旁路的可靠性設(shè)計(jì)分析
集中旁路的可靠性設(shè)計(jì),眾多主流廠(chǎng)家也提出了很多提升可靠性的方案,比如冗余備份的控制回路方案,通信總線(xiàn)冗余的方案,功率模塊和旁路模塊控制解耦方案,功率模塊參與旁路控制方案,每個(gè)廠(chǎng)家的解決方案各有特色,經(jīng)過(guò)多年的市場(chǎng)驗(yàn)證,能夠大大提升系統(tǒng)的可用性,加上旁路模塊普遍的熱插拔設(shè)計(jì),維修升級(jí)與功率模塊一樣簡(jiǎn)便。
總結(jié)
END
過(guò)以上的分析,希望可以讓大家能夠進(jìn)一步了解到兩種方案的系統(tǒng)綜合性能和產(chǎn)品可靠性的差異。
技術(shù)流派的爭(zhēng)論和路線(xiàn)選擇是產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的正?,F(xiàn)象,對(duì)于用戶(hù)來(lái)說(shuō),正確了解各路線(xiàn)的利弊是至關(guān)重要的,兼聽(tīng)則明,可以避免陷入營(yíng)銷(xiāo)概念的誤區(qū)。然而,對(duì)于生產(chǎn)廠(chǎng)家而言,技術(shù)路線(xiàn)的選擇意義重大,一旦路線(xiàn)確定,產(chǎn)品開(kāi)發(fā)將無(wú)法中途轉(zhuǎn)變,后續(xù)產(chǎn)品系列也必將延續(xù),這就是為何無(wú)論業(yè)界如何發(fā)展,分散旁路的廠(chǎng)家仍然無(wú)法轉(zhuǎn)向另一陣營(yíng)。