UPS雙母線一體化配電解決方案

2021-12-22 06:50:39 字數 2592 閱讀 6055

0 引言

結合上海某電力系統具體情況,我們做出了艾默生專業機房裝置解決方案。該方案展示了

最新專業機房系統全貌,為最安全最可靠的ups並機雙母線冗餘供電系統。

1 機房配電方案

根據機房的實際情況,配置情況如圖1所示。

圖1 雙母線一體化配電方案

配置4臺容量為300kva的hipulse系列12脈衝整流ups,每2臺(1+1)帶並機櫃提供雙母線供電,每台ups配置192節gnb1000ah/2v電池,兩台合計384塊。雙母線合計768塊。

系統1由ups1-1和ups1-2兩台帶並機櫃併機。並在旁路櫃前增加一台隔離變壓器,當ups轉旁路時,消除市電對負載諧波干擾及降低零地電壓。兩台ups平時可各帶50%負載,當一台ups有故障時,另一台可帶100%負載繼續供電。

當兩台ups同時有故障時,可經ups靜態旁路開關櫃mss轉到旁路供電。

系統2由ups2-1和ups2-2兩台帶並機櫃併機。並也在旁路櫃前增加一台隔離變壓器。系統2的結構和工作原理同系統1。

平時,系統1與系統2分別帶自己的負載。系統1經ups1輸出櫃和靜態轉換開關600asts1帶重要pc負載,系統2經ups2輸出櫃和靜態轉換開關600asts2帶通訊裝置、電梯照明等負載。當其中乙個系統供電母線上的任何裝置或電纜需要維護或故障時,其負載可經靜態轉換開關切換至另乙個系統供電。

由此,做到了點對點的冗餘,極大增加了整個系統的可靠安全性。

在兩套系統的相互切換過程中,為保證二者可以同頻率、同相位,艾默生提供一種lbs負載匯流排同步跟蹤控制器。在它的控制管理下,如果ups供電系統2出現供電故障,具有自動跟蹤控制功能的負載匯流排同步跟蹤控制器和靜態轉換開關會讓系統1暫時承擔起全部負載的供電任務。在此期間,使用者就可對系統2進行離線檢修。

兩套系統分別配外接維修旁路,外接維修旁路由1個空氣開關組成。當系統需要維護時,可由該旁路供電。在外置維修旁路櫃及ups系統並機櫃的內建維修旁路開關上,各安裝有乙個castellkey互鎖裝置,以保證二者之間的安全正確切換,使逆變器輸出和維修旁路永遠不會短路。

2 艾默生hipulse系列ups特點

艾默生7000 hipulse系列ups產品是艾默生公司在大中型計算機電源裝置中的主流產品,其獨特的技術可簡述如下。

2.1 高可靠性

衡量一台ups可靠性高低的重要指標之一是其應具有極強的抗輸出過載能力。這意味著,即使因使用者投入大負荷或非線性負載而形成瞬態浪湧過載輸出局面時,不但應保證ups逆變器的完好無損,而且還不能出現因逆變器輸出過載能力差而轉交流旁路供電的局面。這是因為,當ups在執行逆變器供電→交流旁路供電切換操作的期間,有可能因不穩壓的市電電源與具有穩壓輸出特性的逆變器之間的瞬態電壓差過大而損壞ups。

艾默生ups的典型過載能力,三相工作時110%額定負載為1h,125%額定負載為10min,150%額定負載為1min;單相工作時,200%額定負載為30s。

當過載量和在該過載量下的持續時間沒有超過上述範圍時,將一直由逆變器向負載供電。

2.2 具有極強的抗「階躍性」負載及抗短路能力

在ups執行中最嚴重的情況是輸出被短路。由於配置有設計獨特的輸出限流電路,即使使用者因不慎而造成輸出短路時,逆變器也不會被損壞。艾默生ups的典型抗短路能力,在三相工作時,短路電流被限制在160%標稱輸出電流5s;單相工作時,短路電流被限制在290%標稱輸出電流5s。

2.3 優越的帶三相不平衡負載的能力

對於三進/三出型ups來說,即使用在波峰因數(crest ratio)為3:1的計算機之類的非線性負載時,也能在不降低額定輸出功率的條件下,向使用者提供失真度<3%~5%的高質量的正弦波電源。此外,由於配置有自適應平衡調整電路,當接100%不平衡負載(一相空載,兩相滿載)時,也可確保三相相電壓差<2%,相位差在120°±1°的範圍內。

2.4 高輸入功率因數

由於大量整流濾波型負載(例如:計算機、通訊裝置、家用電器或一般的ups)被引入市電而使電網被「汙染」,造成大量的高次諧波電流流過整個供電系統,導致中線電流過流及電動機負載異常發熱。為解決上述問題,而向使用者提供如下技術方案來消除諧波「汙染」,確保使用者電網的供電質量達到「綠色電源」標準,即在大型ups中,採用輸入濾波及12脈衝整流濾波方案,將輸入功率因數從一般ups的0.

8提高到》0.92。

2.5 優異的併機輸出特性

在設計獨特的直接併機調控系統中,設有頻率母線和電流母線分別精密調控各台ups對市電的同步跟蹤相位關係和均流輸出特性。因而,它不僅確保整個ups供電系統中的每台ups都能均勻分攤負載電流,而且還能使可能出現在並機系統中的「環流」幾乎為零。此外,它還配置了靈敏的「環流監測」電路,時刻監視整個ups供電系統的工作狀態,從而確保這種並機系統具有極高的可靠性(其mtbf可達1×106h數量級)。

上述指標是同類機型中的最高水平。

2.6 完善的電池管理系統

由於採用了「先恆流後恆壓」的充電技術及開發了功能強大的「電池監控軟體」,從而形成了高效能的電池管理系統。該調控系統具有如下優點:

——採用二階分級調控的電池充電限流技術,確保不會發生過充電現象;

——採用微處理器監測技術,根據使用者的實際負載量自動調整電池的臨界放電電壓的閾值,確保不會發生「深度放電」的現象;

——利用可程式設計電池監控軟體對蓄電池執行定時的「自診斷」測試,自動實時顯示電池充電百分容量及電池的剩餘供電時間;

——提供具有自動溫度補償功能的電池充電系統;

——配有過充保護和自動均充定時控制器。

UPS雙母線一體化配電解決方案

根據機房的實際情況,配置情況如圖1所示。圖1 雙母線一體化配電方案 配置4臺容量為300kva的hipulse系列12脈衝整流ups,每2臺 1 1 帶並機櫃提供雙母線供電,每台ups配置192節gnb1000ah 2v電池,兩台合計384塊。雙母線合計768塊。系統1由ups1 1和ups1 2兩...

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