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文檔簡介

1、XX超白玻璃項(xiàng)目生產(chǎn)線ups共電系統(tǒng)技術(shù)建議書XX電源有限公司二零壹壹年七月目錄前言3第一章項(xiàng)目設(shè)計(jì)目標(biāo)與原則4一、設(shè)計(jì)的目的4二、設(shè)計(jì)的基本原則4第二章XXXUPS系統(tǒng)建議書7一、系統(tǒng)設(shè)計(jì)71 .基本情況72 .方案設(shè)計(jì)81)設(shè)計(jì)原則82)設(shè)計(jì)依據(jù)10二、系統(tǒng)方案101.控制系統(tǒng)供電方案101)UPS主機(jī)102)電池配置103)設(shè)備清單124)系統(tǒng)圖125)外部配電146)安裝建議142.熔解區(qū)設(shè)備供電方案161)UPS主機(jī)162)電池配置163)設(shè)備清單174)系統(tǒng)圖195)外部配電216)安裝建議21第三章主機(jī)介紹23一、技術(shù)特點(diǎn)23二、其它安裝參數(shù)37三、參數(shù)表38刖百承蒙對XXX電源

2、公司的信任和支持,提供我們參與貴廠不間斷供電系統(tǒng)(UPS)的機(jī)會,我們不勝感激及深表榮幸。本公司將本著誠摯、科學(xué)的態(tài)度,充分考慮貴院的需求,利用我們先進(jìn)的科技和豐富的設(shè)計(jì)、項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn),提供最佳的專業(yè)服務(wù),以及高性價(jià)比的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案,為數(shù)據(jù)中心提供一套優(yōu)質(zhì)的不間斷電源建設(shè)方案。第一章項(xiàng)目設(shè)計(jì)目標(biāo)與原則一、設(shè)計(jì)的目的不間斷電源系統(tǒng)項(xiàng)目是為解決生產(chǎn)線熔解區(qū)及成型區(qū)設(shè)備不間斷,并隨時(shí)提供優(yōu)質(zhì)電源的供電,特別是成型區(qū)的設(shè)備供電更為重要。為此,需要考慮新建系統(tǒng)的安全、可靠為基本原則。本方案建設(shè)的目的,主要分為2個(gè)部分:保障所有設(shè)備的不間斷供電,保障向所有設(shè)備提供優(yōu)質(zhì)電源。其次,還須堅(jiān)持“綠色環(huán)?!钡脑瓌t。在

3、我們的建議方案中所使用的設(shè)備都是目前具有先進(jìn)可靠技術(shù)的環(huán)保綠色設(shè)備,在系統(tǒng)中盡量避免出現(xiàn)“單點(diǎn)故障”的瓶頸處,同時(shí)需合理布局電源機(jī)房及電池房。同時(shí)我們也考慮到未來幾年的發(fā)展,并給出一些建設(shè)性意見。二、設(shè)計(jì)的基本原則這次項(xiàng)目的建設(shè),主要以不間斷供電、安全可靠和綠色環(huán)保這幾個(gè)方面為基本原則,確保供電系統(tǒng)的正常運(yùn)行。鑒于不間斷電源系統(tǒng)在整個(gè)中心機(jī)房系統(tǒng)中的重要地位和關(guān)鍵作用,因此,我們制訂并遵循如下的基本原則:安全可靠性為保證中心機(jī)房全部系統(tǒng)的毫無間斷地正常運(yùn)行,不間斷電源系統(tǒng)必須具有高可靠性,以保障整個(gè)中心機(jī)房所有系統(tǒng)毫無絲毫的間斷。實(shí)用性和先進(jìn)性采用先進(jìn)成熟的技術(shù)滿足不間斷供電的需求,兼顧成本的

4、投入,盡可能地完善設(shè)計(jì)達(dá)到整個(gè)系統(tǒng)在一段時(shí)期內(nèi)保持技術(shù)的先進(jìn),并具有良好的發(fā)展?jié)摿Γ赃m應(yīng)未來業(yè)務(wù)發(fā)展和升級的需要。靈活性與可擴(kuò)展性根據(jù)業(yè)務(wù)的不斷發(fā)展,具信息系統(tǒng)也會隨之而發(fā)展。因此,不間斷電源系統(tǒng)應(yīng)該具有良好的擴(kuò)展性。能夠根據(jù)未來業(yè)務(wù)的不斷深入發(fā)展的需要,方便地?cái)U(kuò)展、提高使用地靈活性。開放性/跨平臺互連性系統(tǒng)能夠具備與多種協(xié)議計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)互連互通的特性,確??梢允褂镁W(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)對其進(jìn)行管理和監(jiān)控。在通訊界面上真正實(shí)現(xiàn)開放。經(jīng)濟(jì)性/投資保護(hù)以較高的性能價(jià)格比構(gòu)建系統(tǒng),使資金的產(chǎn)出投入比達(dá)到最大值。能以較低的成本、較少的人員投入來維持維護(hù)系統(tǒng)的可靠運(yùn)轉(zhuǎn)。提供高效能與高效益,使得系統(tǒng)投入使用后,有一

5、個(gè)合理的運(yùn)行費(fèi)用支出。綠色環(huán)保鑒于環(huán)保切實(shí)需要,目前不間斷電源系統(tǒng)也正朝著這個(gè)利國、利民的趨勢發(fā)展。為此,在設(shè)計(jì)建設(shè)時(shí),采用綠色環(huán)保的材料及設(shè)備就顯得至關(guān)重要。傳統(tǒng)的UPS在運(yùn)行時(shí),將向電網(wǎng)注入大量的諧波電流,引起諧波損耗和干擾,同時(shí)還出現(xiàn)裝置網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)惡化的現(xiàn)象,即所謂“電力公害”。諧波電流不僅污染電網(wǎng),而且首先污染了系統(tǒng)本身。由于它的輸入功率因數(shù)低,輸入無功功率大,要求系統(tǒng)配電容量和系統(tǒng)中其他設(shè)備的功率容量都要增大50%這將使得電網(wǎng)的電壓波形受到干擾,電網(wǎng)配線的載荷能力下降,嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致該線路供電系統(tǒng)的震蕩或者其他設(shè)備工作異常。高次諧波還消耗大量無功功率,增大線路的損耗,引起電子保護(hù)裝

6、置的誤動(dòng)作,使電機(jī)會產(chǎn)生附加力矩和附加損耗,影響儀器、儀表的計(jì)量準(zhǔn)確度,對計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、通信系統(tǒng)產(chǎn)生電磁干擾現(xiàn)象等。UPS在為所保護(hù)的負(fù)載提供純凈電源的同時(shí),自身又會產(chǎn)生新的電磁干擾。如何有效消除這些電磁干擾已成為UPS技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要問題,用戶對無污染的綠色UPS的呼聲也越來越高。電源系統(tǒng)的綠色化有兩層含義:首先是顯著節(jié)電,這意味著發(fā)電容量的節(jié)約,而發(fā)電是造成環(huán)境污染的重要原因,所以節(jié)電就可以減少對環(huán)境的污染;其次這些電源不能(或少)對電網(wǎng)產(chǎn)生污染。國際電工委員會(IEC)對此制定了一系列標(biāo)準(zhǔn),如IEC555、IEC917、IEC1000等。1996年1月1日起,歐洲聯(lián)盟EU(15國)開始強(qiáng)

7、制執(zhí)行89/336/EEC有關(guān)EMC歐洲電工委員會)的指令,要求所有的電子電器產(chǎn)品(含變頻器和UPS裝置)必須符合EMC要求,并加貼CE標(biāo)記才能在歐洲市場上銷售。IEC國際電工委員會對電磁兼容定義為:“設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中能正常工作,且不對環(huán)境中任何事物構(gòu)成不能承受的磁干擾的能力”由電磁兼容的定義可見:設(shè)備系統(tǒng)不僅應(yīng)具有抑制外部來的電磁干擾能力,而且其所產(chǎn)生的電磁干擾不得影響同一電磁環(huán)境中其他電子設(shè)備的正常工作。UPS既是一個(gè)受電設(shè)備,電網(wǎng)在向它提供有功、無功功率的同時(shí),電網(wǎng)中的浪涌、尖波毛刺等諧波及輻射、感應(yīng)偶合進(jìn)來的電磁干擾信號也一并輸入;UPS又是一個(gè)干擾源,它除了向負(fù)載提供穩(wěn)頻、穩(wěn)

8、壓凈化電源外,具整流部分對電網(wǎng)產(chǎn)生的高次諧波反向注入電網(wǎng),造成電網(wǎng)電壓畸變,影響同一個(gè)電網(wǎng)上的電氣設(shè)備,它變成干擾源。另外,這些高次諧波還以電磁場方式,向內(nèi)部和外部空間產(chǎn)生射頻干擾,會影響計(jì)算機(jī)、電子儀器儀表,通信和無線電設(shè)備正常工作。傳統(tǒng)6脈沖整流UPSft工作時(shí),會產(chǎn)生30犯上的諧波干擾。為了使UPS對電網(wǎng)造成干擾,必須抑制傳統(tǒng)可控硅整流技術(shù)產(chǎn)品的高次諧波,并限制其電磁干擾。抑制UPS電源輸入側(cè)高次諧波,需要增加一定的補(bǔ)償功率因數(shù)環(huán)節(jié)或?yàn)V波器,增加整流器的脈沖數(shù),改6脈沖整流為12脈沖整流等。但各種濾波器不但增加了配置UPS的費(fèi)用,效果也并不理想,且必須消耗額外的電能為代價(jià),系統(tǒng)運(yùn)行效率大

9、大降低。由于12脈沖整流是在6脈沖的基礎(chǔ)上增加一套6脈沖整流電路,因此,其中的一套6脈沖整流必須通過變壓器作30度的相移,而變壓器工作時(shí)的損耗大大降低了整機(jī)的效率,另一方面也增加了體積和重量。由于兩套6脈沖整流器并聯(lián)工作,就需要對并聯(lián)的整流器增加電流分配均衡電路,從而又增加了故障環(huán)節(jié)。為了降低采用可控硅整流器的電流諧波,需要在原本單一的整流器環(huán)節(jié)外,增加移相變壓器、多一套整流器、并聯(lián)均流器等3個(gè)以上的故障節(jié)點(diǎn)!在大功率UPS系統(tǒng)中,使用12脈沖整流器和增加諧波濾波器后的體積及重量會增加23倍,既增加安裝成本也限制了安裝場地。而采用有源濾波裝置,雖然重量體積不需要增加很多,但是需要耗費(fèi)比12脈沖

10、整流更多的電能,去抵消諧波,可以說是不得已而為的補(bǔ)救措施。從以上分析得知,采用傳統(tǒng)可控硅整流技術(shù)的UPS低污染、低能耗、靠可靠是完全矛盾的,無法兼顧。第二章XXXUPS系統(tǒng)建議書一、系統(tǒng)設(shè)計(jì)1 .基本情況一廠UPS供電設(shè)備列表(工N)窯爐溶解區(qū)域工段設(shè)備名稱設(shè)備功率(KW)數(shù)量運(yùn)行數(shù)量備注DCS控制系統(tǒng)1011池爐儀表控制1011投料機(jī)5.542變頻主橫通路天然氣控制311支橫通路天然氣控制1.522熔化池天然氣控制522主橫通路助燃風(fēng)機(jī)1121用1備1支橫通路助燃風(fēng)機(jī)3032軟啟用2備1通道助燃風(fēng)機(jī)3764軟啟用4備2通道燃燒盤控制系統(tǒng)244備用柴油泵520備用備用才有控制燃燒系統(tǒng)510備用

11、成型區(qū)域工段設(shè)備名稱設(shè)備功率(KW)數(shù)量運(yùn)行數(shù)量備注成形壓延機(jī)1144變頻過渡段傳動(dòng)344輸送輻傳動(dòng)344退火窯主傳動(dòng)1544變頻主傳動(dòng)(備用)1510變頻冷端應(yīng)急落板前傳動(dòng)344應(yīng)急橫切機(jī)344根據(jù)生產(chǎn)設(shè)備的重要性及區(qū)域,分別配置UPS從籌建處及設(shè)計(jì)院了解到,熔解區(qū)的控制系統(tǒng)要單獨(dú)配置UPS該區(qū)域其它設(shè)備的功率在360kW需要配置一臺UPS成型區(qū)的設(shè)備功率約190kW該區(qū)域的設(shè)備特別重要,供電絕對不能中斷。2 .方案設(shè)計(jì)1)設(shè)計(jì)原則由于生產(chǎn)設(shè)備24時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn),要求UPS及配電系統(tǒng)也必須24小時(shí)連續(xù)不間斷運(yùn)行,為確保供電安全可靠,UPS系統(tǒng)需要有充足的負(fù)載余量及系統(tǒng)冗余能力,特別是成型區(qū)設(shè)備,要求

12、采用冗余運(yùn)行。在保證系統(tǒng)可靠性的前提下,降低乃至消除返灌諧波電流,同時(shí)保障系統(tǒng)的運(yùn)行效率。選擇高可靠的、成熟的節(jié)能環(huán)保產(chǎn)品,減少UPS設(shè)備自身的功耗,在降低碳排放的同時(shí),也能夠降低用戶的電費(fèi)開支,包括可以減小空調(diào)配置、節(jié)省空調(diào)運(yùn)行費(fèi)用。以目前市場上技術(shù)最先進(jìn)、產(chǎn)品最成熟、可靠性最高為原則,我們選擇XXXXXX的全I(xiàn)GBT技術(shù)產(chǎn)品。XXXUPS基于軍用級的可靠性要求設(shè)計(jì),配合優(yōu)秀的熱同步無數(shù)據(jù)線并機(jī)技術(shù),可以徹底消除并機(jī)單點(diǎn)故障點(diǎn),將并聯(lián)系統(tǒng)的內(nèi)的設(shè)備融為一體;本方案所推薦的XXX9395系列,采用IGBT整流、逆變技術(shù),且都是XXX公司的成熟產(chǎn)品,具有廣泛的高端客戶、重要機(jī)房應(yīng)用案例。IGBT

13、整流技術(shù)的優(yōu)勢在于,可輕易地將功率因數(shù)提高到接近1,從根本上解決了對電網(wǎng)回饋干擾的問題,如下圖所示。增加整流器的脈沖數(shù)會減少高次諧波電流的次數(shù)及數(shù)值。若采用6脈沖疊加的方式,即12脈沖、18脈沖、24脈沖,則隨著脈沖數(shù)的增加,電源側(cè)輸入諧波電流也隨著降低,但會導(dǎo)致整流結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本增加及可靠性降低。一般大于12脈沖較少有實(shí)際采用。使用IGBT整流技術(shù)的整流器利用高頻切換脈寬調(diào)制電流,達(dá)到正弦波式輸入電流的目的。IGBT整流技術(shù)可將輸入諧波電流降至極低,IGBT整流技術(shù)還不受負(fù)載量的影響,克服了濾波器效率隨功率大小變化的問題,濾波器實(shí)現(xiàn)無輸入電流真正正弦波輸入。IGBT整流技術(shù)的UPS單一的輸入

14、功率因數(shù)0.99,對于電網(wǎng)表現(xiàn)為近似純阻性負(fù)載。IGBT整流技術(shù)的優(yōu)勢明顯。目前對于大功率三相整流電路進(jìn)行功率因數(shù)校正通常只能做到無源功率因數(shù)補(bǔ)償,6脈沖整流不加濾波器僅為0.65左右,12脈沖整流僅為0.8左右,而且濾波器體積大、重量高、價(jià)格昂貴。表1為三者具體參數(shù)對比。以發(fā)電機(jī)兼容性為例:300kVA的6脈沖UPS需要配置750kVA的柴油發(fā)電機(jī)組的功率容量;300kVA的12脈沖UPS需要配置450kVA的柴油發(fā)電機(jī)組的功率容量;300kVA的IGBT整流UPS只需要配置300kVA的柴油發(fā)電機(jī)組的功率容量。簡而言之,使用IGBT整流技術(shù)的UPS*有重量輕,拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡單的特點(diǎn),穩(wěn)定性更高

15、,電流諧波值小,可以適應(yīng)各種負(fù)載,功效與負(fù)載多寡無關(guān),且組件少、體積小,無共振及過容量危險(xiǎn)。使用IGBT整流技術(shù)的UPS可以實(shí)現(xiàn)雙向保護(hù),除了可以降低自身對電網(wǎng)的污染外,還可以消除所帶負(fù)載對電網(wǎng)諧波污染和校正功率因數(shù)。采用IGBT整流技技術(shù),為UPS&端提供純凈的正弦波,對于電網(wǎng)前端其所帶的負(fù)載組表現(xiàn)為低諧波的近似阻性負(fù)載。表1三種整流技術(shù)對比輸入功率因數(shù)輸入諧波電流(對電網(wǎng)污染)無功損耗,入配置容景與發(fā)電機(jī)組功率匹配比輸入電壓范圍6脈沖整流(濾波器)0.65,8020%T0%11.2512,5410%12脈沖整流(源波器)0.80-0,9010%45%11.1511,5410%IGB

16、T高頻整流0.99<3%<1%111I+15%-30%2)設(shè)計(jì)依據(jù)UPS主機(jī)設(shè)備采用節(jié)能環(huán)保、無污染的綠色電源;并根據(jù)負(fù)載量及設(shè)備是否分區(qū)域來規(guī)劃供電系統(tǒng),熔解區(qū)控制系統(tǒng),下稱控制系統(tǒng)單獨(dú)配置三進(jìn)單出UPS一臺,熔解區(qū)除控制系統(tǒng)以外的設(shè)備下稱熔解區(qū)設(shè)備,和成型區(qū)設(shè)備不在同一地點(diǎn),我們準(zhǔn)備了兩個(gè)方案供選擇。鑒于熔解區(qū)的設(shè)備用電量為360kW,重要性相對較低,至少配置一臺450kVA單機(jī)UPS;而成型區(qū)的設(shè)備用電量為180kW,負(fù)載重要性很高,至少配置2臺300kVA并機(jī)UPS。兩區(qū)合計(jì)540kW,按照正常運(yùn)行80%實(shí)際用電量計(jì)算為430kWo綜合安全性與經(jīng)濟(jì)性的考量,建議將2區(qū)做集中

17、供電,配置3臺300kVA不間斷電源并聯(lián),組成2+1冗余系統(tǒng)。系統(tǒng)在負(fù)載量不大于480kW時(shí),具備1臺300kVA的UPS容錯(cuò)能力。集中供電的好處是,在不損害成型區(qū)核心設(shè)備供電安全性的情況下,可以降低熔解區(qū)的UPS容量,并且使得該區(qū)域的供電具備冗余性。二、系統(tǒng)方案1.控制系統(tǒng)供電方案1 )UPS主機(jī)熔解區(qū)控制系統(tǒng)的額定功率為20kW的單相負(fù)載,運(yùn)行時(shí)按照80%計(jì)算實(shí)際功率約16kW。按照UPS安全運(yùn)行建議,配置一臺XXX9155-30kVA三相輸入單相輸出UPS,帶載率為6070%。2)電池配置熔解區(qū)控制系統(tǒng)按實(shí)際20kW負(fù)載計(jì)算,電池配置2組并聯(lián),以提高可靠性。30分鐘和15分鐘后備時(shí)間配置

18、如下:廳PUPS型號后備時(shí)間電池型號電池?cái)?shù)量單位備注19155-30-N30分鐘12HR8072節(jié)2組并聯(lián)29155-30-N15分鐘12HR6072節(jié)2組并聯(lián)選擇法國RUZET路盛電池科技公司高倍率HR系列電池(10年壽命HR系歹【),查RUZETHR系列數(shù)據(jù)彩頁中的恒功率放電參數(shù)表(DischargeratingsinWattspercell),在30分鐘列、放電終止電壓為1.67V時(shí):12HR80型電池在30分鐘、終止電壓至1.67V的恒定放電功率參數(shù)為52.2(瓦特/2伏單元),大于計(jì)算要求值48.75瓦特/單元.采用2組并聯(lián),每組36節(jié)12HR80型RUZET法國路盛電池能夠滿足XX

19、X30KVAUPS(實(shí)際負(fù)載20KW)后備不小于30分鐘的要求,終止電壓大于10.02伏/節(jié)。ITIGTIRATESeriesDataSlieer-DieliniingRillingsinWaitsPerCell(ft2572(77T)Type./cellD值cha喈eTime-MinuterDisdia鯉Tiine-Hours515Ju3'j451234s681012HR6D1.7594.272.255.347.636.227.422.212.79.527.516.235.434.423.751JDiioo.e76.958.249.737.528.422.B13.29.777,696

20、,375.534.483.781.67109.782.360.452.430228.823.413.510.17.936.425例4.543.8612HR801.75125.696.373.763.536.529.617.012.710.08.317.245.895.001.70134.5102677.666.24-9.937.830.517.613.010.38.497.3SS.975.051.67146.2109.780.469.8.38.431.318.013.510.68.557.526.055.14選擇法國RUZET路盛電池科技公司高倍率HR系列電池(10年壽命HR系歹【),查RUZ

21、ETHR系列數(shù)據(jù)彩頁中的恒功率放電參數(shù)表(DischargeratingsinWattspercell),在15分鐘列、放電終止電壓為1.67V時(shí),12HR60型電池在15分鐘、終止電壓至1.67V的恒定放電功率參數(shù)為60.4(瓦特/2伏單元),大于計(jì)算要求值48.75瓦特/單元.采用2組并聯(lián),每組36節(jié)12HR60型RUZET法國路盛電池能夠滿足XXX30KVAUPS(實(shí)際負(fù)載20KW)后備不小于15分鐘的要求,終止電壓大于10.02伏/節(jié)。HIGHRATESeriesDataSheef-DitebaiginaRatingsinWattsPerCell25L1(77T)BatterjrTyp

22、eWlrS/ceUDiehaieTimaQlhiut時(shí)DiwihftreTin憂"Hours5101520304513456sw12HR501.7594.272.255,3J7.6茹,227.422.21279.527.516.235.434.423.751.70100.976.968.249.737.52i.422.813.29.777.696.375.534483.731.67109.762.3|60.4)52.43022e.a23.413.510.17.936.425.644643.8612HR&01.75125.656.373l53£48.236.&

23、29.617.012.710.D8.317,245895.001.7D134.5102.677.6S&.240937.B30.517.613.01036.437.38S.975.051.67146.2109.7S0.469.852.23B.431.315.013.510.6B.557.520.055.143)設(shè)備清單廳p設(shè)備規(guī)格型號數(shù)量單位尺寸(W*D*H)/說明1UPS9155-30-NC1臺494*762*16842通彳什AS4001塊干接點(diǎn)告警3電池柜定制含開關(guān)1臺800*762*16844電池12HR8072節(jié)30分鐘(2組*36節(jié))12HR6015分鐘(2組*36節(jié))4)系統(tǒng)

24、圖ECN9155-30-MCTITLECHECKEDSAFETYTCR口W4息一1直RAWDESIGNBNE1£EU皿SBCT<MSMECHAMEALMATERIALCOATMGUNITSmaiSHEETV*PART5)外部配電開關(guān)規(guī)格電纜規(guī)格主輸入80A3P3x16mm2旁路輸入160A1P2x50mm2檢修160A1P2x50mm2輸出160A1P2x50mm2注:零線不通過開關(guān)6)安裝建議Ji15分鐘配置30分鐘配置UPS-19155-MkVA2040kVAUPS主機(jī)外型尺寸圖P=逆變器效率yX一組12V電池個(gè)數(shù)NX60.97X36X6692W/Cell2 .熔解區(qū)設(shè)備供

25、電方案1)UPS主機(jī)綜合安全性與經(jīng)濟(jì)性的考量,建議將2區(qū)做集中供電,配置3臺300kVA不間斷電源并聯(lián),組成2+1冗余系統(tǒng)。系統(tǒng)在負(fù)載量不大于480kW時(shí),具備1臺300kVA的UPS容錯(cuò)能力。集中供電的好處是,在不損害成型區(qū)核心設(shè)備供電安全性的情況下,可以降低熔解區(qū)的UPS容量,并且使得該區(qū)域的供電具備冗余性。正常工作時(shí),三臺UPS并聯(lián)運(yùn)行共同承擔(dān)430kW負(fù)載,并自動(dòng)均分,每臺UPS承擔(dān)33%約合145kW,負(fù)載率約60%。一旦其中一臺UPS因故退出供電系統(tǒng),剩余的2臺UPS將承擔(dān)所有負(fù)載,此時(shí)每臺UPS的帶載率約90%o2)電池配置熔解區(qū)控制系統(tǒng)按實(shí)際430kW負(fù)載計(jì)算,每臺UPS至少配

26、置2組電池并聯(lián)運(yùn)行,提高可靠性。30分鐘和15分鐘后備時(shí)間配置如下:廳pUPS型號后備時(shí)間電池型號電池?cái)?shù)量單位備注19395-300kVA30分鐘12LPG20072節(jié)2組并聯(lián)29395-300kVA15分鐘12LPG15072節(jié)2組并聯(lián)每臺UPS實(shí)際負(fù)載P1=145kW,XXX9395系列UPS的逆變器效率取4=0.97,一組12V電池個(gè)數(shù)N=36節(jié)(XXXUPS要求為3642節(jié)/組12伏電池),2伏單元的放電終止電壓取1.67伏/單元。本項(xiàng)目要求蓄電池至少采用2組及以上并聯(lián),以確保在一組中有電池故障時(shí),可由其他電池組保障供電來提高可靠性;但不能超過4組并聯(lián),以確保減少電池內(nèi)環(huán)流,保證安全性

27、;由于現(xiàn)場負(fù)載大部分為容性負(fù)載(泵負(fù)載),建議使用15年設(shè)計(jì)浮充壽命的膠體蓄電池。在30分鐘里,每個(gè)2伏單元蓄電池(12伏電池內(nèi)有6個(gè)2伏單元)應(yīng)持續(xù)向UPS提供的恒定功率P:UPS實(shí)際負(fù)載功率kWX1000145KWX1000如果用2組并聯(lián),則每節(jié)的放電功率為P/2=346瓦特/2伏單元。選擇法國RUZET路盛電池科技公司高耐用膠體系列電池(15年壽命LPG系列):查RUZETLPG系列恒功率放電參數(shù)表(DischargeratingsinWattspercell,在30分鐘列、放電終止電壓為1.67V時(shí),12LPG200型電池在30分鐘、終止電壓至1.67V的恒定放電功率參數(shù)為365.4(

28、瓦特/2伏單元),大于計(jì)算要求值346瓦特/單元.因此每臺UPS配置2組并聯(lián),每組36節(jié)12LPG200型RUZET法國路盛電池能夠滿足XXX300KVAUPS(實(shí)際負(fù)載145KW)后備不小于30分鐘的要求,終止電壓大于10.02伏/節(jié)。12LPGData與加印Di時(shí)JurgingRatingsmWattsPeiCell5t(77下)ZETTypeWitscellDischa華eTimMinuterDischargeTimje-Hours1015205045123456S101.75414.2S43.4297.5241.1180.2153.2100.876.161.G51.345.436630

29、.712LPG1501.70457.43260261B202.0167.910S.979.964.254.147538.031.91.674867吃工227412119172.5109.282.866555749039.232.71754970Ljr?nhszo22581910121091.273,861654d43.838.212LPG16Q1705488150.B391.2314224242016127296077.065057045638.21.67584.04790413.032082M.2207.0131099.479066856847.03S.21.75552.3457939673

30、215251.3212.31344101402.168460.648.64ag12LPG2OO1.70609.8501.04344W269.3223.9141.3106.805.672.263.450.642.51.67648.95323458.3365i2&2.S2M.0145.6110.4BB.674.265.452.243.61.75690.4572349ST3117湛A16801268102685.57S760.861.212LPG2251707623625433436.4336727991766133.2902726335311.67811266545737J56835312

31、8751820130110892B817653545查RUZETLPG系列恒功率放電參數(shù)表(DischargeratingsinWattspercell,在15分鐘列、放電終止電壓為1.67V時(shí),12LPG150型電池在15分鐘、終止電壓至1.67V的恒定放電功率參數(shù)為399(瓦特/2伏單元),大于計(jì)算要求俏346瓦特/單元.因此每臺UPS配置2組并聯(lián),每組36節(jié)12LPG150型RUZET法國路盛電池能夠滿足XXX300KVAUPS(實(shí)際負(fù)載145KW)后備不小于15分鐘的要求,終止電壓大于10.02伏/節(jié)。3)設(shè)備清單廳p設(shè)備規(guī)格型號數(shù)量單位尺寸(W*D*H)/說明1UPS9395-300

32、kVA3臺1350*880*18802CANBUS3塊3通彳什AS4003塊干接點(diǎn)告警4電池架定制含開關(guān)3套5電池12LPG20072節(jié)30分鐘12LPG15015分鐘4)系統(tǒng)圖第甯審甯卒中1:可口分;珈U由W設(shè)的n5)外部配電開關(guān)規(guī)格電纜規(guī)格單機(jī)主輸入630A3P4x240mm2+1x150mm2旁路輸入500A3P4x240mm2+1x150mm2輸出500A3P4x240mm2+1x150mm2并機(jī)系統(tǒng)檢修旁路1000A3P2x(4x240mm2+1x150mm2)并機(jī)隔離輸出1000A3P2x(4x240mm2+1x150mm2)注:零線不通過開關(guān)6)安裝建議UPS主機(jī)安裝外型及尺寸I

33、1600電池架尺寸圖電池架效果圖第三章主機(jī)介紹一、技術(shù)特點(diǎn)9395系列是XXXXXX公司推出的第五代大功率UPS電源,單機(jī)容量從250KVA至1200KVA0它由XXXXXX位于美國和芬蘭的工廠聯(lián)合研發(fā),是美國軍方指定的UPS產(chǎn)品。9395系列采用當(dāng)今最先進(jìn)的電力電子技術(shù),充分考慮新時(shí)代用戶負(fù)載的實(shí)際使用環(huán)境和使用特點(diǎn),并且集其在電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面40余年的先進(jìn)技術(shù)與豐富經(jīng)驗(yàn),全力打造出的一款為最關(guān)鍵負(fù)載提供高可靠供電保護(hù)的、具有創(chuàng)造性的不間斷電源系統(tǒng)??梢匀鏉M足大型數(shù)據(jù)中心、通訊中心、機(jī)房、工廠自動(dòng)化、大型醫(yī)療系統(tǒng)或大型辦公等應(yīng)用場所的電力保障要求。隨著集成電路、各種高精密設(shè)備和儀器的廣泛應(yīng)

34、用,用戶對于電源產(chǎn)品的質(zhì)量與品質(zhì)也提出了更高的要求,UPS不但要解決停電影響,還要能消除各種高頻雜波、突波、電壓下陷、瞬間斷電等電力干擾對信息設(shè)備的危害,以確保信息網(wǎng)絡(luò)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。XXXXXX在充分結(jié)合自身優(yōu)勢和廣泛聽取用戶的意見后,在保證產(chǎn)品優(yōu)秀品質(zhì)的同時(shí)融入更多更具人性化的設(shè)計(jì)。XXXXXX9395系列的卓越性能包括:全I(xiàn)GBT設(shè)計(jì),輸入功率因數(shù)>0.99,輸入THDI<3%高達(dá)0.9的輸出功率因數(shù)全球最高的整機(jī)效率,即使在半載時(shí)依然可達(dá)95%ABM智能化電池管理系統(tǒng),延長電池使用壽命50%32位DSP數(shù)字控制技術(shù)整流器和逆變器的一體化、通用化、模塊化設(shè)計(jì)Hot-Sync熱

35、同步并機(jī)專利技術(shù),模塊化冗余并聯(lián)設(shè)計(jì)風(fēng)道式冷卻系統(tǒng),冗余風(fēng)扇,風(fēng)扇轉(zhuǎn)速檢測技術(shù)冗余邏輯電源設(shè)計(jì)Easy-Load負(fù)載測試專利技術(shù)簡潔方便的可操作維護(hù)性強(qiáng)大的監(jiān)控通訊能力1)全I(xiàn)GBT設(shè)計(jì),輸入功率因數(shù)0.99,輸入THDI3%的電成9395系列JUPS采用了全I(xiàn)GBT結(jié)構(gòu),即UPS整流器和逆變器均采用IGBT作為功率開關(guān)元件。IGBT作為當(dāng)今最先進(jìn)的、技術(shù)成熟的功率子元件,已經(jīng)被所有的UPS廠商用于逆變器電路,而XXXXXX更是自2000年起開始將IGBT功用于UPS的整流器,并成功造就了81200KVA的綠色電源系統(tǒng)。IGBT整流器所帶來的結(jié)果是將UPS對電網(wǎng)的電力諧波污染降至前所未有的水平

36、,9395系列UPS的輸入電流諧波總失真度3%,輸入功率因數(shù)高達(dá)0.99以上,對電網(wǎng)而言UPS相當(dāng)于純阻性設(shè)備,電壓和電流之間無任何相位差,真正實(shí)現(xiàn)了綠色環(huán)保電源的理念。隨著越來越多的大功率開關(guān)電源的使用,注入市電的諧波電流也越來越多,諧波電流和電壓導(dǎo)致的惡劣后果包括:導(dǎo)致電氣開關(guān)誤動(dòng)作和跳閘導(dǎo)致計(jì)算機(jī)、無線電通訊設(shè)備、監(jiān)視器、電子測試設(shè)備工作異?;蛩罊C(jī)占用大量的電網(wǎng)KVA資源,導(dǎo)致電力變壓器發(fā)熱燒毀產(chǎn)生電網(wǎng)諧振電力電纜發(fā)熱,功率損耗影響發(fā)電機(jī)組運(yùn)行,發(fā)電機(jī)被迫嚴(yán)重增容方能與UPS匹配在當(dāng)今電力污染日益加重的今天,XXXXXX一直在全球積極倡導(dǎo)綠色環(huán)保節(jié)能的理念,以下是當(dāng)今市面上各種形式的UP

37、S整流器的輸入電流失真度比較:整流器方式輸入電流諧波失真度(滿載時(shí))6脈沖整流器30%6脈沖整流器+輸入濾波器10%12脈沖整流器8%12脈沖整流器+輸入濾波器57%6脈沖整流器+有緣濾波器310%IGBT整流器3%傳統(tǒng)的12脈沖整流器采用可控硅作為功率元件,其開關(guān)頻率僅為50Hz,僅僅是為了達(dá)到5%的輸入電流失真度要求,就需要為此加裝沉重的移相變壓器、輸入濾波器。然而即便如此,5%的諧波失真也只有當(dāng)12脈沖UPS滿載時(shí)候才能達(dá)到,而實(shí)際情況是絕大多數(shù)UPS的負(fù)載率不到50%或更輕載,此時(shí)12脈沖UPS的輸入電流諧波失真度將高達(dá)15%以上。無論是采用12脈沖整流器,還是采用6脈沖整流器加輸入濾

38、波器,或是采用6脈沖整流器加有源濾波器的方式,其處理方式都是:先是由于UPS的可控硅整流電路不可避免的產(chǎn)生大量電流諧波污染,然后用戶被迫再花費(fèi)大量金錢去治理諧波污染,因此這些處理方式都屬于被動(dòng)式治理。在上述表格中的輸入諧波失真度還都是指在滿載時(shí)的效果,當(dāng)負(fù)載半載或更輕時(shí),諧波污染將更加嚴(yán)重。此外在加裝大量的變壓器和濾波器后,UPS的整機(jī)效率將下降57%,從而浪費(fèi)了更多的電能。而XXXXXX的IGBT整流器,則是從根本上解決問題,即UPS從源頭上抑制了諧波的產(chǎn)生源,因此也無需再進(jìn)一步花費(fèi)來抑制。這屬于超前的主動(dòng)式治理。以下是XXXXXXUPS的輸入電壓電流波形(示波器抓拍)IGBT整流器帶來的好

39、處包括:對電網(wǎng)中的其他設(shè)備無任何干擾污染UPS輸入端的線纜,保險(xiǎn),空開等容量可以減小,從而降低了用戶的投資成本與發(fā)電機(jī)的容量能得到最佳匹配不會因加裝濾波器而降低整機(jī)效率造成能量損失機(jī)器重量輕(易于安裝和運(yùn)輸)2)全球最高的整機(jī)效率,即使在半載時(shí)依然可達(dá)95%在當(dāng)今機(jī)房供電系統(tǒng)中,80%的UPS帶載率都小于50%o由于并機(jī)、雙總線冗余系統(tǒng)的大量使用,分?jǐn)偟矫颗_UPS的實(shí)際負(fù)載非常小,幾乎所有的UPS的應(yīng)用現(xiàn)狀都是大馬拉小車,因此對于用戶而言,UPS在半載或更輕負(fù)載時(shí)的整機(jī)效率才真正具有實(shí)際意義。以下圖表為XXX9395的整機(jī)效率圖:效率/負(fù)載94.0%92.0%率效機(jī)整%90.0%88.0%Tr

40、aditionalUPS939584.0%82.0%80.0%25%50%75%100%負(fù)載率由上圖可見,即使在半載情況下,9395整機(jī)效率依然可達(dá)95%。而競爭對手的UPS在半載時(shí)效率僅為9192%。此外要達(dá)到輸入功率因數(shù)>0.95,輸入諧波失真<5%的國家電力標(biāo)準(zhǔn)要求,所有的競爭廠商都必須選裝有源輸入濾波器或12脈沖選件才能實(shí)現(xiàn),而這將進(jìn)一步降低UPS整機(jī)效率34%,如此以來UPS的整機(jī)效率將只有88%左右。效率對于用戶而言就意味著金錢。與12脈沖整流+11次濾波器的UPS(一月僅88%的效率),9395超過7%的效率差異將為用戶帶來顯著的收益,以200kW的負(fù)載為例:效率差異

41、每小時(shí)每天每年14kW14度336度122640度每度電(工業(yè))為¥0.8每年:98,112UPS壽命為10年:10年:血8,1120再加上為了抵消UPS散熱而花費(fèi)的制冷空調(diào)電耗,在10年間XXXXXX9395將為用戶節(jié)省近200萬元的電費(fèi)!。對于負(fù)載率較低情況,VMM睡眠技術(shù),進(jìn)一步提高冗余系統(tǒng)的電源效率多機(jī)并聯(lián)系統(tǒng),有部分休眠功能多機(jī)井聯(lián)系統(tǒng)-無休眠功能UPS1UP52UPS3并機(jī)系統(tǒng)的效率將自動(dòng)根據(jù)負(fù)投率進(jìn)行最優(yōu)化提升3)ABM智能化電池管理系統(tǒng),延長電池使用壽命50%對于占系統(tǒng)成本很大部分的電池,XXX公司9395系列的機(jī)器采用了ABM智能化“三階”式電池充放電管理系統(tǒng)和DC

42、-Expert電池診斷系統(tǒng)。在線對電池進(jìn)行診斷,并可對電池系統(tǒng)故障提前報(bào)警,提高了系統(tǒng)的可靠性。ABM(AdvanceBatteryManagement):ABM智能電池管理系統(tǒng)在充電過程中采用了三段式充電方式:1)限流均衡充電2)恒壓浮充3)電池自放電狀態(tài)的停止充電利用“均衡充電”及時(shí)消除位于電池組中的各個(gè)單元電池所可能發(fā)生的電池端電壓的不平衡度,并縮短電池的充電時(shí)間。電池并非一直處于浮充狀態(tài),電池充滿后從直流母線上脫開,此時(shí)注入電池的充電紋波電流為零,消除了電池極板的“鈍化”和腐蝕現(xiàn)象。延長了電池50%的使用壽命與傳統(tǒng)的永遠(yuǎn)浮充相比,XXXABM電池管理帶來的好處是:頃目傳統(tǒng)技術(shù)結(jié)果ABM

43、?結(jié)果浮充長期浮充極板鈍化90%休息極板不鈍化M充電長期充電,存在可能90%休息,不可能電流紋波長期充電,影響很大90%休息,不可能熱失控長期充電,存在可能90%休息,不可能電池檢測強(qiáng)制放電,影響整流器工作電池自放電,不影響整流器電池壽命無法延長電池壽命一延長電池壽命達(dá)50%為確保電池的安全,9395還配備了完善的電池在線檢測軟件,具有可編程定時(shí)“自診斷”測試電池容量和自動(dòng)計(jì)算電池的實(shí)時(shí)后備供電時(shí)間的調(diào)控功能。由于采用包功率放電(0.25C恒放電速率)及小容量定量放電(自診斷測試時(shí),僅釋放10%電池安時(shí)容量)雙控技術(shù)。其計(jì)算結(jié)果不僅精度高(誤差±3%),而且與用戶的操作水平無關(guān)。由于

44、整流器未關(guān)斷,負(fù)載不會有任何危險(xiǎn)電池包功率放電,使得計(jì)算出的電池后備時(shí)問精度為±3%該過程完全自動(dòng)進(jìn)行,毋需人工干預(yù)根據(jù)UPS的實(shí)際負(fù)載量自動(dòng)調(diào)整它的“電池電壓過低”自動(dòng)關(guān)機(jī)電壓值,可防止在小電流放電時(shí),電池被深度放電的事故發(fā)生電池測試期間運(yùn)行情況整流器/逆變器同時(shí)向負(fù)載提供電源整流器降低直流電壓電池保持恒定放電(0.25C),電池放電功率與實(shí)際負(fù)載無關(guān),不足部分由整流器提供(動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié))4)32位DSP數(shù)字控制技術(shù)XXXXXX9395系列UPS采用32為的DSP數(shù)字信號處理器,比傳統(tǒng)的CPU速度快50倍以上,大大縮短了閉環(huán)控制時(shí)間,提高UPS輸出電壓的精確性和穩(wěn)定性及對故障的快速處理

45、能力。由于采用了DSP芯片,大大減少控制板數(shù)量(整機(jī)只有2塊控制電路板)和控制板之間的傳輸連接線。確保UPS具有高可靠性和高一致性。9395系列UPS整機(jī)內(nèi)部無任何電位器,避免了模擬控制固有的硬件差異及參數(shù)漂移等缺陷;整機(jī)系統(tǒng)的集成度高,減少板件,簡化電路連接,降低故障率;處理速度快,事件處理及時(shí)、準(zhǔn)確。實(shí)現(xiàn)對輸出電壓、頻率及相位的精確控制。電壓經(jīng)輸出濾波后成為波形畸變率小于2%的正弦波電源。輸出電壓的穩(wěn)壓范圍380VAC±1%。頻率窗口為0.5HZ-3.0HZ可調(diào),逆變器同步跟蹤市電電源的相位角差在1度之內(nèi)。允許三相負(fù)載100%不平衡度在發(fā)生下列情況之一時(shí),逆變器的輸出電壓瞬態(tài)值變

46、化不超過±3%:100%階躍負(fù)載的增加或減少任何一臺冗余機(jī)的UPS出故障逆變器滿負(fù)荷切并換到旁路整流器和逆變器的一體化、通用化、模塊化設(shè)計(jì)為了使9395UPS的制造、維修部件更加通用化和標(biāo)準(zhǔn)化,減少器件的數(shù)量和種類,縮短故障的分析及維修時(shí)間,9395UPS采用了獨(dú)創(chuàng)性的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù),其整流器與逆變器采用完全相同的電路原理,完全相同的、可互換的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),如下圖所示:整流器及逆變器原理結(jié)構(gòu)圖與傳統(tǒng)UPS必須從整流器、逆變器兩類部件中查找分析故障相比,這種設(shè)計(jì)使維護(hù)人員對設(shè)備故障的查找分析簡化為一種,加快了故障判斷速度;同時(shí)也使備品備件的儲備種類下降為原來的一半,減少了可能因個(gè)別備件儲備不

47、足而影響修復(fù)時(shí)間的可能性,從而提高了用戶的設(shè)備使用率。5)Hot-Sync熱同步并機(jī)專利技術(shù),模塊化冗余并聯(lián)設(shè)計(jì)XXX9395采用專利的熱同步并機(jī)技術(shù),徹底拋棄了傳統(tǒng)UPS并聯(lián)所需要的通訊線,消除了單點(diǎn)故障,提高了系統(tǒng)的可靠性。充分發(fā)揮了數(shù)字控制軟件的功能,控制UPS的并聯(lián)運(yùn)行,將環(huán)流降到最小,負(fù)載的均分不平衡度<2%0UPS在并機(jī)時(shí),不需要互相獲取對方的實(shí)時(shí)頻率、相位,電壓,電流等參數(shù)信息,就能達(dá)到同步并均勻分擔(dān)負(fù)載電流。這種技術(shù)在強(qiáng)大的數(shù)字處理器的直接數(shù)字合成技術(shù)和自適應(yīng)調(diào)控功能的支持下,只需要自己關(guān)注自己的輸出電壓,電流及相位,就可達(dá)到輸出同步并均分負(fù)載及故障UPS快速脫機(jī)等調(diào)控功

48、能,將UPS并機(jī)概念提高到一個(gè)嶄新的高度。該技術(shù)的好處在于,由于沒有兩臺UPS之間的信號通訊電纜,完全避免了傳統(tǒng)技術(shù)中所常見的“公共故障故障點(diǎn)”型的“瓶頸”問題。熱同步并機(jī)帶來的優(yōu)點(diǎn)在于:UPS間無需數(shù)據(jù)通訊電纜,消除單點(diǎn)故障隱患UPSil機(jī)均完整并獨(dú)立工作,無任何主從關(guān)系在并機(jī)系統(tǒng)中,采用“高頻度,小步長”的調(diào)控法,它在1秒內(nèi)對UPS的逆變器執(zhí)行3000次同步跟蹤調(diào)節(jié)。采用自適應(yīng)算法進(jìn)行同步跟蹤和負(fù)載均分單機(jī)的并機(jī)參數(shù)在線調(diào)試,不需要轉(zhuǎn)旁路負(fù)載不平衡度2%6)風(fēng)道式冷卻系統(tǒng),冗余風(fēng)扇,風(fēng)扇轉(zhuǎn)速檢測技術(shù)風(fēng)扇作為易損件,在UPS各部件中占有非常重要的地位,一旦風(fēng)扇出了故障,UPS主機(jī)輕則因溫度過

49、高而導(dǎo)致元器件老化性能下降,重則會因過熱而停止工作造成負(fù)載斷電。按照IEEE及歐洲電子電工協(xié)會統(tǒng)計(jì),電子器件在工作溫度每升高10c時(shí),壽命會下降50%,同時(shí)電氣性能會大大下降。9395采用特殊的電路和機(jī)械設(shè)計(jì),將UPS中的功放器件IGBT的溫升降到很低水平(僅5c8C);在此基礎(chǔ)上,可得到極高的可靠性,預(yù)期的平均無故障工作時(shí)間(MTBF)高達(dá)50萬小時(shí)。1choring9395采用風(fēng)道式冷卻方式,前進(jìn)風(fēng)、上出風(fēng),風(fēng)扇位于UPS中部,向外吹風(fēng),UPS進(jìn)風(fēng)口設(shè)有除塵過濾網(wǎng),避免將灰塵抽入U(xiǎn)PS機(jī)內(nèi)。9395的風(fēng)扇為冗余設(shè)計(jì),采用N+1冗余設(shè)計(jì),風(fēng)扇為24V直流設(shè)計(jì),可在線熱插拔更換。此外,傳統(tǒng)的U

50、PS對于風(fēng)扇故障是無法監(jiān)測的,它們的做法是監(jiān)測散熱片溫度,當(dāng)散熱片溫度超過90度時(shí)發(fā)出過溫度告警,而對風(fēng)扇故障沒有告警。因此只有當(dāng)UPS因過熱而關(guān)機(jī)時(shí),用戶才會覺察到可能是有風(fēng)扇故障了,而此時(shí)為時(shí)已晚,因?yàn)檎麄€(gè)UPS系統(tǒng)已經(jīng)故障停機(jī),從而釀成重大事故。XXX9395則是利用霍爾傳感器對于風(fēng)扇轉(zhuǎn)速進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測,UPS的LCD面板可監(jiān)測每個(gè)風(fēng)扇故障,并通過監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行聲光報(bào)警。7)冗余邏輯電源設(shè)計(jì)邏輯電源是UPS的核心控制電源,一旦出現(xiàn)故障將會導(dǎo)致UPS整流逆變電路無法工作,因此每臺9395UPS都采用了兩塊冗余的邏輯電源板,同時(shí)采用三路取電方式,邏輯電源板的獲電來自市電輸入,旁路輸入,逆變器輸出。這種冗余設(shè)計(jì)保證了主機(jī)控制電路在任何情況下都能正常工作。8)Easy-Load負(fù)載測試專利技術(shù)

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