UPS雙母線一體化配電解決方案

0 引言

結(jié)合上海某電力系統(tǒng)具體情況,我們做出了艾默生專業(yè)機(jī)房設(shè)備解決方案。該方案展示了最新專業(yè)機(jī)房系統(tǒng)全貌，為最安全最可靠的UPS并機(jī)雙母線冗余供電系統(tǒng)。

1 機(jī)房配電方案

根據(jù)機(jī)房的實(shí)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(tái)容量為300kVA的Hipulse系列12脈沖整流UPS,每2臺(tái)（1＋1）帶并機(jī)柜提供雙母線供電，每臺(tái)UPS配置192節(jié)GNB1000AH/2V電池，兩臺(tái)合計(jì)384塊。雙母線合計(jì)768塊。

系統(tǒng)1由UPS1－1和UPS1－2兩臺(tái)帶并機(jī)柜并機(jī)。并在旁路柜前增加一臺(tái)隔離變壓器,當(dāng)UPS轉(zhuǎn)旁路時(shí),消除市電對(duì)負(fù)載諧波干擾及降低零地電壓。兩臺(tái)UPS平時(shí)可各帶50％負(fù)載，當(dāng)一臺(tái)UPS有故障時(shí)，另一臺(tái)可帶100％負(fù)載繼續(xù)供電。當(dāng)兩臺(tái)UPS同時(shí)有故障時(shí)，可經(jīng)UPS靜態(tài)旁路開(kāi)關(guān)柜MSS轉(zhuǎn)到旁路供電。

系統(tǒng)2由UPS2－1和UPS2－2兩臺(tái)帶并機(jī)柜并機(jī)。并也在旁路柜前增加一臺(tái)隔離變壓器。系統(tǒng)2的結(jié)構(gòu)和工作原理同系統(tǒng)1。

平時(shí)，系統(tǒng)1與系統(tǒng)2分別帶自己的負(fù)載。系統(tǒng)1經(jīng)UPS1輸出柜和靜態(tài)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)600ASTS1帶重要PC負(fù)載,系統(tǒng)2經(jīng)UPS2輸出柜和靜態(tài)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)600ASTS2帶通信設(shè)備、電梯照明等負(fù)載。當(dāng)其中一個(gè)系統(tǒng)供電母線上的任何設(shè)備或電纜需要維護(hù)或故障時(shí)，其負(fù)載可經(jīng)靜態(tài)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)切換至另一個(gè)系統(tǒng)供電。由此，做到了點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的冗余，極大增加了整個(gè)系統(tǒng)的可靠安全性。

在兩套系統(tǒng)的相互切換過(guò)程中，為保證二者可以同頻率、同相位，艾默生提供一種LBS負(fù)載總線同步跟蹤控制器。在它的控制管理下，如果UPS供電系統(tǒng)2出現(xiàn)供電故障，具有自動(dòng)跟蹤控制功能的負(fù)載總線同步跟蹤控制器和靜態(tài)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)會(huì)讓系統(tǒng)1暫時(shí)承擔(dān)起全部負(fù)載的供電任務(wù)。在此期間，用戶就可對(duì)系統(tǒng)2進(jìn)行脫機(jī)檢修。

兩套系統(tǒng)分別配外置維修旁路，外置維修旁路由1個(gè)空氣開(kāi)關(guān)組成。當(dāng)系統(tǒng)需要維護(hù)時(shí)，可由該旁路供電。在外置維修旁路柜及UPS系統(tǒng)并機(jī)柜的內(nèi)置維修旁路開(kāi)關(guān)上，各安裝有一個(gè)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(yuǎn)不會(huì)短路。

2 艾默生Hipulse系列UPS特點(diǎn)

艾默生7000 Hipulse系列UPS產(chǎn)品是艾默生公司在大中型計(jì)算機(jī)電源設(shè)備中的主流產(chǎn)品，其獨(dú)特的技術(shù)可簡(jiǎn)述如下。

2.1 高可靠性

衡量一臺(tái)UPS可靠性高低的重要指標(biāo)之一是其應(yīng)具有極強(qiáng)的抗輸出過(guò)載能力。這意味著，即使因用戶投入大負(fù)荷或非線性負(fù)載而形成瞬態(tài)浪涌過(guò)載輸出局面時(shí)，不但應(yīng)保證UPS逆變器的完好無(wú)損，而且還不能出現(xiàn)因逆變器輸出過(guò)載能力差而轉(zhuǎn)交流旁路供電的局面。這是因?yàn)?，?dāng)UPS在執(zhí)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(wěn)壓的市電電源與具有穩(wěn)壓輸出特性的逆變器之間的瞬態(tài)電壓差過(guò)大而損壞UPS。艾默生UPS的典型過(guò)載能力，三相工作時(shí)110％額定負(fù)載為1h，125％額定負(fù)載為10min，150％額定負(fù)載為1min；單相工作時(shí)，200％額定負(fù)載為30s。

當(dāng)過(guò)載量和在該過(guò)載量下的持續(xù)時(shí)間沒(méi)有超過(guò)上述范圍時(shí)，將一直由逆變器向負(fù)載供電。

2.2 具有極強(qiáng)的抗“階躍性”負(fù)載及抗短路能力

在UPS運(yùn)行中最嚴(yán)重的情況是輸出被短路。由于配置有設(shè)計(jì)獨(dú)特的輸出限流電路，即使用戶因不慎而造成輸出短路時(shí)，逆變器也不會(huì)被損壞。艾默生UPS的典型抗短路能力，在三相工作時(shí)，短路電流被限制在160％標(biāo)稱輸出電流5s；單相工作時(shí)，短路電流被限制在290％標(biāo)稱輸出電流5s。