机房ups方案.docx
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机房ups方案
第一章UPS系统设计方案
一、UPS设计方案
1、项目概述
UPS作为机房重要动力设备，在保护计算机数据、保证电网电压和频率的稳定，改进电网交流进行稳压、稳频、滤波、抗电磁射频干扰、防止电压的浪涌和下陷，防止瞬时停电和事故停电对贵单位造成的危害等是非常重要的。
对于本工程，有两个机房。
小机房我们推荐模块化UPS和传统塔式的UPS两种配置方案。
模块化UPS选择山特的3A3系列UPS，传统塔式UPS选择山特3C3EX系列。
模块化UPS具有扩容方便，可根据负载多少灵活扩容，3A3系列UPS前期可根据负载大小灵活配置UPS容量，后期随负载增加可以只加模块平滑升级至120KVA。
3A3系列UPS单模块为15KVA。
大机房设备较多，推荐传统塔式UPS，采用并机系统。
塔式的UPS推荐山特3C3EX系列UPS，为高频机，具有超宽的输入电压幅度。
适合国内电网。
2、小机房UPS推荐方案
.模块化UPS配置
根据前期与用户交流考虑用户的要求，小机房我方推荐选用一台山特3A3系列模块化60KVA（3+1）UPS组成供电系统。
冗余性：
⒈系统中的所有功率模块平均负担系统负载。
⒉任何模块发生故障，其余模块会立即分担其负载，保障系统正常运行。
⒊所有模块具独立运做能力，无需系统控制器对并联系统集中控制。
⒋过载时自动降低冗余量，保持系统正常运行。
⒌按需要构成N+1至N+X……冗余系统。
扩展性：
随着用户负载量的提升，原设计的UPS容量可能无法满足使用需求，对传统的UPS系统来说，必须为用户更换一台更大的UPS系统，但对于模块化UPS则不需要更换整机，只需要增加模块数量即可轻松扩容。
山特模块UPS可以从15KVA-120KVA在线扩容，模块化的优势在于：
⒈降低用户初期购置和日后扩容成本
⒉满足用户后期容量随需扩展的需求，实现了用户投资随业务发展动态成长，随需应变
热插拔性：
⒈模块可随意在线插入或退出，不需要高级技术人员，方便安全。
⒉维护、维修无需转旁路，使维护工作超长简便
⒊监控通讯模块及功率模块均可实现热插拔
⒋实现在线扩容或增加冗余量，简化UPS的维修程序
主机：
1台山特3A3系列模块化60KVA（3+1）UPS。
主机尺寸：
600*1050*2060mm（宽×深×高）
后备时间：
配置电池12V/100AH电池80节，后备系统达到2H。
设备放置间隙：
主机与电池柜间间隔、电池柜互相之间间隔为50cm，设备与墙体间为50cm
市电输入线径（R、S、T）：
70mm
UPS输出线径（R、S、T）：
70mm
市电输入输出中线径（N）95mm
PE线径：
70mm
电池组连线（C1，D1）：
95mm
三.方案的特点及优势
主要优势为全模块设计，体现出了现代机房的高智能化程度和先进性。
四.产品标准配置和选件清单
项目
数量
描述
LCD面板
1
标配
通讯模块
1
标配
充电模块
1
标配
配电盘
1
标配
湿度监控模块
1
标配
监控软件
1
标配
五.系统的主要组成以及功能介绍
外观与结构
机柜前视图
机柜前视图（去掉前门）
机柜后视图
机柜后视图（维护背门打开）
1．3A3-60KS系统概述
3A3-60KS与（3）A1-24KS同属于山特ARRAYUPS系列，是高效率、高性能的双转换纯在线，三相输入、三相输出的UPS产品。
3A3-60KS像其它ARRAYUPS系列产品一样，采用抽屉式高智能模块化设计，一个UPS模块就是一台功能齐全的UPS。
用户可以通过增减机内UPS模块来满足用户的功率输出及可靠性要求，达到最佳性价比。
3A3-60KSUPS机柜内有6个预留位置可以安装抽屉式UPS模块，在输入功率允许的情况下，整机可在一至六个模块下正常运行，且能在不影响其它UPS模块的工作的情况下方便地进行模块增减或更换。
3A3-60KSUPS利用功能强大的LCD控制模块通过机内网络收集各UPS模块信息，并对各UPS模块的工作进行集中监控，所有信息由大屏幕全中文LCD显示，使得UPS的使用操作简单明了。
2．技术性能及特点
优异的电气性能
功率密度高15KVA/每模块（3U）
输入谐波电流低<5%
输出电压精度高<2%
过载能力强110～130%10min，130～150%1min
充电电流大±每模块
支持变频模式50HzIN60HzOUT或60HzIN50HzOUT
每个模块具有智能监控、整流器、充电器、逆变器、采样电路组成（不是采用集中控制方式）
全数字化控制
3A3-120KS的UPS模块采用TI公司目前最先进的DSP做为中央控制器，其强大的运算能力可以将传统UPS中大部分由硬件完成的控制功能全部由软件替代实现，不仅可靠度和精确度大大提高，并且方便升级维护。
模块化设计
3A3-120KS采用全模块化设计，全机分为UPS模块、LCD模块、PDU单元以及部分选装件再加上机柜组成。
各模块功能独立且完整，模块可在线更换而不影响其他部分的正常工作，新加入模块无需任何校准动作，扩容和维护都极为方便。
N＋X无线并联冗余
采用先进的无线并联控制技术，相比于有线并联减少了单点故障点（稳态工作时即使并联通信线故障也能正常工作），更提高了可靠度。
且理论并机台数没有上限。
易插拔功能
LCD模块可以在任何状态热插拔而不影响并机运行。
UPS模块在其输入开关OFF和定位锁解除后可以安全、方便地插拔，市电模式下新插入地UPS模块会自动开机并网。
并机共用电池
3A3-120KS采用了双电池输入结构和先进的控制策略，并机系统完全共用同一组电池，大大节省了电池的开销。
智能充电方式
3A3-120KS采用了先进的两段式三阶段充电方法，第一阶段大电流恒流充电，快速回充约90％的电量；第二阶段脉动充电，可以均化电池特性并将电池完全充饱；第三阶段恒压维持，保证电量不损失。
这样可以很好的兼顾快速充电与延长电池使用寿命的目标，为用户节省电池开销。
人性化的操作介面及完善的电源管理软件
并机系统采用大屏幕中文LCD做为操作介面，操作和信息读取一目了然。
搭配最新版的监控软件WINPOWER2003，电源管理变得易如反掌。
如选装WEBPOWER，更能实现远程监控。
六.配线图：
4、3A3系统的电气参数
品名
3A3UPS
容量
15~120kVA
输入
相数
三相（线电压）
接线
34W+G
电压
负载>70%
（277~520）Vac
70%负载>50%
（242~520）Vac
负载50%
（204~520）Vac
频率
40~70Hz
功率因素
旁路电压
（323~437）Vac
输出
相数
三相
接线
34W+G
电压
380（12%）Vac
功率因素
频率
与输入同步（市电模式）
50（1%）Hz（电池模式）
过载容量
110-130%，10分后跳旁路
130-150%，1分后跳旁路
>150%，秒后跳旁路
模块功率/块
15kVA
输出功率
15kVAX模块数
外接电池标称电压
±240Vdc（两组，每组20颗）
输入可否接发电机
可
通讯界面
RS232、RS485、智能插槽
重量（净重）
kG
模块
35
机柜
250
模块外观尺寸（WxDxH）
（mmxmmxmm）
440x700x131
机柜外观尺寸（WxDxH）
（mmxmmxmm）
600x1000x2000
二、大机房UPS推荐
1、传统塔式UPS配置方案
根据用户方的招标文件要求及UPS的冗余量和用户负载的重要性，考虑到信息机房设备扩容较快，大机房我方建议配置贰台EmersonHipulseU120KVAUPS，组成1+1双机备份。
说明：
用两台HipulseU系列UPS并联运行，每台分别连接单独的电池组。
优点：
具有双机系统的最高冗余量，可给系统提供最稳定、可靠的电源。
具有分散旁路系统，2台UPS相互独立，是最稳定、可靠的冗余方式。
HipulseU系列UPS系统采用可靠的分散式智能并机技术，能实现最多6台同容量UPS的并联运行，并由各台UPS共同分担负载。
UPS电源主要有冗余并机、扩容并机等并联运行方式。
2、并机系统特点
HipulseU系列UPS并机系统的主要特点是：
1）并联系统中各台UPS的软、硬件与UPS单机完全兼容，运行模式的更改只需通过软件设置即可完成；
2）采用简洁可靠、自动冗余的环形并机信号总线，在保证系统可靠性的基础上，还为用户提供了极大的灵活性。
比如，用户基本无需关注开机及加载顺序，过载超时转旁路后系统能自动恢复等；
3）在每台UPS的显示面板上均能查看到并机系统的运行情况。
4）UPS监控模块可将整个并机系统的行为综合为一台“单机”，并实施相应的监控管理。
5）可以设定任意一台UPS单机的监控系统为通信主机，通过该UPS单机的通信接口，后台监控可以观察到整个并机系统的总负载情况、并机台数等信息及其全部单机的运行状况。
通过其它UPS单机的通信接口，可以观察到整个并机系统总体情况以及本台单机的具体情况。
3、解决方案简介
1.系统概述
两台3C3-EX40KSUPS组成的高可靠冗余供电系统，系统最大可以承担80KVA的负载量，此时系统没有冗余量，负载量不大于40KVA时，系统自动进入1+1冗余状态，整个系统有50%以上的余量，功率余量可以用来应付负载的同时启动产生的冲击电流。
系统特点是UPS主机电池系统双冗余。
正常时，2台UPS并联工作，负载均分（各承担50%负载），当一台UPS故障时，故障机自动脱离系统，负载由剩余的那台独立承担，故障机可以脱离系统进行维修，不影响系统正常供电；当2台机器全部故障时，2台UPS一同自动转到静态旁路供电，过载或故障排除后自动转回逆变器带载。
两台UPS共用4组组共192节12V100Ah蓄电池，使得系统无论在并联冗余或其中一台单机故障情况下，都能够保证40KVA负载后备4小时供电，一般的UPS要做到任何情况下系统后备4小时，就必须为每台UPS配置一组约192节12V100Ah电池（共382节），才能满足。
采用山特3C3-EX系列UPS可以节省一半的电池投资。
2．设备配置（系统1小时后备时间）
序号
名称
型号
数量
备注
1
UPS主机
EX-40KS
2台
并机附件，配6组12V100Ah电池
2
电池柜
C32
6柜
32节电池一柜，含直流开关
3
电池
12V100Ah
192节
分6柜安装
4
并机附件
2套
两台主机的通讯连接
3．配线及开关
输入开关
输入电缆
输出开关
输出电缆
地线
电池开关
电池电缆
150A3P
3x16mm2+1x25mm2
3P100A
3x16mm2+1x25mm2
10mm2
150A600Vdc
25mm2
4．主机及电池柜尺寸
设备
尺寸W*D*Hmm
重量（公斤）
静载荷（公斤/平方米）
UPS主机
470*710*1150
114
330
电池柜
不小于780*880*1200
1150（含电池）
1680
安装应考虑建筑承重能力，必要时采取加固措施或配置散力架。
三．3C3-EXUPS主机简介
3C3-EX系列UPS城堡并联冗余系列,采用双转换纯在线式工作方式，类模块化架构，是有效解决所有电源问题的最佳结构设计。
该架构能够有效阻隔异常电源对负载的冲击，同时保证输出电源的稳定、精密、可靠，让负载安全的运行，并且维护维修简单方便。
该产品采用数字化控制技术，能实现并联扩容和并联冗余的功能，为用户提供电源规划的弹性和更安全的保障。
3C3-Ex系列外形如上图，采用的是双转换的纯在线架构，经过滤波器后，再经PFC（PowerFactorCorrection，功率因素修正器）将交流转换成直流，最后经过逆变器（Inverter）将直流再转换成交流输出，这是目前解决电源问题的最佳架构。
此架构几乎可以完全解决所有的电源问题，如断电、市电高、低压、电压瞬时跌落、减幅振荡、高压脉冲、电压波动、浪涌电压、谐波失真、杂波干扰、频率波动等电源问题。
模块化的设计：
为提高维修保养的方便性，与兼顾成本、可靠度的考虑，EX是采用类模块化的设计，将每相的功率部份，整合在同一块PC板上，但又不是全模块化的高成本及多接触点的设计，接触点一多，可靠度自然可能降低，因此EX采用类模块化的设计。
双电源输入设计：
EX机器可以接受双路市电输入，应急旁路电源和主电源可以来自两个变电站的供电。
并机系统共用电池组：
EX可以实现最多8台UPS直接并机，组成N+X冗余或扩容并联自适应供电系统，并机系统可以实现共用电池组，大大节省电池投资。
备用电源
主电源
UPS1
UPS2
中文操作界面：
3C3-EX系列采用了简体中文的大尺寸LCD操作面板，清晰又操作简单。
上排LED可以清楚显示当前的UPS工作状态，LCD则进一步提供完整的UPS运转资料，如输入、输出资料，以及操作参数设定与查询，甚至经由特殊密码的输入，专业的技术人员可以更进一步取得UPS的详细工作参数记录，使技术人员可以很容易的了解UPS的状况。
智能化充电模块：
透过CPU的智能化控制，充电器可以依据不同的环境条件，修正充电参数，提供最佳化的电池充电方式，使得电池寿命可以获得保障。
同时，3C3系列的充电器采取两段式充电，先以定电流方式充电，后段再以定电压充电，回充时间较浮充减小一半以上。
精确的DSP运算：
为了提高系统控制的精密度、准确度与稳定度，在控制系统中，利用了DSP与CPU结合，形成了控制核心。
DSP利用高效能的运算能力，进行信号处理后，提供CPU做为系统控制，使得3C3系列的机器性能、保护性能、产品可靠度与工作稳定度都更加完备。
IGBT技术：
山特是最早将性能优秀的IGBT功率器件引入并成功应用于UPS电源系统的公司，经过十几年的不断优化，IGBT控制技术领先国内外同行。
完备的通讯接口：
3C3系列提供了RS-232、RS-485、AS-400、智能插槽（IntelligentSlot）及技术人员专用的PPVIS等监控通讯接口。
透过RS-232可以使用山特图形化管理的WinPower2000监控软件，智能插槽提供用户可以选购山特的远程监控管理卡WebPower。
同时AS-400监控通讯接口提供AS-400用户，可以直接利用AS-400系统的UPS监控功能，做为电源的监控管理。
而在并机使用时，必须透过RS-485进行UPS的监控管理，使得UPS的电源供应可以完全得到掌握。
PPVIS接口提供给专业技术人员使用，透过PPVIS技术人员可以对UPS进行更深入的参数设置，满足少数用户的特殊使用。
也可以经由PPVIS使技术人员获得进一步的UPS工作参数资料，对于UPS的状况可以更清楚的掌握。
四．3C3–EX系列技术参数指标
型号
3C3-EX40KS
额定容量
40kVA/32kW
输入
标称电压
380VAC（3Ф4W）
标称频率
50/60Hz（40~70Hz）
电压范围
-45%~+20%
旁路电压范围
±15%
市电同步范围
±5%
功率因数
＞以上
输入谐波失真（THDI）
＜3%
隔离
否/是
输出
电压
380VAC/220VAC（3Ф4W）
功率因数
电压稳定度
±1%
频率稳定度
±%（电池放电状态）
不平衡负载
100%
过载
125%10min，150%1min
电池
标称电压
384VDC
额定充电电压
432VDC
环境
工作温度
0℃~40℃
储存温度
-25℃~+55℃
工作湿度
0%~93%（40±2℃，无凝露）
海拔高度
海拔高度1000m以下（超出1000m需减额度输出）
外观
尺寸（W×D×H）
470×710×1150
重量（kg）
114
>>>符合国际EMC安全规定
EMS
IEC61000-4-2（ESD）:
抗静电能力
IEC61000-4-3（RS）:
抗辐射干扰能力
IEC61000-4-4（EFT）:
抗电源脉冲干扰能力
IEC61000-4-5（Surge）:
防雷击/突波能力
EMI
IEC62040-2:
对UPS的EMC输出的要求（>25A）
升级会员 