STS 技术方案书.docx

STS 技术方案书.docx

《STS 技术方案书.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《STS 技术方案书.docx（22页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

STS技术方案书

静态转换开关STS技术方案书

溯高美索克曼电气（上海）有限公司

1概述

尊敬的公司领导：

根据贵公司机房建设要求，我们特向您推荐溯高美索克曼专门针对此类应用场景而提供的解决方案：

索克曼STATYS静态转换开关STS解决方案。

索克曼集团始创于1922年，总部位于法国，在法国Strasbourg附近的Benfeld和意大利Isola有两大生产基地，在全球（包含中国）范围内拥有八个生产工厂，其业务范围主要致力于电力电子产品的研发与生产，是欧盟授权的电源开发实验机构，也是目前全球最大的生产电源设备的集团之一。

目前本集团的客户领域涉及电信、金融、交通、核电站、石油化工、军事、科研、医院、税务以及政府等各个领域。

STATYS发布于2008年10月，属于当今世界最新型的数字化最新技术不间断静态转换开关系统，综合SOCOMEC公司近90年来的技术不断积累，采用了电力电子领域的最新DSP技术和控制领域的最新方法，将STS的产品技术指标、运行可靠性和维护方法提高到新的层次，领导了不间断静态转换开关技术的新的发展方向。

它不仅仅是产品的更新换代，在工业及通信设计领域，也迈出了崭新的步伐是适合工业及通信用途的信息化电源系统，为计算机、通信和工业控制的不断发展提供了更好更新的电力转换保护。

STATYS的容量范围从32A到4000A，冗余的DSP数字信号处理器控制系统，标准配备双路维护旁路开关，冗余的工作电源,独立并冗余的SCR驱动控制电源。

STS转换系统过载能力强，整机效率高达99.2%，是真正的绿色STS静态转换系统。

整机全数字控制，SOCOMEC将最高端的DSPTM技术应用到电源的控制、检测和通信过程。

充分利用DSPTM处理器的高效与并发处理能力，简化STS中烦琐的检测、控制和通信等功能的处理服务的设计，使之集成到一个专用的DSPTM芯片中，同时采用DSP冗余的控制系统，大大减少了分离器件的使用数量，更佳安全的连锁控制操作，从而提高了转换系统的可靠性，缩短了转换开关系统MTTR。

索克曼集团于1991年正式进入中国市场，为了更好的服务于中国市场，集团于2003年在中国的北京、上海设立了代表处，并于2009年在上海青浦建立了中国工厂。

公司总部与分布在世界各地的分公司及销售代表处一起，为用户提供详细、周到、及时的专业咨询、方案设计、设备安装、售后服务等支持,在我们的经营理念就是永远贴近市场，贴近用户，永远把客户的需求放在第一位，这就是为什么我们的产品更能适合市场潮流趋势并在业界一直处于领先的地位。

自从进入中国市场后，其先进的技术和完善的售后服务体系十几年来已成为国内银行业、电信业、军队等系统电力设备的主要供应商之一。

客户对我们提供的解决方案给予了充分的肯定。

我们对标准产品进行定制化改进,以适应客户的特殊需求,产品高效,富有竞争力。

2STATYS系列STS的主要技术特点

Ø内部冗余的工作电源、控制电源设计，可靠性更高

STATYS能提高系统的整体可用性，STATYS提供成套设备细分与智能故障管理，从而提高了该系统的整体运行时间，的辅助工作电源与SCR的控制电源完全独立分开，而且采用冗余的设计，更加提高系统工作的可靠性以及运行的稳定性

Ø冗余的微处理器系统控制

系统的控制采用双微处理器板，即使其中一个控制系统出现故障，也不会影响系统的供电控制

Ø冗余的SCR驱动控制

STATYS系统为每个可控硅通道提供单独的有冗余供电特性的控制驱动卡，与系统的控制分开，从而达到更高级别的运行可靠度。

Ø设计紧凑：

节省多达40%的安装空间，易于操作维护

STATYS设计极其紧凑，大幅度减小安装底座，节省占地面积并降低电源分配单元（PDU）的空间需求；可并排安装或者背对背安装，可方便正面操作与维护。

Ø标准配置双维护旁路开关

STATYS系统标准配置双维护旁路开关，便于系统进行维护与检修

Ø智能检测系统，实时监测系统运行

✓STATYS具备风扇故障定位检测，并标准配置冗余的冷却系统以便于设备散热，

独特的冷却通道非常适宜数据中心的风冷系统标准

✓实时的可控硅故障检测，最大限度的降低故障转换时间，确保正常的负载电力供应

✓系统侦测与控制功能分离，防止内部故障传播

✓强大的内部总线通信监测控制，确保监测的准确无误

✓内部智能监控传感器最大程度确保系统可靠性

Ø先进的变压器切换管理

在STS的上游电网配置中如果没有配置输入零线，可以通过在STS的上游增加两个输入变压器或者在STS的下游增加一个输出变压器的方式为输出测提供一条新的零线，对于后者的方式，STS采用了ATSM技术，有效降低瞬间冲击电流和伪短路事故。

Ø系统灵活性高，系统适应性强

✓STATYS适用于双电源或单电源服务器、线性或非线性负载、数据机房负载等应用环境

✓STATYS适用于三相无零线或者三相四线（带零线）切换方式，可适用于各种功率因数的线性或非线性负载

✓灵活的数字控制能力，可适用于任何操作或电气环境条件

Ø彩色大屏幕图形显示，友好的人机界面

✓图形化的LCD+LED的用户界面，可提供彩色图形化工作示意图，信息量大

✓多国语言选择，标准配置中文显示，信息显示易读，操作导航直观

✓通过前端操作面板即可访问所有信息（测量、状态及告警信息），异常事件具备声光告警

✓面板可设置密码保护，以防无关人员误操作

✓系统具备自动连锁控制，防止操作错误

Ø先进的控制和通信技术

控制系统DSP技术应用，提高了整机的性能，CANBUS技术的采用，提高了设备的通信能力，多功能的通信接口便于系统进行远程监测与维护

✓通过局域网RJ45连接到客户集中监控系统（BMS）

✓即插即用的COMSLOT通信模块（用于灵活升级的接口程序）

✓可编程式的干接点输入输出

✓RS232/485串行接口

✓PROFIBUS总线接口

✓DEVICENET总线接口

3STATYS系列STS相关配置

ØSTATYS系列STS电源的标准配置如下:

1.冗余微处理器

2.带冗余电源的SCR控制卡

3.双冗余电源板

4.SCR实时故障检测

5.与负载相匹配的智能整流系统

6.无熔丝或熔丝保护设计

7.输出故障实时监测

8.CAN总线架构

9.热插拔19英寸机架

10.双维护旁路

11.图形化LCD显示操作面板

12.密码控制

13.满负载参数测量

14.全数字配置及设置，正面操作维护

15.以太网连接接口

16.输入/输出干接点接口

17.灵活选配的通信插槽

ØSTATYS系列STS选配件:

1.干接点接口板

2.RS232/485接口板

3.Profibus总线接口

4.DeviceNet总线接口

5.自动维护旁路连锁装置

6.瞬态电压浪涌抑制器

4索克曼STATYSSTS标准

EN=欧洲安全标准

IEC=国际电工委员会标准

具体的标准：

EN60950（CEI74-2IEC950）:

信息技术设备安全标准

IEC62310-1:

STS安全标准

IEC62310-2:

STS电池兼容EMC标准

IEC62310-3:

STS工作测试标准

IEC439（EN60439-1,CEI17-13）:

低压设备安全标准

IEC801-2:

漏电安全标准

IEC529（CEI70-1）:

柜体防护协议标准

IEC146（CEI22）:

大功率设备安全标准

IEC439（EN60439-1,CEI17-13）:

低压设备安全标准

5先进的控制与诊断系统

索克曼STATYS采用智能逻辑控制技术，在任何模式下都采取“先断后通”的切换方式，以确保负载供电的最大安全性。

采用双冗余的微处理器控制板卡，所有的辅助逻辑电源和可控硅触发电路都是冗余的。

5.1运行模式

STATYS会将两路输入中的一路设为优先电源，持续5秒钟按住“ALARMRESET”既可以选定优先电源，被选中电源的相应LED指示灯会亮起，只要优先电源的质量在设定允许范围内，就由它来一直为负载供电。

当优先电源发生故障时，负载将被自动切换到备用电源供电（优先级别低的一路电源）。

如果优先电源重新恢复正常，则负载在经过一段延时后将被重新切换优先电源供电，回切的等待延迟时间可由用户设定。

当两路输入电源质量都超出允许范围时，根据用户的预先设定，STATYS可以有不同的动作方式（1路电源继续供电、2路电源继续供电、两路SCR都断开）

5.2切换模式

在任何情况下，STATYS都可以进行负载电源切换，具体运行模式介绍如下：

Ø手动切换

用户可以直接在面板上面进行操作，将负荷在两路电源之间进行不间断切换

Ø电源故障切换

STATYS会持续监测两路电源的电压值（有效值和瞬时值），检查它们是否在设定允许范围内。

如果当前为负载供电的电源超出范围，STATYS会自动切换带另外一路供电。

如果当前为负载供电的是备用电源，则当优先电源恢复正常后，负载将自动切换回优先电源供电。

如果切换时两路电源不同步，则根据用户的预先设定，STATYS可以有两种不同的应对方式：

以最快的速度（≤5毫秒）切换到另一路电源；另一种方式是在等待一段时间的延时（0~20毫秒可选择）后再进行正常切换（STATYS默认方式为后者，即延时后再切换）。

Ø负载回切至优先电源

如果当前负载供电并非来自优先电源（例如因故障切换或者优先级改变），则STATYS将会尽快地自动切换回优先电源。

需要明确的是，只有当后者电源满足设定范围要求，并且与当前负载供电电源同步时，STATYS才会允许切换。

如果优先电源超限，则STATYS将会等待，直到其恢复正常范围一段时间（5秒）内保持稳定以后才会执行切换动作；当两路电源不同步时，则只有等到两路电源相位差小于设定值（默认值为10°）时，才会执行切换动作。

无论如何，只有当两路电源均在正常范围内保持同步时才会执行切换（在最佳条件下，还可以执行零电流切换）。

Ø输出短路时的运行模式

一旦STATYS侦测到输出短路，它将禁止切换，以免将短路故障带到另一路电源中，瞬

短路电路极限值为2.5倍的额定电流；同时STATYS的内部逻辑控制电路也会禁止切换，即使上游保护装置跳闸，电流变为零。

只有当短路电流降到低于此极限值，并且电压合格时，STATYS才会自动复位并允许切换。

Ø输出过载时的运行模式

在发生输出过载时，STATYS可继续运行一段时间：

Ø手动维护旁路运行模式

STATYS标准配置内置的手动维护旁路开关，能将机内所有的可维护的部件进行隔离，在不中断负载供电的情况下可以安全的对设备进行检修。

即使用户操作错误，也可以确保绝对不会使两路输入电源短接。

当负载由S1电源供电时，如果用户误将S2电源的维护旁路开关闭合，则STATYS的逻辑控制电路会立即将负载切换至S2，以避免两路电源短路，而不管当前运行在何种模式下面。

此外，为了将维护时间缩短至最短（极低的MTTR，不到1分钟），可以把STATYS切换到手动维护旁路，这样在无需中断负载供电的前提下就可以将整个静态模块（包含逻辑控制电路和电力模块）抽出进行热插拔更换。

6保护装置和控制功能

STATYS的前级和后级都应安装保护装置，以保护电缆和负载，保护装置可以是自动开关、熔丝或断路器。

保护装置的选择应参考STATYS的电流容量、过载能力、内部熔丝规格，以及后端负载情况。

Ø内部熔丝

STATY在每路电源输入端都配有熔丝，这些熔丝的主要作用是保护STATYS自身内部电路的安全，在后级发生永久性短路时起到保护作用。

当然，对于STATYS后级保护装置的规格型号，用户还应合理地进行配置，以保障匹配性。

Ø回馈保护控制

当一路电源正在为负载供电时，如果发生备用路（即为带负载的一路电）的静态开关可

控硅短路，尽管这种情况发生的可能性微乎其微，但是为了确保不会在备用路输入端产生回馈电击危险，在此引入回馈保护控制。

在STATYS用户接口处包含两个常闭干接点，当检测回路有馈电压时，可以用它们来激活触发外置的分断装置（例如电磁机械式继电器或微电压脱扣继电器）。

这些外置的分断装置并不包括在STATYS机器内。

ØSCR短路检测

STATYS可以检测出当前供电电源的SCR是否发生短路，当发生SCR短路故障时负载将

自动切换到另一路电源，并禁止再次切回。

Ø冗余风冷

STATYS配有2个完全冗余的制冷风扇，系统采用非常可靠的前进风、顶部出风的冷却

方式，同时带有风扇故障检测装置，一旦检测到风扇故障将立即通知用户。

7STATYS架构介绍

7.1STATYS系统架构原理图

系统架构原理图

索克曼STATYS系列STS标准配置两路电源的输入以及两路电源的维护旁路，设备的外观形式包含机架式、机柜式两种规格。

7.2STATYS的外观图

7.3STATYS安装连接示意图

SYATYS200A系统安装示意图

STATYS300-400A系统安装示意图

STATYS600A系统安装示意图

8监控与通信

STATYS标准配置必要的控制和指示装置，使操作人员能够了解系统性能与运行状态，并采取相应对策进行告警与故障处理。

8.1操作与显示

设备配置图型化的液晶显示器（LCD），方面我们掌握STS的各运行参数和报警状态参数。

可以通过彩色图形屏幕来了解更多STS运行信息，同时还可以配置远端控制显示屏。

ØSTS及旁路的LCD显示器提供下列参数，所有参数精确度为±1％。

Ø

市电输入

✓输入电压低、高

✓过热保护

✓熔断丝熔断

✓输入频率超限

Ø静态转换开关

✓禁止转换至备用电源

✓禁止旁路再转换至逆变器

✓由旁路电源供负载

Ø柜体

✓环境温度过高

✓散热风扇故障

Ø系统控制

✓STS／旁路转换／再转换开关

✓带保护罩的紧急断路按钮

Ø仿真电路

在控制指示屏或系统控制柜上装设带指示灯的仿真电路。

仿真电路描绘出STS的完整的系统示意图，仿真电路上指示出：

✓交流输入断路器；

✓交流电源1供电；

✓交流电源2供电；

✓系统供电处于锁闭状态；

✓维护旁路供电状态；

8.2系统远程监视性能

Ø遥测项目：

三相输入电压，三相输入频率，三相输出电流，三相输出电压，三相输入频率，三相输出电流，负荷容量，箱体以及环境温度。

Ø遥感项目：

同步/不同步状态，STS/旁路供电，输入电源电压超限，维护旁路开关闭合，系统温度过高，输出短路，SCR故障，风扇故障，回馈保护激活。

Ø遥信项目：

STATYS可配置干接点接口板，可编程输出以下主要信息的干接点信号：

－综合告警

－优先级为S1/S2

－输出短路

－SCR短路故障

－系统温度过高

－S1手动维护旁路闭合

－S2手动维护旁路闭合

－S1电源超限

－S2电源超限

－两路电源同步

－S1静态开关断开/闭合

－S2静态开关断开/闭合

－S1回馈保护激活

－S2回馈保护激活

－风扇故障

Ø系统具有通信接口

设备具有很强的通讯联网功能，STS可以采用干接点、SNMP卡或RS232/485等多种通信接口，实现远程监控及模拟控制或集中遥测遥控。

可以利用Internet来监控STS，每个STS在网络中有自己的IP地址，可以通过WEB浏览器来监控，采用的协议可以是：

TCP/IP，SNMP，HTTP和JAVA。

为了保证所有设备可以和中央楼宇监控系统集成，STS和旁路柜内部安装了通信板具备RS232、RS485、RS422接口，RTU格式的JBUS/MODBUS协议，传输率分别是：

2400，4800，9600，19200，最长传输距离1000米，具有良好的电气隔离（信号端子对地承受直流电压500V、1分钟不击穿或闪烁）。

9STATYS系列32A-4000ASTS的主要技术参数

19吋机架热插拔

系统容量（A）

32

63

63

100

STATYS技术参数

输入电压

120-127/220-240/254VAC±10%

208-220/380-4150/440VAC±10%

输入频率

50/60HZ±10%

开关极数

两极开关

三或四极开关

相数

PH+N或PH-PH（+PE）

3PH+N或3PH（+PE）

维护旁路

带有安全操作的连锁开关

过载

110%可供电60分钟，过载150%可供电2分钟

零线系统

兼容所有接地系统

允许最大的切换相角

15°

最大的频率梯度

10Hz/SEC

效率

99%

容许负载功率因数

不限制

通信接口

SNMP/RS422/485/可编程干接点输出

环境

防护等级

IP31

相对湿度

95%

海拔高度

1000m

冷却

强制风冷

噪音等级

≤45Db（A）

标准

性能与安全

IEC62310,EN50022,IEC60364-4,IEC60950,IEC60529,IEC60439-1

保护等级

CB或PC等级

机柜-可集成底盘

系统容量（A）

200

300

400

600

800

1200

1500

1800

STATYS技术参数

输入电压

208-220/380-4150/440VAC±10%

输入频率

50/60HZ±10%

开关极数

两极开关

三或四极开关

相数

3PH+N或3PH（+PE）

维护旁路

带有安全操作的连锁开关

过载

110%可供电60分钟，过载150%可供电2分钟

零线系统

兼容所有接地系统

允许最大的切换相角

15°

最大的频率梯度

10Hz/SEC

效率

99%

容许负载功率因数

不限制

通信接口

SNMP/RS422/485/可编程干接点输出

环境

防护等级

IP20

相对湿度

95%

海拔高度

1000m

冷却

强制风冷

噪音等级

≤60Db（A）

标准

性能与安全

IEC62310,EN50022,IEC60364-4,IEC60950,IEC60529,IEC60439-1

保护等级

CB或PC等级

EMC等级

C2类（IEC62310-2）