120K UPS方案.docx

1、120K UPS方案XXXXX120KVA UPS项目设计方案武汉凌日科技有限公司第一部分 概 述感谢XXXX的厚爱并给予我公司参与此次UPS交流不间断电源的项目投标机会！我司目前所了解到的贵方电源具体要求如下：由于XXXXX的各种关键设备的重要性，贵方希望对这些重要负载进行不间断的交流供电和性能优异无杂波噪声的交流电源，以保护各种关键医疗设备的运行安全，可以有效的解决误码率较高、丢包、传输速度低下等问题，切实为客户带来电源上的高可靠性、高稳定性，鉴于这次用户的招标要求我公司向我们尊敬的客户推荐Emerson HipulseU UPS 120KVA各一套的不间断交流供电解决方案。现我司特向贵方

2、提出此次交流不间断电源的设备配置方案，以供贵方做技术参考。第二部分 艾默生网络能源有限公司简介艾默生网络能源有限公司由原深圳安圣电气、力博特中国、艾默生能源系统中国等组成，是美国艾默生电气下属的子公司，位于广东省深圳市龙岗区阪雪岗工业区，现有员工1500人，在中国设有31个办事处及29个用户服务中心。艾默生电气有110多年的历史，总部设在美国密苏里州圣路易斯市，是全球最悠久的跨国电气公司之一。经营领域涉及网络能源、过程控制、工业自动化、环境调节、家电和工具五大领域。公司业务遍布全球150多个国家，在世界各地拥有60多个子公司和12万多名员工。艾默生电气2001财政年度销售业绩达155亿美元，在

3、2001年世界500强中排名第323位，连续5年被工业周刊评为全球最佳管理100家企业之一。2002年再次被财富杂志评为美国最受尊敬的公司之一。艾默生网络能源隶属于艾默生电气，拥有业界最宽、最完整的网络能源产品线，拥有Emerson Network Power, Emerson Energy Systems, Liebert, Astec, Asco、Dura-line等国际著名的网络能源产品品牌，拥有业界领先的网络能源技术、研发、产品制造及服务平台。2001财政年度网络能源销售额达36亿美元，是全球唯一能够提供最完整的网络能源端到端一体化整体解决方案的供货商。艾默生网络能源有限公司致力于将科

4、技与应用工程技术完美结合，为客户提供最有竞争力的端到端一体化整体解决方案，致力于为客户创建竞争优势。艾默生网络能源产品涉及通信电源、印刷板板装电源、客户定制电源、UPS、机房专用精密UPS、户外柜式机房、自动切换开关、动力网络保护产品、蓄电池、精密配电柜、动力设备及环境监控系统、交流变频调速器等领域，艾默生网络能源有限公司是中国通信行业网络能源产品和解决方案的主流供货商，2003年在中国获得的网络能源订单超过30亿元人民币。艾默生网络能源有限公司也是全球唯一一家能够真正为用户提供端到端一体化机房解决方案的供货商。中国建设银行总部清算中心、中国银行清算中心、国家信息安全中心、华为技术IDC资料中

5、心、吉通总部、嘉理国际、东方广场等国内超大型IDC机房全部采用艾默生力博特端到端一体化方案，产品涉及ATS、TVSS、机房精密空调、UPS、LBS、STS、PPC精密配电中心等设备。第三部分 设计方案描述根据对现场负载容量计算，综合用户招标要求,决定采用工频在线式Emerson HipulseU UPS 120KVA各一套的供电方案。考虑降低UPS输出电压电流中谐波(尤其是引起零地电压上升的主要因数之一的负载侧3倍次谐波电流),提高输出波形的稳定度及可靠性, 建议采用工频UPS电源。出于对UPS电源输入市电,油机,谐波畸变率，纹波以及节能减耗等各方面的考量,建议使用12脉整流+11次滤波配置。

6、各套UPS均配备半小时后备时间,由12V200AH阀控式铅酸免维护蓄电池提供为降低因三相不平衡问题和由计算机反馈的三倍次谐波电流问题,特别采用/Z零相移锯齿型升压隔离变压器根据现场地面具体承重设定承重方案,现场地面承重不足的,可加装支撑架,散力架，并在支撑架散力架底部适当加大与承重面接触面积，降低承重面承重。综合以上考虑以及用户的意见，我公司为用户推出了一套美国Emerson HipulseU 三进三出120KVA UPS单机供电方案，根据系统要求配置6组192节12V100AH铅酸免维护蓄电池；Emerson HipulseU 三进三出系列UPS系统是连接在输入电源和负载之间，为重要负载提供

7、不受电网干扰、稳压、稳频的电力供应的电源设备。在市电掉电后，UPS可继续给负载提供一段时间的供电。Emerson HipulseU三进三出系列UPS采用双变换结构和先进的双DSP全数字控制技术，输出功率因数高达0.90，输入电流谐波4.5，能提供稳定、洁净、不间断的电源，并具备完备的网络管理功能。未来可根据具体设备的供电需求将UPS平滑扩容。第四部分 艾默生HipulseU系列UPS性能特点一 工作原理艾默生Hipulse U系列UPS是对原有7000 Hipulse系列 UPS的优化和升级机型。该机型除秉承7000 Hipulse系列高可靠性的技术优势外，在DSP全数字控制、谐波治理、并机应

8、用及双总线控制技术上等有了较大改进。它采用真在线双变换工作原理，正弦脉宽调制及全数字化技术，可向负载提供连续、稳定、纯净的正弦波电源。其主要内部结构及特点如下：1.整流器提供12脉冲全控桥（2组6脉冲SCR可控硅+30度移相变压器）整流器，其作用是将输入交流AC380V整流为直流432V左右。控制特点为“斜坡”启动，即整流器输出电压在10秒钟内由0V至432V，对电网无冲击。同时可实现多台UPS的延时启动，延时启动时间5300秒可调，减小多台UPS同时启动对电网或油机的冲击。再加上专用11次输入谐波滤波器，可将输入谐波含量减小至4.5%以下。12脉冲整流器还可以有效降低直流母线纹波，延长电池寿

9、命。2.逆变器由6只IBGT大功率管组成的SPWM（正弦脉冲调制）全控桥组成。其作用是将DC432V转换成交流AC208V，经特制的（/Z）零相移锯齿型升压隔离变压器，变为负载所需的AC380V；另外，该变压器具有消除来自如计算机类的非线性负载所反射的三倍次谐波电流的能力。控制特点采用“慢降栅压”保护技术，可大大减少逆变器扰动关断（逆变器与静态开关相互切换），并提高UPS整机过载能力，使其抗短路和抗过载能力优于一般机型。特别是其抗短路能力是同类设备无法比拟的。3.双路静态开关由12只SCR（可控硅）组成逆变器侧和旁路侧双路无触点电子式静态开关。其作用是确保逆变器供电与旁路供电间的无间断切换，并

10、确保输出电压波形的连续性和平滑性。控制电路采用了“过零点”切换技术，保证了UPS在同步锁相时切换时间为0ms，在与电网不同步时，切换时间小于4ms，即电网频率无论怎样变化，均可确保UPS输出电压、频率的稳定与不间断。4.控制系统采用双DSP全数字控制技术，确保整流器、逆变器、静态开关的实时控制，以及各功率部分的协调，其特点是控制时效增加，精度提高，可靠性加强，最终使UPS整机效率提高，各项输出技术指标均优于一般同容量设备。5.专用电池开关艾默生Hipulse U系列UPS电源所使用的电池开关均为专用“三位”开关，即UPS正常工作时为手动闭合状态，当电池组放电至下限保护电压值时，此开关自动由闭合

11、状态跳为“0”位置，断开电池组供电，防止电池组因“涓流”小电流放电（对UPS控制电路提供电能）而影响电池的实际使用寿命，确保电池组的使用年限。另一方面，此专用开关可以避免由于误操作，即在整流器未启动（无DC电压）时，闭合电池开关（两位开关），而造成电池组正极直流经滤波电容对负端短路烧断电池保险，以及造成滤波电容或逆变器功率器件（IGBT）损坏。“三位”电池开关可很好地解决一般“两位”电池开关所造成的以上两个问题。Hipulse U系列UPS采用AC-DC-AC变换器，第一级变换（由AC-DC）采用三相全控SCR 桥式整流器，把三相输入电源变换成稳定的直流电压。直流母线电压同时为电池充电和逆变器

12、提供电源。电池充电采用温度补偿充电系统，以延长电池寿命。逆变器采用最新IGBT功率开关器件及PWM（Pluse Width Modulation）技术，把直流母线电压变换成交流。在正常运行时，整流器和逆变器都工作，同时给负载和电池浮充供电。当市电断电时，整流器停止工作，由电池经逆变器向负载供电；若电池电压下降到放电终止电压，而市电还未恢复供电，UPS将关机。电池放电终止电压已预先设定（例如：对380VAC供电体制，电池放电终止电压为320VDC）。市电断电，电池维持UPS工作，直至电池电压降到电池放电终止电压UPS关机的时间，被称作“后备时间”。后备时间的长短取决于电池的容量和所带负载的大小。

13、通常情况下，在重要场合，市电断电后，由发电机为UPS提供输入电源。一旦发电机为UPS供电后，整流器启动为（电池充电）及逆变器供电。现在通常采用的发电机在市电停电后，能自动启动，并很快带载这使得电池放电时间很短，相应缩短了电池充电时间。6.旁路电源在下图中注有“静态开关”（STATIC SWITCH）的框的电子控制开关，使负载连接到逆变器的输出或旁路电源上。在正常情况下，负载通过电子开关K1（受静态开关电路控制）由逆变器供电：但过载或逆变器故障时， 负载自动切换到旁路电源。要实现逆变器与旁路电源间无中断切换，应先开静态旁路开关，由旁路电源向负载供电，再断开电子开关K1。而当负载从旁路切换回逆变器

14、，首先要闭合电子开关K1，再关断静态旁路开关。在正常运行状态下，上述操作的实现必须是逆变器输出与旁路电源完全同步。当旁路电源频率在同步窗口内，逆变器控制电路总是使逆变器频率跟踪旁路电源频率。同步窗口设定为工作频率的2%，即1Hz。当逆变器输出频率与旁路电源不同步时，操作显示面板上显示告警信息INV:UNSYNCHRONIZED。另外，在UPS设计中，设置了手动维修旁路开关Q3，用于当UPS因维护而需要关机时，由旁路电源通过旁路开关直接给负载供电。图 UPS 电源开关配置二 技术特点及性能优势Liebert Hipulse U系列UPS的主要技术特点及性能优势如下：1双DSP全数字控制在Hipu

15、lse U 系列UPS中，所有的功率变换器（诸如整流器、逆变器等）和系统元件（诸如旁路和逆变器的静态开关）都是由2个32位40MHz的DSP（数字信号处理器）控制的。DSP的高速和精确控制性能使UPS控制精度大大提高，可靠性进一步得以加强。2UPS双输入检测窗口（电压、频率）大功率UPS电源均有两路输入，即主输入、旁路输入。UPS正常工作时由主输入给整流器提供能量，当逆变器出现故障或负载出现浪涌电流时，UPS会转旁路，由旁路输入对负载供电。现大部分UPS电源只有主输入电压、频率检测电路，而旁路同主输入检测窗口相同。一般该窗口检测指标为：电压380V 20%，频率50HZ 5%。这种单检测窗口设

16、置的UPS对负载的供电会产生一定的问题。如果市电电压在456V时，UPS由于输出浪涌电流的冲击而转旁路对负载供电，此时市电456V就会直接供给负载，此电压值会造成负载过电压保护，严重时可能会造成负载因过压而烧坏。这种情况在其它单输入检测窗口机型中出现过。而艾默生Hipulse U系列UPS为双输入检测窗口，主输入检测窗口为：电压380V 15%25%，频率50HZ 10%；旁路输入检测窗口：380V 10%15%，频率50HZ 2%。从以上电压检测指标可以看出，此指标不是一个恒定值，是可以根据UPS使用电网情况而做适应调整。所以，此功能的设置不仅可以完全解决对负载供电的安全可靠；而且对单输入检

17、测窗口的机型来说并非输入电压范围越宽越好。3. 输出功率因数高达0.9Hipulse U 系列UPS的输出功率因数提升到0.9（滞后），使得其带负载的能力大大加强，能与新一代的服务器等IT设备更好的相匹配。目前新一代服务器具有输入PFC功能，其输入功率因数达到0.9以上，这就要求UPS与之有相匹配的更高的输出功率因数，Hipulse U系列UPS正好满足了这一新的挑战。4、业内独有的UPS防雷技术，标准内置D级防雷器5、输入谐波治理功能更加灵活和高效 Hipulse U系列UPS在谐波治理方面具有更强大和更灵活的配置解决方案。其内置的5次和11次谐波滤波器可以根据现场不同负载量下的谐波治理需求

18、来灵活启工作动或关闭脱离系统。6. 逆变器抗过载能力和抗短路输出能力极强UPS逆变器过载能力： 110%时可工作60分钟；125%时可工作10分钟；150%时可工作1分钟；200%时可工作30秒（单相）由于采用独特的限流输出调控技术，所以当用户因不慎造成UPS输出端严重过载或短路时，逆变器的输出电流不会无限增大，从而使该机型具有极强的抗短路和抗阶跃负载“冲击”的能力（注：每台UPS在出厂前均做过成功的输出短路测试）。所以，该UPS的逆变器的可靠性极高，一般其它UPS的该项指标仅为过载150%时可工作30秒。7、具有优异的带三相不平衡负载的能力每台UPS内置独特的/Z型隔离变压器，实现输出完全电

19、气隔离，并提高了输出三相不平衡能力：/Z型隔离变压器与传统/Y型变压器不同，变压器副边线圈和原边线圈不是一一对应，而是交错缠绕（见下图），也就是说，副边a相的一半线圈和c相的一半线圈（反相）与原边A相线圈对应。因此，当负载100%不平衡时，对应到原边只有50%不平衡。得益于此项技术，艾默生UPS三相不平衡负载能力远优于同类产品。优异的三相不平衡能力可使用户配电更加灵活，并有效防止输出电压的不对称性，零线电流过大等故障的发生。图：艾默生UPS独特的/Z型输出隔离变压器100%平衡负载，输出三相电压不平衡度1；100%不平衡负载(0-0-100%,0-100%-100%)，输出三相电压不平衡度94

20、%, (逆变器效率可达98%)频率跟踪速率0.1Hz/ 到2Hz/ 秒可调电压稳定性稳态0.5瞬态2（0100阶跃性负载）稳态响应时间在20毫秒内，恢复到1输出电压稳态值相移转性带均衡负载时1201o带100不均衡负载时1201o相电压对称性带均衡负载时1带100不均衡负载时1总谐波含量（T.H.D.）（带100负载）线性负载1%典型值，最大3带3.1峰值因数负载3%直流电源特性电池单元数量192个单元、2V/单元直流纹波分量1%工作环境运行温度范围0C0到40C0存储温度 -25C0到70C0相对湿度0-90，不结露最大运行高度1000米（不降低额定值情况下）噪音58db-68dBA保护等级

21、包括在门开着时，构造也符合IP20通风利用内部的风机强制风冷符合标准ISO9001 设计生产标准安全和电磁兼容性能分别符合1995年专门对UPS进行认证的国际标准：EN-50091-1-1、IEC801-2,-3,4,5、EN50091-2、ENV50091-3、EN60146-4/IEC106、EN60529、IEC529、IEC364符合欧洲标准EMC中89/336/EEC及颁布的技术标准，CE Marked第五部分 招标技术偏离及技术参数应答序号招标技术要求投标技术响应备注1设备要求1.1工频在线式UPS不间断电源（品牌选择:艾默生）工频在线式UPS不间断电源,品牌为艾默生完全满足1.2容量120KVA 后备2小时选型为HipulseU UPS 120KVA,后备2小时提供120KVA,招标120KVA要求1.3带后台监控,12脉冲整流，11次谐波滤波器，输出隔离变压器,电池选用12V100AH铅酸免维护蓄电池带后台监控,12脉冲整流，11次谐波滤波器，输出隔离变压器,电池为 12V100AH铅酸免维