UPS电源60Kw设计方案Word格式文档下载.docx

1、前馈控制可使UPS对负载变动进行快速响应。三相分调，平衡稳压在三相输入电压或负载严重不平衡时，也能完全确保三相输出电压的平衡。冷启动功能在无市电的状态下，可直接用电池启动UPS，满足用户的应急需求，可在满载的情况下进行冷启动操作。延时软启动功能完备的延时软启动功能，能大大减小系统启动过程中对设备和电网的冲击。市电恢复自启动功能 UPS可以在后备电池实施欠压保护以后，交流输入恢复正常时，UPS电源自启动，恢复到正常工作模式。该功能与网络监控一起实现无人值守场合的UPS自启动功能。密码权限保护可设置使用者管理权限密码，以防非法操作修改相应的设置。完善的防瞬态浪涌保护内置D级防雷装置，可承受8/20

2、us,6KV/20KA 的浪涌冲击, 可有效抑制市电输入端由于感应雷击或电网内大型的感性设备（如空调、电梯、电焊机、空气压缩机、水泵、开关电源等）启动或停止所产生的浪涌电压，将市电输入端钳制在额定范围之内，保证UPS和后端的重要设备不会因为过高的浪涌电压而损坏。超低温升设计功率部件采用超低温升设计，大大提高了系统的环境适应能力和可靠性。温控式风冷模式 功率器件采用温控式强制风冷模式，可有效延长散热风机的使用寿命，同时降低UPS运行时所产生的噪音，提高设备的可靠性。完善的保护与告警功能具有交流输入过、欠压保护；输出过、欠压保护；输出过载、短路保护；逆变器过温保护、电池欠压预警、电池低压保护功能、

3、电池过充电保护等多功能保护于一体，极大地保证了系统运行的稳定性和可靠性。具有多种告警方式，可通过声、光、LCD和网络传输方式对当前发生的告警进行及时、准确和详细的提示，在提高系统可靠性的同时，帮助维护人员准确快速地定位及排除故障。友好的人机界面大屏幕高清晰中文液晶显示界面，简易的操作界面，可方便快捷的了解系统当前运行状态和各项性能参数。智能监控功能通过RS232接口，配合UPS智能监控软件可与电脑进行通讯，UPS的各种参数一目了然地显示在通讯界面上。通过外置网络管理（SNMP）适配器，UPS具有直接上网功能，提供即时的UPS资料和电源讯息，通过各种网络管理系统进行通讯、管理，使UPS即刻成为网

4、络中的一员。完善的电池管理技术在市电正常时，无需电池即可启动UPS，既满足用户的应急需求，也可在最大限度内修复损坏的电池；根据负载的容量自动调整电池放电的终止电压，有效地延长了电池的使用寿命；采用先进的均浮充自动转换的充电技术，节省充电时间，从而延长电池的使用寿命。可设置的充电电流 根据系统配置电池规格，通过操作界面可以设置相应的最大充电电流，避免由于固定的充电电流所引起的电池过充或欠充现象，最大限度的利用电池。历史事件记录功能针对重要历史事件，如旁路，电池放电次数等记录在内置EEPROM存储器中，以供使用或维护时查询。2.2 产品展示 3C3-60KVA 2.3 外观结构3C3-60KVA外

5、观结构图3. 工作原理3.1UPS框架结构UPS系统主要包括由整流模块（REC）和逆变模块（INV）组成的AC-DC-AC变换主回路、由可控硅组成的旁路静态开关和逆变静态开关、输出隔离变压器、蓄电池组以及输入输出配电开关等。系统组成如图3-1所示，其中，整流开关控制主路交流电源输入，整流器将交流电源变换成稳定的直流电源，逆变器进行DC/AC变换，将整流器和蓄电池组提供的直流电源变换成交流电源，经过隔离变压器输出。蓄电池组在交流停电时通过逆变向负载供电。输入电源也可以通过旁路静态开关从旁路回路向负载供电。如需对负载供电不间断而对UPS内部进行维修时，使用维修旁路开关。3.2正常供电模式在整流输入

6、正常时，UPS一方面通过整流器、逆变器给负载提供高品质交流电源；另一方面通过整流器为电池充电，将能量储存在电池中。原理框图见图3-2。图中粗线表示电流路径，以下表示方法相同，不再另行说明。图3-23.3电池供电模式当整流输入异常时，系统自动无间断地切换到电池工作模式，由电池组通过逆变器输出交流电向负载供电。市电恢复后系统自动无间断地恢复到正常工作模式。原理框图见图3-3。图3-33.4旁路供电模式旁路供电工作方式有两种：一种可以自动恢复到正常工作模式；另一种需人工干预才能恢复到正常工作模式。在逆变器过载、逆变器承受大负荷冲击等情况下，系统自动无间断切换到静态旁路电源向负载供电。过载消除后，系统

7、自动恢复正常供电方式。当用户关机，或主路市电异常且电池储能耗尽，或发生严重故障等情况下，逆变器关闭，系统会切换并停留在旁路供电工作模式。在电池耗尽的情况下，如果主路市电恢复正常，系统可自动恢复到正常工作模式，其它情况需恢复到正常工作模式，则需要用户重新开机。原理框图见图3-4。图3-43.5维修旁路供电模式对UPS系统及电池进行全面检修或设备故障维修时，可以通过闭合维修旁路开关，将负载转向维修旁路直接供电，以实现对负载不停电维护。维修时需要断开UPS内部的整流输入开关、旁路输入开关和电池输入开关以及输出开关，实现UPS内部不带电而对负载仍然维持供电的维修工作模式。原理框图见图3-5。图3-54

8、. 功能单元4.1 整流器 整流器是将输入的交流电源整流成直流电源的变换器，本系列UPS采用双向可控硅（SCR）构成整流器，如图4-1所示，其输出的直流电压可受SCR导通角调整控制，可得到较小的失真率和较高的效率。整流器同时作为电池组充电器，具有过电压保护，过电流保护，保证整流器在任何情况下正常工作。整流器的SCR触发控制信号直接由DSP（CPU）产生，相对于由复杂硬件电路构成整流触发控制板而言，只需极少的元件数目，即可完成整流控制、过压、过流保护和相序检测等功能。具有极高的可靠性，即使交流输入电压或整流器负载产生阶跃变化，也不会损坏整流器。图4-14.2 逆变器本系列UPS逆变器采用三菱原装

9、进口IGBT模块，其抗冲击能力强，保护速度快，可靠性更高，极大限度的保证了UPS核心功能部位的可靠度。1.IGBT功率模块IGBT功率模块全称绝缘栅型双极晶体管（Insulated Gate Bipolar Transistor），具有良好的高速开关特性；导通电压低，工作效率高（低损耗和低发热量）；2. 逆变器逆变器采用IGBT功率模块构成的全桥式结构，采用正弦脉宽调制技术（SPWM）将直流电源变换成交流电源输出。如图4-2所示，图中仅表述一相逆变桥，其余两相相同。IGBT功率模块上安装有浪涌吸收电路，用来抑制IGBT模块开通和关断时产生的浪涌电压，保证逆变器的可靠工作。逆变器具有短路、过载和

10、过温保护，如逆变器输出电压超出设定范围，会将交流输出自动切换到旁路。三相输出的UPS采用三个独立控制的逆变桥，输出电压可自动独立调整，三相输出接100不平衡负载，不影响UPS正常工作，同时仍可保证输出性能指标在标称范围之内。图4-24.3 静态开关静态开关采用SCR元件反向并联连接而成，如图4-3所示，当给SCR施加触发信号时，静态开关导通；撤消触发信号，静态开关截止。当逆变器输出异常时，静态开关自动切换到旁路供电工作模式，等待逆变器输出正常之后，再切换回逆变器端。无论是将输出由静态开关旁路输入端切换到逆变器端，还是反向操作时，间断时间为数小于1.5ms，所以切换时，不存在断电的危险。本系列U

11、PS的静态开关和整流器单元采用德国西门康原装进口可控硅模块，其抗冲击能力强，可靠性高，最大限度的保证了UPS核心功能部位的可靠度。 图4-34.4主控制单元 所有相关模拟量信号经过高速微处理器控制中心运算处理后，控制相应的功能模块实现其功能。微处理器直接输出数字信号，直接控制整流器、逆变器、静态切换开关的工作状态，同时实现交流输入过、欠压保护；逆变器过温保护、电池欠压预警、电池低压保护功能、电池过充电保护等功能。图4-4 5. UPS电源参数标称容量KVA3C3-60KK60交流输入额定电压380V输入方式三相四线+G电压范围20%频率范围50Hz5%功率因数0.8（满负荷）旁路输入电池标称电

12、压384VDC电池节数32节12Vdc电池或32节2Vdc电池充电电压405Vdc关机电压315Vdc充电电流10A输出输出电压稳压精度2%动态电压瞬变10%（0100%负载变化）动态电压恢复时间100ms波形正弦波电压畸变线性负载,THD3%; 非线性负载 THD0.8（滞后）频率同步范围2.5Hz频率精度0.1%逆变器过载能力105%负载125%时，可长期带载；125% 150%时，200ms后转旁路输出旁路过载能力135%额定电流以下可长期过载输出电流峰值比3：1切换时间系统满载效率91%92%93%95%96%显示LCD+LED通讯接口RS232接口、SNMP卡（选配件）噪音58dB运

13、行温度040运行相对湿度90%（不凝露）绝缘电阻2M（500VDC）绝缘强度（输入、输出对地）2820Vdc，1min无飞弧。空载环流1A（并机系统）电流不平衡度1% （并机系统）机械尺寸（WDH）mm700*853*1600机柜重量47550554750 电池特点：采用电池槽盖、极柱双重密封设计，确保不漏酸。吸附式的玻璃的氧复合效率有效地控制了电池内部水分的损失，因此在整个电池的使用过程中无需补水或补酸维护。安全可靠，特殊的密封结构，阻燃单向排气系统，在使用过程中不会产生泄漏，更不会发生火灾。使用计算机精设计的低钙铅合金板栅，最大限度降低了气体的产生，并可方便循环使用，大大延长了电池的使用寿

14、命。粗壮的极板、槽盖的热封黏结，多元格的电池设计使电池的安装和维护更经济。 体重比能量高，内阻小，输出功率高。充放电性能高，自放电控制在每个月2%以下（20）。恢复性能好，在深放电或者充电器出现故障时，短路放置30天后，仍可充电恢复其容量。温度适应性好，可在-4050下安全使用。无需均衡充电，由于单体电池的内阻、容量、浮充电压一致性好，确保电池在使用期间无需均衡充电。电解液被吸附于特殊的隔板中，不流动，防涌出，可坚立、旁侧、或端侧放置。满荷电出厂，无游离电解液，可以以无危险材料进行水、陆运输使用范围：UPS不间断电源、警报系统、应急照明系统、邮电通信、电力系统、电厂电站的开关控制及事故处理、银

15、行不间断系统、电话和电讯设备、电动玩具、消防,安全防卫系统、医疗设备、太阳能系统、船舶设备、控制设备、电子仪器及其它备用电源。电池特点：2）放电容量放电容量与放电电流的关系，图1为FM、JFM系列 电池在不同的放电率条件下放出的容量，从图中可看出，放电倍率越大，电池所能放出的容量越小。温度作用电池容量亦受温度的影响，过低温度（低于15，5.）则会降低有效容量，过高温度（高于122.50）则会导致热失控并损害电池.充电（1）浮充（限制电压，控制电流）使用： 浮充电压2.25V2.30V/单体,最大电流不得大于0.25C10，电池浮充电流调到小于2mA /AH.（25）。请参见表（2）。（表2）充

16、电方法与充电时间 6.1 环境要求6.1.1 气候条件 工作温度： -1040； 储存温度： -4070（不带电池）； -2055（带电池） 相对湿度： 5%95%，无冷凝 冷却方式： 风冷 海拔高度： 1500m，满足GB3859.2-93的降额要求 垂直度： 没有振动颠簸且垂直倾斜度不超过5度 6.1.2 安装环境 1）UPS系统必须安装在干净、清洁的位置，避免将垃圾或废品堆积在UPS周围。任何金属碎末或粉尘都可能引起UPS内部电路短路,而导致UPS损坏。污垢、尘土、纸屑和塑料碎片堆积在进风口处，可阻止风道中空气流动，影响风扇散热效果，UPS内部温度升高，严重时会导致UPS过温保护关机。

17、2）UPS系统应安装在具有足够通风量、凉爽、湿度不高和具有无尘条件的清洁空气的运行环境中。推荐工作温度为2025，湿度控制在50%左右。如UPS安装运行环境恶劣，直接影响到其安全运行，请更换安装位置或改善通风散热条件，使其符合要求。 3）UPS系统安装的房间内不应存放易燃、易爆或具有腐蚀性的气体或液体的物品。 4）避免将UPS系统放置在遭受阳光直射、雨淋或潮湿的地方，请远离火源及高温。 5）根据UPS及其后备电池组的重量，认真考虑楼层或地板的承重能力，必要时应咨询相关的工程技术人员。 6.2 现场搬运6.2.1 叉车运输 从UPS的前后方向都可以用叉车叉起，由于UPS单体较重，需注意运输距离不

18、宜太远。6.2.2 吊装运输 准备4根3米长，承重大于1500KG的吊缆，在底座上绑牢之后再吊装运输，运输过程中注意保持UPS重心平衡，以免跌落损坏UPS。 6.3 安装位置布局UPS电源成套系统除UPS电源主机机外，还包括蓄电池柜、输入输出配电柜、或特殊配置如旁路隔离变压器柜等，需要合理安排其安装位置。一般情况下输入输出配电柜、隔离变压器柜等柜体参照不同的标准制造，机械结构尺寸可能不同，与UPS电源主机系统放置位置允许有一定的距离或放置在不同的场所。以下主要介绍UPS主机与蓄电池柜间布局要求。一般情况而言，UPS主机与电池柜之间的相对位置并没有严格的要求，安置UPS主机和电池柜应主要考虑主机

19、散热和操作维护空间，如有需要还可预留主机和电池组后期扩容空间。由于本系列三相不间断电源的维护需要拆卸左右侧板，并且考虑到散热与通风，UPS布局示意图如图6-1所示。多个电池柜布局时，如采用前后开门机柜式的电池柜可以并列放置；如采用组合式电池柜，由于安装和维护电池需要拆卸左右侧板，每个电池柜之间的距离应大于500mm。图6-16.4电缆规格选择6.4.1电缆载流量依据电工设计规范的推荐，对供电回路线路压降和线缆允许温升不作要求时可以按照下表6-1的建议选择线缆载流量。表6-16.4.2 功率电缆电流的确定UPS电源输入输出功率电缆主要有交流电源输入电缆（3相4线）、UPS电源输出电缆（3相4线）、电池输入电缆（正负两极）、保护地线等。 第一种为计算法：功率因数取0.8、效率取0.90、输入电压取最低值176V、输出相电压取220V、蓄电池组电压取最低值N10.5V=315