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UPS供电系统在电力行业机房的应用

2016-3-7 11:54|发布:河南安科胜电气设备有限公司|点击数: 1169

在贵阳供电局数据中心机房改造中,具备高可靠性、高可用性的UPS供电系统是其运营安全稳定的电源保障。为此,机房供电系统采用两台UPS独立供电。

  
  1.用户要求
  
  (1)UPS供电系统为三进三出结构,单台UPS容量为120kVA,两台UPS单机运行。考虑到今后的发展需求,所提供的UPS要求支持在线并机,便于以后系统扩容,并机数量不少于8台。
  
  (2)UPS主机采用在线式架构,由工频整流器、逆变器、静态旁路开关、手动旁路开关、内置隔离变压器等组成;市电突然中断时,市电转电池供电,转换时间为零。
  
  (3)UPS应具有电池防漏液侦测功能,可有效防止电池漏液引起的事故,详细说明此功能的使用方法。
  
  (4)可实现UPS直接并联运转,无须外加并联控制卡,无固定主机/从机的区分,避免因单点故障时所造成的停机风险,提高系统可靠度。两台及两台以上并联运行时,具有共用电池功能。
  
  2.供电方案介绍
  
  供电系统方案图
  
  某品牌NT120K型UPS主要架构由静态旁路开关、整流器(晶闸管工频整流)、逆变器、手动维修旁路开关,以及控制电路、侦测电路、输出隔离变压器等组成。为双变换在线式架构,保护用户的精密设备供电质量,市电与电池供电为“零”时间转换,负载端可以完全滤除输入市电的杂波,提供给用户负载纯净的正弦波。
  
  采用120kVAUPS两台独立单机供电,每套UPS系统后备时间2小时,配置4组12V、200Ah电池。此系列UPS具有多机并联共用电池组功能,共用电池可避免对电池投资的浪费,节省资金和安装空间、减少承重,达到经济扩容;NT系列UPS具有高可靠性并机技术,可达8台并联,无须外加并机卡,只要增加并机通讯数据线(且此并机通讯数据线采用环路形式连接,具备冗余功能,提高并机系统可靠性),仅需在交流屏预留两个空气开关,可在线实现经济扩展冗余或增容,也可继续扩展到“N+X”多机冗余系统。同时,NT系列UPS内置同步控制器功能,简便地实现双母线供电需求,节省投资成本并降低故障节点。
  
  3.优势分析
  
  3.1独特可靠的并机技术
  
  NT120KUPS采用先进的分散式逻辑控制技术,以高速的微处理器运算为基础的数字化设计,独特的整数补偿运算控制,直接并机技术,在UPS单机之间无需外加并机卡或并机柜,采用环路通讯电缆连接来传递实时信号,提高并机系统的可靠度,实现并机的“均流”控制,使并机系统中的各台UPS,均处于完全“平等”的调控状态之中,各台UPS负载不平衡度小于1%。
  
  采用独特的同步相位调制,每台UPS可以“智能”地将位于并机系统中的各台UPS同步跟踪到最佳状态(各台之间的相位差几乎为零)和实时动态调节所带的负载百分比,实现高精度的负载均分功能。在并机系统使用中,任何一台UPS发生故障时,该故障的UPS会迅速、可靠地从并机系统中脱机,从而确保并机系统继续提供用户高质量的逆变电源。
  
  NT系列UPS可8台UPS直接并机,实现“N+X”并联冗余或扩容的应用,满足用户的安全需求,达到经济扩容的需求。
  
  3.2先进的共用电池功能
  
  NT120K型UPS当多台并联时,具有共享电池功能,通过共享电池功能,可以减少电池污染的排放和节省安装空间等资源,主要优势如下:
  
  (1)节省购买电池的资金投资
  
  系统冗余量占系统总容量的百分之几,就能节省电池总投资的百分之几。在电池价格上涨的情况下,能够节省这笔费用是相当可观的。同时,电池数量减少了,相应的搬运、安装等投资也会随之减少。
  
  (2)节省安装空间投资
  
  大批量的电池所占用的安装空间也是很大的,减少电池数量,也就成比例地减少了安装空间方面的投资。同时也就减少了房租、装修费、空调配置等方面的投资。
  
  (3)节省承重方面的投资
  
  电池组是很重的,为了解决楼层承重问题,一般会扩大电池的放置面积或者制作承重支架。如果减少了电池数量,这方面的投资就会相应地节省。
  
  (4)节省运营成本投资
  
  电池数量少了,系统本身以及房间空调所消耗的电能也就少了,需要投入的维护成本也少了,同时还会更加环保。
  
  (5)系统扩容比较方便
  
  对于共享电池组的UPS系统,日后扩容时可以不增加电池,如果现有电池组的后备时间还够用,直接增加UPS主机就行了。扩容会变得非常简单、方便和节省。
  
  3.3安全的电池防漏液侦测功能
  
  电池漏液侦测电路图
  
  电池漏液侦测原理说明
  
  当电池组中任何一个电池发生漏液而与电池箱接触,由于电池箱外壳已经实施设备接地,因此对地形成一个电流回路,并于漏液处发生火花及高热,可能造成电池外壳过热燃烧。
  
  UPS内建电池接地错误自动侦测电路,当电池发生接地故障,UPS将发出警告,继之将整流器切断,以防止发生更大的灾难。
  
  4.结束语
  
  此次采用的UPS供电系统方案,其系统构成简单、可靠性高,为贵阳供电局数据中心机房内负载提供稳定可靠的电源保障。



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