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UPS技术资料
智能模块化并联UPS/EPS
目录
第一章公司简介1
第二章智能模块化并联UPS/EPS系统2
1.引言3
2.智能模块化并联UPS/EPS概述3
3.模块化并联UPS/EPS产生背景4
4.智能模块化并联UPS/EPS技术特点6
5.智能模块化并联UPS/EPS组屏方式介绍7
5.1标准UPS模式7
5.2标准EPS模式7
5.3共用电池UPS/EPS模式8
5.4只有逆变模块的UPS/EPS方式9
6.系统工作模式10
6.1旁路供电10
6.2逆变供电11
6.3回馈模式11
7系统参数12
7.1UPS系统参数12
7.2EPS系统参数13
第三章UPS/EPS系统的电池管理15
1.智能化电池管理过程介绍16
1.1镉镍蓄电池电池管理16
1.2阀控式密封铅酸蓄电池电池管理16
2.智能化电池管理特点19
2.1温度补偿19
2.2电池的维护保养19
2.3智能化核对性放电19
第四章整流模块20
1.整流模块工作原理及特点21
2.整流模块主要技术指标22
3.整流模块功能说明23
3.1保护功能23
3.2测量功能24
3.3故障报警功能24
3.4设置功能24
3.5校准功能25
3.6电池管理功能25
4.模块技术特色25
4.1自冷方式25
4.2软件校准技术25
4.3自主均流技术25
4.4ZVS软开关技术25
第五章逆变模块27
1.逆变模块工作原理与特点28
2.逆变模块主要技术指标29
3.模块保护功能说明30
4.模块技术特色31
4.1带电插拔技术31
4.2全数字控制31
4.3并联技术31
第六章旁路模块32
1.旁路模块工作原理与特点33
2.主要技术指标33
3.模块技术特色34
第七章系统监控35
1.系统监控主要功能与特点36
2.系统监控构成36
3.系统监控各部分功能介绍37
3.1PM4触摸屏主监控功能37
3.2交流监控单元功能38
3.3直流监控单元功能38
3.4开关量检测单元功能39
3.5电池巡检单元功能39
3.6绝缘检测单元功能39
第一章公司简介
深圳市汇业达通讯技术有限公司成立于1996年,是专业从事高频开关直流电源、模块化逆变器、模块化UPS及工业定制电源研究、开发、生产的公司,已通过ISO9001:
2000认证,并经深圳市科技局评定为《深圳市高新技术企业》.公司现有生产场地三千多平方米。
为了保持公司产品的持续竞争力,更好地服务社会,公司一直致力研发力量的建设,现已组成由博士、硕士及国家重点大学优秀本科生组成的研发队伍,凭借高素质研发队伍、丰富的现场使用经验,开发出高频开关直流系统及相关配套设备、模块化逆变器、模块化UPS及其它多种功率等级的工业电源;产品已广泛应用于社会各个领域;如高频开关直流系统已应用于从500KV到35KV不同电压等级的变电站、电厂及开闭所,至今已有超过5000套系统在网上运行。
第二章智能模块化并联UPS/EPS系统
本章以我公司生产的Power`Sun系列智能模块化UPS/EPS为例,从以下几个方面做了系统简介。
●引言
●智能模块化并联UPS/EPS概述
●智能模块化并联UPS/EPS产生背景
●智能模块化并联UPS/EPS技术特点
●智能模块化并联UPS/EPS组屏方式
●智能模块化并联UPS/EPS工作模式
智能模块化并联UPS/EPS系统参数
1.引言
近年来,随着我国工业水平的高速增长,各个行业的需求正在从“产品”到“精品”的转变,供电方面的需求也同样得到应证。
各现代化办公大楼、大型商业和服务业场所、地铁、隧道大型体育场馆以及医院纷纷要求它们的照明系统、电梯、水泵包括监控系统等关键设备在因故停电或发生紧急事故后仍然能够正常运行,使得UPS/EPS得到迅速发展。
并且对UPS/EPS的可靠性和可用性提出了更高的要求。
Power`Sun系列智能模块化UPS/EPS系统是深圳市汇业达通讯技术有限公司凭借高素质开发队伍、丰富的现场经验,集多年电源产品开发经验和广大用户设备网上运行经验设计开发的适合各类变电站、办公大楼、地铁、隧道的新型高技术UPS/EPS。
现已广泛应用于电厂、地铁、隧道、办公大楼。
2.智能模块化并联UPS/EPS概述
Power`Sun系列智能模块化UPS/EPS系统是针对中国地区电网特点,专门为各现代化办公大楼、大型商业和服务业场所、地铁、隧道大型体育场馆而设计的。
UPS系列主要应用于集中式供电的控制系统、通信系统、监控系统、网络管理中心以及生产线需要提供高可靠性的不间断供电的场合。
EPS系列主要应用于这些场所的事故照明系统。
一般交流输出的UPS/EPS,除电池外主要有四个组成部分:
整流、逆变、切换、监控。
汇业达并联系列UPS/EPS系统的主要特点是采用全模块化设计,系统中的整流、逆变、旁路、监控全部是可并联的模块,用户可以根据自己的要求将各个模块像搭积木一样的配成自己所需要的不同功率等级的系统,从而达到最佳性价比。
Power`Sun系列智能模块化UPS/EPS系统与同类产品比较有相当大的优势。
它的优势有以下几个方面:
●技术先进
控制技术先进,主控器部分是其核心部件是TI公司的DSPTMS320F2406。
负责整个逆变模块的控制,切换和故障处理。
其采用的是高性能静态CMOS技术,使得执行速度高达40MIPS(每秒钟执行4千万条指令),使得控制器在具有集成电路固有的抗干扰和归一化优势的同时有具有极强的实时控制能力。
●并联冗余,可靠性高
在并联UPS/EPS中,功率模块部分是并联冗余的,即功率部分是由许多模块并联在一起并均分负载,它们不分主从,互不依赖,并且均分负载。
每个模块都配有输入、输出保险和输入、输出继电器,即使有一个功率模块发生故障也能够自己退出整个系统,不影响整个系统工作,这使得整个UPS的MTBF达到400000小时。
●扩容方便
因为功率模块采用模块化结构,所以能够很方便地扩容,只需要加模块就可以了。
●模块热插拔,使维护方便、快捷
在传统的整机UPS/EPS中,在绝大部分出现故障的情况下,都需要专业技术人员进行现场维修,维修查找故障的时间也比较长,而且在查找原因后若发现损坏的器件没有备件还需要又生产厂家邮寄备件,所耗费的时间更长。
如果采用的是模块化UPS/EPS,因为所有的部分都是热插拔,所以无需专业维修人员,只要备有备用模块,用户也可以介入维护,有故障就可以拔下故障模块,换上备用模块,整个过程只需要几十秒。
而且备件比较单一,只需备几个模块就可以了。
●系统组配符合用户需求
因为在模块化UPS/EPS中,功率模块部分都是可相互并联的模块,监控单元部分以及配电开关部分都可以根据用户现场的需要加以配置。
所以最后交付给用户的系统完全是按照电力系统中配电屏的习惯符合用户需求的系统。
●系统完全电气隔离
在UPS系统中,输入、输出、旁路全部具有隔离,使得整个配电系统(包括UPS和直流屏)的绝缘性能良好。
●先进的电池管理
我司具有多年的为电厂提供直流屏的经验,同样在直流屏中总结的电池管理的经验也同样很好地应用在UPS中。
在电池管理上,我司的UPS具有一个独特的功能——回馈功能,即逆变器与电网并联向电网回馈能量,这也是大家通常说的有源逆变的功能。
这个功能用在电厂中就是能够高效率的给电池进行核对性放电,这个功能即使在共用电厂电池的UPS场合也得到广泛地应用。
3.模块化并联UPS/EPS产生背景
模块化并联UPS/EPS的产生具有必然性,为了解释其产生的必然性,可以先看看可靠性、可用性与冗余的关系。
冗余系统在电源设备中指供电设备由两个以上相同单元构成,并且这些单元并联运行,并且总容量大于用电负荷至少1个供电单元的容量。
类似在直流系统中有n+1,n+x,在大型UPS系统中有1+1并联冗余等等。
对于n个模块的冗余系统,可靠性定义为:
式中P1为单台机器的可靠性。
从上式可以看出并联冗余可以大幅提高系统可靠性。
为了提高UPS/EPS系统的可靠性,增强系统应对单点故障的能力,一般采用具有并联冗余的系统(图2.1)。
可用性的一般定义为:
A(Availability)=MTBF/(MTBF+MTTR)
式中:
MTBF为平均无故障时间,反映产品的可靠性及冗余性
MTTR为平均维修时间,反映维修所需时间
从可用性的定义来看,利用冗余系统可以提高整个系统的MTBF,对可用性指标有积极的影响,但是提高可用性还在于缩短维修时间。
从以上分析可以看出,系统采用模块化并联设计可以大幅提高系统的可靠性,但是仅仅采用模块化设计还是无法保证系统可用性的提高,为了提高系统可用性,还需缩短系统维护时间。
我司产品采用热插拔结构,由以下几个原因可以使得维护时间大幅度减少:
(1)模块冗余系统具有热插拔的功能,用户只要备有备用模块,可以在1分钟之内更换故障模块,然后将故障模块寄回厂家维修。
而单机并联系统必须等到专业的维修人员到达现场,将整个系统切换到维修旁路,再打开机柜查找原因,整个过程有时达数天之久。
(2)模块冗余系统的备品备件库相对简单,只要储备模块就可以了。
而单机并联系统不能储备所有的零部件,只能储备一些可能容易坏的部件,一旦机器出现故障,查找出来损坏的零部件是没有储备的零部件,则需要等待厂家邮购,时间可能达到上月之久。
(3)由于模块冗余系统通用性好,这使得在一个大型配电系统中,如果是采用分散式的UPS/EPS供电。
则这些UPS/EPS的储备模块可以统一管理。
甚至在工作中的系统之间还可以互相调配,即在不紧张的用电场所拔几个模块去支援紧张的用电场所。
所以,模块化并联UPS/EPS的产生具有其在技术上的必然性。
4.智能模块化并联UPS/EPS技术特点
POWER’SUN系列智能模块化并联UPS/EPS技术特点主要有以下几点:
●系统输入为三相五线(三相+N+PE),输出为单相(L+N)或三相(ABC+N)。
●
所有的功率部分都是模块化设计、N+1热备份。
●模块可带电插拔,维护方便快捷。
●有可靠的防雷及电气绝缘防护措施,确保系统和人身安全。
●输入电压范围宽,电网适应性强。
●输入可以选配隔离变压器,输出为高频隔离。
●可以实现电池冷启动(即直接从电池启动)。
●整流部分与逆变部分并联均流度均<2%。
●输出稳压精度<1%,动态<5%。
●输出为标准正弦波,满载下输出电压总谐波畸变率(THD)<2%。
●采用大屏幕触摸屏,点阵液晶显示,CCFL背光,实现全汉化实时显示及操作。
●可通过点击触摸屏进行系统参数查询、设置,人机界面友好,操作简单方便。
●监控系统可自动完成对电池电压、充放电电流及温度补偿的精确管理,确保电池工作在最佳状态,延长电池使用寿命。
●采用以微处理器为核心的集散式监控系统,模块化设计,实施对电源系统全方位的监测、控制,实现无人值守。
●实时监测蓄电池端电压、充放电电流,精确控制蓄电池的均充和浮充,具有电池过欠压告警、电池过温告警及过充保护等功能。
●系统具有对蓄电池温度补偿的管理功能。
●可采用一套监控系统管理双组蓄电池组、三组充电装置、母线分段,实现双组电池独立充电管理。
5.智能模块化并联UPS/EPS组屏方式介绍
由于汇业达并联系列UPS系统是全模块化结构,所以能够组成的系统也是多样的。
一般的组成有以下几种:
5.1标准UPS模式
标准UPS模式就是整个系统有整流、逆变、旁路、监控以及独立的电
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