双总线解决方案2011

核心数据机房UPS电源系统解决方案武汉源迅科技发展有限公司2011双UPS电源双总线解决方案概述双UPS电源组成双总线供电系统，即采纳2台UPS电源各自独立给重要负载（如服务器、核心交换机等）供应电源，而对于这些负载均具有至少2路电源输入，通过这些负载的实现冗余供电双电源总线。如图1示。市电柜市电柜UPS输出柜1#UPS2#UPS图1双总线电源供电系统图负载1负载n市电1市电2建议解决方案及预算解决方案UPS电源依据用户需求，目前采纳4台6KVA逆变器供电，将来需增加一倍的用电需求，为此估算需配置2台60或80KVAUPS；每套UPS配置2小时后备延时，双机冗余下后备达4小时。采纳2台UPS电源，供应双路各自独立的UPS电源，由安装在机柜内双电源设备（服务器、交换机等）实现冗余互备。对于机房单电源设备采纳STS自动转换开关，实现双电源冗余供电。为此为保证UPS供电系统的系统的运行平安和牢靠性，考虑在电力系统大量选用并得到用户良好评价，UPS举荐选用APCbySchneiderGalaxy系列UPS；综合用户要求，举荐选用Galaxy500060KVAUPS，采纳2台独立供电，构成黄石供电县调自动化机房双总线供电方式。APC/MGEGALAXY系列UPS性能简介GALAXY500020KVA--200KVA单机UPS的组成单机UPS的基本组成如下:图:Galaxy5000系列UPS的单机框图1).整流－充电器(Rectifier-Charger)：由可控硅三相全控整流桥功率电路和相应的限制电路组成。它将电源1(Mains1)输入的沟通电变换成直流电，供应电池组充电及逆变器的输入。2).逆变器(Inverter):由IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor，绝缘栅型双极晶体管)逆变功率电路和相应的限制电路组成。它将整流－充电器输入的直流电变换为正弦沟通电供应负载。3).旁路静态开关(StaticSwitchforBypass):由正反并联的可控硅功率电路和相应的限制电路组成。它实现负载在逆变器与旁路电源2(Mains2)之间的不间断切换。4).电池电路(BatteryCircuit):由可充电的电池组组成。将直流能量贮存在电池组中，当电源1停电或超限时，向逆变器电路释放能量，以对负载进行后备式(Backup)的供电。5).各种隔离爱护装置Q1：整流器输入开关；QF1：电池电路爱护开关；Q4S：电源2或静态旁路输入开关；Q5N：逆变器输出开关;Q3BP：手动修理旁路开关。6).MTBF指标部件名称代号MTBF(小时)整流器MtbfR150,000电池MtbfB150,000逆变器MtbfI100,000静态旁路开关MtbfS1,000,000高质量旁路电源MtbfPH100低质量旁路电源MtbfPL50没有静态旁路开关的UPSMtbfCU43,000GALAXY5000UPS特点介绍GALAXY5000UPS是最新一代智能型UPS融合了当今世界上最先进的IGBT技术，全数字多微机限制系统，现代智能限制原理和多项技术专利，已成为中大型UPS市场上的佼佼者，被广泛应用于电力、石化、银行、电信、厂矿企业，并成为UPS更新换代的志向选择。带非线性性质负载的高品质电压源在计算机、DCS、自动化生产系统中，其设备都是非线性性质负载，这些设备将产生大量的谐波电流。GALAXY5000UPS是特地为这类负载设计的。其逆变器限制采纳了电流自适应限制技术，用最先进的电流采样器件（HALL效应电流互感器）以及多CPU总线技术，将采样到的负载电流波形与标准正弦波干脆比较所产生的误差，干脆限制每个脉宽，并且可依据负载的大小、性质来实时调整其输出电压波形，经过了十多年的市场考验。因此GALAXY5000UPS输出指标高，在100％非线性性质负载的状况下，它的电压畸变<2%,从而保证设备的正常运行。适应负载从0至100％或100％至0的跃变GALAXY5000UPS在负载发生100％的跃变时，输出电压的瞬间改变在±2％以内，并且在20毫秒内快速复原到±1％。过载实力强 GALAXY5000 UPS 过载实力： 110％－2小时； 125％－10分钟 150％－60秒； 233％－1秒峰值因素高达4.66:1 一般线性负载，负载电流为正弦波，电流的峰值为有效值的2倍，即峰值因数为1.414：1。但计算机负载为非线性负载，负载电流为非正弦波，其中含有大量谐波，峰值因数将增加到2.8：1左右，为保证UPS输出电压稳定性，UPS的峰值因数必需大于2.8:1，GALAXY5000UPS的峰值因数可达4.66：1。先进的网络通信功能（选件）每台GALAXY5000UPS具有扩展通讯口，并供应两种通讯接口卡与各种网络联接，可实现对UPS进行计算机集中限制，监控UPS运行状况。 *集成的SNMP接口这块电路板可安装在UPS主机内，使UPS能够用TCP/IP干脆与全部的以太网连接。然后，网上任何一台计算机可以通过网络管理UPS。*两通道网络接口这块电路板可安装在UPS主机内,由两部分组成。一部份为RS232接口，可与PC机连接，实现对UPS的监控；也可与UM－LINK（由梅兰日兰供应〕连接，用TC/PIP干脆与以太网连接。然后，网上任何一台计算机可以通过网络管理UPS，每个UM－LINK可以连接4台UPS。另一部分为继电器接点，继电器接点可以用于特别的网络应用(IBMAS400,Novell，等等)。丰富的UPS管理功能监控软件SOLUTION--PAC可以适用于如NETWARE,WINDOSNT,SCOUNIX,OS2,和LANSERVER等大部分网络环境。SOLUTION-PAC管理软件可以实时监控UPS的运行状况，各项电参数指标的改变。可依据实际负载的大小测定电池的放电时间和容量,实施遥控开机或关机。技术特点1. 电压精度：380V±1％ 输入电压范围大：323～477V 输入频率范围宽：45HZ～65HZ 为负载通过高精度的电压源 （电网兼容性好，适用于各种等级市电以及油机发电场合）2.效率高达91％～93％ 效率高意味着UPS本身耗电省，发热少，提高了牢靠性，在其负 载为25％时，仍能保持其90％以上的效率。3. 无污染UPS 已通过的国际标准检测证书有： IEC 801.4 LEVEL4 （无污染标准） IEC 801.2 LEVEL4 （静电放电标准） IEC 950/EN60950 （建筑平安标准） PCCA级（无线电频率干扰抑制实力标准）4. 电池的监控功能增加。 最大限度地延长电池的寿命。主要功能有：a、充电和放电电流的监测与限制b、电池过放电的自动爱护，当电池电压低于终止电压时，逆变器自动停机，切换至旁路供电；同时为了避开电池长时间小电流放电，造成电池永久性损坏，UPS可以设定时间T，在电池给逆变器供电达2倍T时间时，UPS会显示“电池低电压停机”的预报警，当电池给逆变器供电达3倍T时间时，逆变器自动停机切换至旁路供电。（此项爱护功能也可以取消〕c、计算电池实际后备时间依据预先设定的由电池供应商供应的电池参数，以及实际检测的放电电流，通过数学模型的计算，可以模拟出电池的实际放电曲线，就可以预报在当时的实际负载状况下，电池的实际剩余后备时间。 d、温度补偿式充电和电池的寿命计算（梅兰日兰专利）环境温度对电池的运用影响很大，电池温度上升，意味着化学反应增加，电池的放电实力也增加，但电池寿命会降低。因此GALAXY5000中特地设置了电池温度传感器，用以限制浮充电压和电流，同时还设置了计算电池寿命的计算，依据电池温度和运用时间自动修正电池寿命，到电池寿命终止时，产生更换电池的报警提示信号。UPS具有自动电池检测功能，自动对电池进行定期放电，定期时间可以调整，一般为90天。也可以由用户手动完成对电池进行定期放电，一般建议90天做一次。（此项功能也可以依据用户要求取消）5. 高度的牢靠性 UPS获国际的最高质量ISO9001认证。 平均无故障时间MTBF＝20万小时。6. UPS“输入电流限流”和“软启动延时”： GALAXYUPS具有输入电流限流限制功能及软起动延时功能。主要用于防止对电网及发电机产生电流冲击。（如：市电停电、电池放电后、市电又复原时会产生电流冲击，需延时平滑）。7. 模块化、数字化、智能化设计模块化、数字化设计在1986年领先在其UPS中采纳，带来了UPS界的一次技术革命。将UPS的整流器、逆变器、充电器及各种限制电路按不同的功能分别由几个模块组成，各模块内有独立的供电、监测及爱护电路。70％以上采纳数字电路并配有多片Intel80196单板完成自监、自控。其好处在于板件的参数一样性好，牢靠性高。并且故障易推断，修理便利。8. 粗大的中线在大多数状况下，负载会产生三次谐波，三次谐波会使中线电流过大，使导线的温度上升。GALAXY5000PS采纳粗大中线（包括UPS内部及输出端）。解决了中线高次谐波的温升效应。9. 100％的不平衡负载实力由于GALAXY5000UPS的逆变及输出变压器采纳三相独立逆变电路，可依据负载大小及功率因数，每相电压自动调整，故可承受100％不平衡负载。10.最新功率变换技术（IGBT技术）IGBT是一种新型功率器件，该器件具有MOSFET的高速开关特性和栅极电压可控及双极晶体管的大电流处理实力和低饱和压降特点。目前在新一代UPS中已起先广泛采纳IGBT作为功率器件。APC/MGE作为全球最大的UPS制造商在大功率IGBTUPS中遥遥领先同行一步，94年推出单机容量为800KVA的IGBTUPS。技术指标及环境 负载功率因数 ：0.8 沟通输入（市电）： 输入电压 3Pn380V 适应电压范围 323～477V 输入频率 50Hz 适应频率范围 50Hz±10％ 沟通输出（负载）： 输出电压 三相380V 电压偏差 ±1% 输出频率 50Hz 频率偏差 ±0.05%（本机振荡时） 同步跟踪范围 ±0.5%~4%可调 谐波失真 <1.5%（线性负载） <2%（非线性负载）峰值因数=3：1时 动态反应 ±2％ 过载实力 110％－2小时； 125％－10分钟 150％－60秒种； 233％－1秒 不平衡负载实力 允许100％三相不平衡 散热方式本机自带强迫风冷，后排风运行温度 -5～40C 贮存温度 -20C～+45C电池 最佳温度范围：+15C到25C，超过这个范围温度每上升10C，电池的运用寿命减半 相对湿度 0~95％ 通风要求 每小时1100立方米 噪声水平 按ISO3748测量58db 接地 接地电阻小于2欧姆 国际标准 ISO9001（425号证书），IEC、EN、 ULVDE、BS、UTE、TUV、IP20 其它 不须配备其他工具和仪表GALAXY500060KVAUPS主要性能指标常用旁路电压容限：+/-10%settablefrom+/-4/6/8and10%最大旁路输入电流：101A输出输出功率容量：54

kW/

60kVA最大可配置功率：54

kW/

60kVA额定输出电压：400V3PH,480V3PH输出电压可调范围：可配置用于380、400或415V3相额定输出电压满负载效率：92%输出电压失真：低于2%输出频率(与主频率同步)：50Hz,60Hz波峰因数：3:1波形类型：正弦波输出连接:(1)HardWire4-wire(3PH+G)输出电压容差：+/-1%staticand+/-5%at100%loadstep输出电压THD：<1%linearloadand<2.5%nonlinearload过载工作：10minutes@125%and60seconds@150%半负载效率：90%所需的输出电流爱护：87A旁路:内部旁路(自动会人工),外置分路器可选输入额定输入电压:400V3PH,480V3PH输入频率:45-65Hz输入端子类型:HardWire4-wire(3PH+G)工作电压范围:340-460(400V),408-538V其他输入电压:380,400,415最大输入电流:115A输入断路器容量:125.0

A输入总谐波失真:Lessthan5%forfullload电池与运行时间电池型号没有内部电池-运用外部电池系统额定电池电压432V放电结束时最大电池电流135通讯与管理可用的智能插槽数量3限制面板多功能液晶显示器状态管理限制台。紧急关断可选物理指标高:1900.00

mm宽:712.00

mm深:848.00

mm净重:400.00

KG运输重量:420.00

KG运输高度:2030.00

mm运输宽度：980.00

mm运输长度：960.00

mm颜色：木炭环境工作环境：0-40

°C工作相对湿度：0-95%操作高度：0-999.9米存储温度：-20-45

°C存储相对湿度：0-95%存储高度：0-12000米听觉噪音距设备表面1m处：65.00

dBA在线运行发散热量：13872.00

BTU/hr相符性管理机构认证ULListed,CE,EN/IEC62040-3,FCC15部分A级,IEC60950,IEC61000-3-2,IEC61000-3-3,ISO14001,ISO9001,LCIE,TUV,UL1778GALAXY5000UPS其它性能介绍A，高效率：Galaxy5000系列UPS设计具有平滑的效率曲线，见下图：高效率的UPS对于并联冗余的配置极为有利，缘由是在系统正常运行时每台UPS都是运行在低负载率的状态；而UPS又是成年累月地连续运行在这种状态，由此而造成的电费，空调方面的开支将是一个可观的数字。下表是一个效率每提高1%、3%和5%产生的不同经济费用的节约：节约费用/效率的差别（万元人民币）负载kW1%3%5%1年5年1年5年1年5年2500105030．2150.650.3251.8150063018.190.630.2151.1500210630.21050.31000.421.26210留意：计算是按市电收费率为0.36元人民币/kWh，热损耗所需空调费为0.10元人民币/kWh。以上数字仅是估计。真正的节约依据各地电费的不同来确定。5%的效率差事实上相当于新的UPS5年的折旧费用。而新的MGEUPS的效率往往超过其它UPS的5%以上。B，与柴油发电机的兼容UPS在市电停电时为了获得长延时的供电，往往不能只凭借内部的电池组放电，供电系统往往配有柴油发电机组，作为应急供电设备，这就要求发电机为UPS供电。如前所述，UPS整流器是一个非线性负载，为了能使UPS在发电机组上顺当启动和平安运行，Galaxy5000UPS还具有如下的功能：整流器的可调整斜坡启动整流器的斜坡起动功能(见下图)可防止整流器启动瞬间产生的冲击电流对电网或发电机的影响。启动前的延时(0-255秒)可防止多台UPS在发电机上同时启动造成的冲击，有利于发电机的运行。UPS输入功率限制当发电机输出功率不足时，可通过外部干接点信号产生“UPS输入功率限制”功能，使得部分UPS的功率由电池组供应，从而爱护发电机组的运行。当市电复原后，该功能可随发电机的停止而自动取消。电池的两级充电限流当发电机组输出功率有限时，还可以通过外部干接点信号产生“电池组不充电”的功能，以防止发电机过载。当市电复原后，该功能可随发电机的停止而自动取消。UPS电源输出配电柜设计一台智能化UPS电源安排柜，以满意2台UPS电源输出分别供电，2台UPS输出采纳各自独立母排馈电，智能配电柜选用APC/MGEPDU柜具有：柜体：前后网孔门，2000*600*800（H*W*D）每台UPS输出，各自设计21路单相/三相32A空开。采纳ABBS261/3微型断路器，具有分合指示、过载爱护。并预留2*21路扩展位（可用于市电、UPS输出）；带LCD显示，可以实时监控输出总电流、电压、每相有功功率、频率，以及每一分路输出电流（选件）；参考图具备RJ-45、RS232/485接口，可以通过网络实现远程管理（包括远程的故障诊断、状态查询、参数设置等）；参考图本方案最大优点在于