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上海徐吉電氣有限公司
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上海供電局與上海蘇特電氣集團完成臺達UPS供電改造方案
2010-5-29 閱讀(2602)
一,、概述
上海某供電局UPS供電局,，負責上海某區(qū)的電力調(diào)度及監(jiān)控,，該供電局自啟動數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)以來，前后經(jīng)過兩次UPS供電擴容改造,，因負載容量逐步擴大,，此次系統(tǒng)將進一步擴容,，并對原有系統(tǒng)配電進行改造。同時由于設(shè)計施工不規(guī)范,，系統(tǒng)存在重大隱患,， 此次擴容需一并解決。
1. 原系統(tǒng)配置
如圖一所示：該供電局配置兩路市電,，分別由交流進線屏1和交流進線屏2向UPS供電,，兩個交流進線屏間由一個手動切換屏，可以進行切換,。1#UPS和2#UPS為M品牌的15KVA 1+1并機系統(tǒng),，3#UPS為A品牌UPS，設(shè)計容量為15KVA。交流進線屏1向3#UPS和2#UPS供電,，交流進線屏向1#UPS供電,。
2. 系統(tǒng)存在的幾個重大缺陷
a. 1#UPS和2#UPS組成并機,，但是分別由進線屏1（市電1）和進線屏2（市電2）分別供電,，造成UPS轉(zhuǎn)旁路時，并機系統(tǒng)會存在兩路市電,，造成短路,，嚴重威脅整個系統(tǒng)安全。
b. 由于1#UPS和2#UPS的交流輸入分別來自不同回路的市電,，可能出現(xiàn)其中一路交流輸入故障,，致使一臺UPS工作于正常狀態(tài)，另一臺工作于后備狀態(tài),，造成兩套UPS逆變輸出并機環(huán)流增大,，負載均分誤差增大，引發(fā)UPS故障,。
c. 如圖二所示,，整個存在一個共同的維修旁路（由K10、K11,、K12組成）,。由于三臺UPS的交流輸入分別來自不同兩路市電，,，所以存在不同市電回路短路的危險,，真正維護時也無法實現(xiàn)不停電維護。同時也存在因人員操作,，引起短路的危險,。
二、客戶需求
1. 對現(xiàn)有UPS系統(tǒng)進行擴容,，移除原有的3#UPS,，新增兩臺30KVA UPS組成1+1并機，并對現(xiàn)有配電屏進行改造,。
2. 合理投資方案,，同時減少占地面積。
3. 設(shè)置一個共同的維護旁路,，要求4套UPS能夠同時維護檢修,。
4. 在系統(tǒng)中留出一定余量的配置，供以后擴展需求,。
三,、改造方案
經(jīng)與該供電局工程師進行詳細溝通，并實地考察后，我司多名工程師,，根據(jù)要求,，擬制了一份詳細的改造方案，方案涵蓋了UPS設(shè)備選型,，配電改造,，施工等部分全部內(nèi)容，其中UPS部分改造方案如下：
1,、 兩路市電,，經(jīng)ATS切換屏后，二選一供給負載及UPS使用,。
2,、 新增臺達NT30KVA UPS兩套（3#、4#）,組成1+1并機,。
3,、 采用共用電池組方案，zui大限度優(yōu)化投資方案,，同時減少空間占用,。
4、 所有UPS旁路取A相,，保證任一時刻,，并機系統(tǒng)內(nèi)兩臺UPS均在同一路市電狀態(tài)。
5,、 1#UPS,、2#UPS組成的并機系統(tǒng)、3#,、4#組成的并機系統(tǒng)分別設(shè)置一個維修旁路,。兩個維護旁路中間設(shè)一個聯(lián)絡(luò)開關(guān)，必要時閉合次開關(guān),，使所有UPS處于維修旁路供電狀態(tài),。
6、兩路UPS并機輸出配電屏,，各預(yù)留一組C65-20斷路器,，預(yù)備后期系統(tǒng)負載擴容需求。
四,、改造后系統(tǒng)運行分析
整改后的系統(tǒng)由一套15KVA 1+1并機和一套30KVA 1+1并機構(gòu)成,，兩套系統(tǒng)各自向負載供電。
以30KVA UPS并機為例,。當市電正常時,，兩路交流電經(jīng)ATS自動切換后,，由UPS整流、逆變后向負載供電,。當其中一路交流電故障時,，ATS自動切換另一交流供電回路，由該回路向UPS提供能量,。只有兩個交流均異常時,，UPS才利用電池組的能量，逆變輸出交流電供給負載使用,，保障負載的平穩(wěn)安全運行大幅提高市電利用率,，減少電池放電次數(shù),。
正常工作時,，兩臺UPS負載均分。當并統(tǒng)中的一臺UPS發(fā)生逆變故障,，此時由另一臺UPS向負載供電,。如果此時UPS負載總量超過30KVA，則兩臺UPS均自動切換至旁路供電,，切換時間小于1ms,，保證負載的無中斷運行。當遇到UPS逆變器異常時（過溫,、過載,、短路、電池放電終止等）,，逆變器自動鎖機,，此時如果備用電源正常，則負載轉(zhuǎn)為備用回路供電狀態(tài),。當逆變器異常排除后,，則會自動切回主回路供電。
系統(tǒng)設(shè)有手動維護旁路,，當UPS需要檢修或者維護時,，兩套并機系統(tǒng)可各自進入維修旁路狀態(tài)，互不影響,。當系統(tǒng)需要總檢修是,，可以按照UPS操作程序，把各臺UPS切換至維修旁路狀態(tài),，然后閉合1#,、2#旁路開關(guān)、3#聯(lián)絡(luò)開關(guān),，即可使4臺UPS內(nèi)部全部斷電,，即可進行檢修維護。檢修完畢后，斷開3#聯(lián)絡(luò)開關(guān),，再使UPS工作于維修旁路狀態(tài),，再斷開1#、2#旁路開關(guān),，然后按照UPS操作程序,，重新開啟UPS即可。
五,、臺達UPS簡介及共用電池組方案介紹
方案中新增的兩臺30KVA UPS并機共用一套電池組,，市電正常時,，各UPS同時給電池組充電,，市電異常或者中斷時,，各UPS又同時利用電池組的能量逆變成交流電供給負載,。
1. 臺達NT系列UPS簡介
臺達NT系列 UPS是專家精心研究為大型用戶所設(shè)計，其主要應(yīng)用領(lǐng)域為各種數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),、電信系統(tǒng),、衛(wèi)星系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),、醫(yī)療設(shè)備,、安全緊急逃生設(shè)備、監(jiān)控保全系統(tǒng),、各種工廠設(shè)備,。
臺達NT系列UPS采用*IGBT高頻切換正弦脈寬調(diào)變技術(shù)設(shè)計，使UPS供電質(zhì)量好,、效率高,、熱損耗小、噪音低,、體積小及壽命長,，同時采用模塊化設(shè)計可降低平均修護時間（MTTR），使維護工作更簡便,，藉由微處理器的數(shù)字化設(shè)計,，簡化復(fù)雜的模擬線路及大量減少零件數(shù)目，使系統(tǒng)更為安全可靠,。
為了強化UPS系統(tǒng)供電的可靠度,，臺達NT系列可提供兩種高可靠運行設(shè)計方式：
a. 利用雙回路設(shè)計，將UPS連接成雙機熱備份（Hot-standby redundancy）,。
b. 利用雙機并聯(lián)回路設(shè)計（Parallel redundancy）—zui多可8 臺UPS并聯(lián)冗余, 且無須外加并聯(lián)控制卡,。
智能型微處理器控制的多國語言及圖形化LCD顯示;可讓使用者明確了解UPS運作模式整體狀況,，正確操作，確實管理及維護,。內(nèi)容包含有:
a. UPS系統(tǒng)運行狀態(tài)圖,。
b. 各種電氣指標參數(shù)測量。
c. 設(shè)備的基本數(shù)據(jù),。
d. 告警信息,，事件記錄。
e. 參數(shù)修改設(shè)定,。
使用者并可透過不同的通信埠（RS232/RS485/SNMP/DRY CONTACT/ETHER NET等）直接連接計算機或透過網(wǎng)絡(luò)進行遠程監(jiān)控,，使微處理器對UPS各種診斷信號傳送至計算機屏幕，使用者可直接在計算機上對UPS進行監(jiān)視及控制,，并集中控制管理,，提升UPS的安全性， 節(jié)省人力資源,。
人性化設(shè)計使臺達NT-系列UPS為使用者提供了可用性強的高質(zhì)量電力,，為廣大信息用戶的守護神,。
2. 臺達NT系列UPS共用電池組技術(shù)介紹
臺達NT系列UPS的整流器采用專門的CPU來控制,，采集信號準確及時，驅(qū)動信號正確無誤,，抗干擾能力強,。UPS具有自動均流功能，不但能保證每臺UPS的三相輸入電流一致,，還能自動調(diào)整并統(tǒng)中各臺UPS的整流器之間的電流差,，使各整流器電壓幅值一致，負載實時均分,，以提高整個系統(tǒng)的安全性,。臺達NT系列UPS不論單機運行還是共享電池組，其直流電壓穩(wěn)定度都能達到<±1%,。
兩臺UPS共用電池組具有以下優(yōu)點：
a． 節(jié)省50%購買電池的資金投資,，相應(yīng)的搬運、安裝等投資也會跟著減少,。
b． 節(jié)省安裝空間投資,，同時也就減少了房租、裝修費,、空調(diào)配置等方面的投資,。
c． 節(jié)省承重方面的投資。
d． 節(jié)省運營成本和維護成本投資,。
e． 系統(tǒng)擴容比較方便,，只加主機不加電池也可以,。
f． 發(fā)揮電池的zui大效能，提高電池利用率
六,、結(jié)語
經(jīng)過改造后,，整個系統(tǒng)供電可靠性大大提高，并且留足了余量,，可供未來很長一段時間內(nèi)負載的需求,，有力的保障了該供電局的數(shù)字化建設(shè)進程。同時由于采用共用電池組技術(shù),，zui大限度優(yōu)化了電池投資,，節(jié)約的大筆的電池投資及間接投資。
