UPS雙母線(xiàn)一體化配電解決方案

0 引言

結合上海某電力系統具體情況,我們做出了艾默生專(zhuān)業(yè)機房設備解決方案。該方案展示了最新專(zhuān)業(yè)機房系統全貌，為最安全最可靠的UPS并機雙母線(xiàn)冗余供電系統。

1 機房配電方案

根據機房的實(shí)際情況，配置情況如圖1所示。

圖1 雙母線(xiàn)一體化配電方案

配置4臺容量為300kVA的Hipulse系列12脈沖整流UPS,每2臺（1＋1）帶并機柜提供雙母線(xiàn)供電，每臺UPS配置192節GNB1000AH/2V電池，兩臺合計384塊。雙母線(xiàn)合計768塊。

系統1由UPS1－1和UPS1－2兩臺帶并機柜并機。并在旁路柜前增加一臺隔離變壓器,當UPS轉旁路時(shí),消除市電對負載諧波干擾及降低零地電壓。兩臺UPS平時(shí)可各帶50％負載，當一臺UPS有故障時(shí)，另一臺可帶100％負載繼續供電。當兩臺UPS同時(shí)有故障時(shí)，可經(jīng)UPS靜態(tài)旁路開(kāi)關(guān)柜MSS轉到旁路供電。

系統2由UPS2－1和UPS2－2兩臺帶并機柜并機。并也在旁路柜前增加一臺隔離變壓器。系統2的結構和工作原理同系統1。

平時(shí)，系統1與系統2分別帶自己的負載。系統1經(jīng)UPS1輸出柜和靜態(tài)轉換開(kāi)關(guān)600ASTS1帶重要PC負載,系統2經(jīng)UPS2輸出柜和靜態(tài)轉換開(kāi)關(guān)600ASTS2帶通信設備、電梯照明等負載。當其中一個(gè)系統供電母線(xiàn)上的任何設備或電纜需要維護或故障時(shí)，其負載可經(jīng)靜態(tài)轉換開(kāi)關(guān)切換至另一個(gè)系統供電。由此，做到了點(diǎn)對點(diǎn)的冗余，極大增加了整個(gè)系統的可靠安全性。

在兩套系統的相互切換過(guò)程中，為保證二者可以同頻率、同相位，艾默生提供一種LBS負載總線(xiàn)同步跟蹤控制器。在它的控制管理下，如果UPS供電系統2出現供電故障，具有自動(dòng)跟蹤控制功能的負載總線(xiàn)同步跟蹤控制器和靜態(tài)轉換開(kāi)關(guān)會(huì )讓系統1暫時(shí)承擔起全部負載的供電任務(wù)。在此期間，用戶(hù)就可對系統2進(jìn)行脫機檢修。

兩套系統分別配外置維修旁路，外置維修旁路由1個(gè)空氣開(kāi)關(guān)組成。當系統需要維護時(shí)，可由該旁路供電。在外置維修旁路柜及UPS系統并機柜的內置維修旁路開(kāi)關(guān)上，各安裝有一個(gè)CASTELLKEY互鎖裝置，以保證二者之間的安全正確切換，使逆變器輸出和維修旁路永遠不會(huì )短路。

2 艾默生Hipulse系列UPS特點(diǎn)

艾默生7000 Hipulse系列UPS產(chǎn)品是艾默生公司在大中型計算機電源設備中的主流產(chǎn)品，其獨特的技術(shù)可簡(jiǎn)述如下。

2.1 高可靠性

衡量一臺UPS可靠性高低的重要指標之一是其應具有極強的抗輸出過(guò)載能力。這意味著(zhù)，即使因用戶(hù)投入大負荷或非線(xiàn)性負載而形成瞬態(tài)浪涌過(guò)載輸出局面時(shí)，不但應保證UPS逆變器的完好無(wú)損，而且還不能出現因逆變器輸出過(guò)載能力差而轉交流旁路供電的局面。這是因為，當UPS在執行逆變器供電→交流旁路供電切換操作的期間，有可能因不穩壓的市電電源與具有穩壓輸出特性的逆變器之間的瞬態(tài)電壓差過(guò)大而損壞UPS。艾默生UPS的典型過(guò)載能力，三相工作時(shí)110％額定負載為1h，125％額定負載為10min，150％額定負載為1min；單相工作時(shí)，200％額定負載為30s。

當過(guò)載量和在該過(guò)載量下的持續時(shí)間沒(méi)有超過(guò)上述范圍時(shí)，將一直由逆變器向負載供電。

2.2 具有極強的抗“階躍性”負載及抗短路能力

在UPS運行中最嚴重的情況是輸出被短路。由于配置有設計獨特的輸出限流電路，即使用戶(hù)因不慎而造成輸出短路時(shí)，逆變器也不會(huì )被損壞。艾默生UPS的典型抗短路能力，在三相工作時(shí)，短路電流被限制在160％標稱(chēng)輸出電流5s；單相工作時(shí)，短路電流被限制在290％標稱(chēng)輸出電流5s。