艾默生UPS方案(30KVA)Adapt.doc

UPS交流不间断电源方案UPS交流不间断电源系统方案（30KVA可并机扩容系统）2010年8月重庆斯拜迩科技有限公司地址: 重庆市九龙坡区二郎科城路75号B3-9http: E-mail: 交流不间断电源工程- 目 录 - 一、 艾默生网络能源有限公司介绍二、 UPS设计、生产、检验技术标准 三、 艾默生UPS特点描述及技术参数 四、 UPS交流不间断电源主机选型五、 UPS安装方案六、 艾默生UPS系统配置表（含报价）七、 艾默生网络能源有限公司设备保修承诺一、艾默生网络能源有限公司介绍艾默生网络能源有限公司（原深圳安圣电气有限公司、力博特中国、EES等公司整合而成）是美国艾默生电气下属的子公司，位于广东省深圳市龙岗区坂雪岗工业区，现有员工2500人，在中国设有31个办事处及29个用户服务中心。艾默生电气有110多年的历史，总部设在美国密苏里州圣路易斯市，是全球最悠久的跨国电气公司之一。经营领域涉及网络能源、过程控制、工业自动化、环境优化技术、家电应用技术、机电科技、存储技术和专业工具八大领域。公司业务遍布全球150多个国家，在世界各地拥有60多个子公司和12万多名员工。艾默生电气2001财政年度销售业绩达155亿美元，在2001年世界500强中排名第323位，连续5年被工业周刊评为全球最佳管理100家企业之一。2002年再次被财富杂志评为美国最受尊敬的公司之一。艾默生网络能源隶属于艾默生电气，拥有业界最宽、最完整的网络能源产品线，拥有Emerson Network Power, Emerson Energy Systems, Liebert, Astec, Asco、Dura-line等国际著名的网络能源产品品牌，拥有业界领先的网络能源技术、研发、产品制造及服务平台。2001财政年度网络能源销售额达36亿美元，是全球唯一能够提供最完整的网络能源端到端整体解决方案和一体化服务的供应商。艾默生网络能源有限公司致力于将科技与应用工程技术完美结合，为客户提供最有竞争力的端到端一体化整体解决方案，致力于为客户创建竞争优势。艾默生网络能源产品涉及通信电源、印刷板板装电源、客户定制电源、UPS、机房专用精密空调、户外柜式机房、自动切换开关、动力网络保护产品、蓄电池、精密配电柜、动力设备及环境监控系统、交流变频调速器等领域，艾默生网络能源有限公司是中国通信行业网络能源产品和解决方案的主流供应商，2004在中国获得的网络能源订单超过31亿人民币。二、UPS设计、生产、检验技术标准产品制造制定了严格的企业标准。企业标准的编制是根据国际有关标准而制的，具体标准如下：序号标准标准名称1GB4208-93外壳防护等级2GB/T 13702 92 计算机软件分类与代码3GB/T 15532 1995计算机软件单元测试4GB/T 14537 93量度继电器和保护装置的冲击和碰撞试验5GB 6162 85静态继电器和保护装置的电气干扰试验6GB2423电工电子产品基本环境试验规程7GB/T17626.2 1998电磁兼容 试验和测量技术静电放电抗扰度试验8GB/T17626.3 1998电磁兼容 试验和测量技术 射频电磁场辐射抗扰度试验9GB/T17626.4 1998电磁兼容 试验和测量技术 电快速瞬变脉冲群抗扰度试验10GB/T17626.5 998电磁兼容 试验和测量技术 浪涌（冲击）抗扰度试验11GB/T17626.8 998电磁兼容 试验和测量技术 工频磁场抗扰度试验12GB/T17626.11 1998电磁兼容 试验和测量技术 电压暂降、短时中断和电压变化抗扰度试验13GB/T17626.12 1998电磁兼容 试验和测量技术 振荡波抗扰度试验14DL/T 621 1997交流电气装置的接地15国电发2000589号防止电力生产重大事故的二十五项重点要求16IEC950信息技术设备安全标准17EN50091-1国际安全标准18EN55022B 级EMI滤波标准19VDE0160国际测试标准20IEC146-4设计标准21EN50082-1电磁兼容性-通用抗干扰性标准22DL612-1996中国电力行业标准23DIN41773半导体整流器.规范24DJ9-87电气测量仪表装置设计规范25QJ 01-1999固定用阀控式密封铅酸蓄电池26GB 50065-1994交流电气装置的接地设计规范27GB7450电子设备雷击保护导则28ISO9001国际质量认证29ISO14001国际环境认证22、参照标准要求ANSI美国国家标准学会CHS中国标准IEC国际电工委员会EIA电气工业协会ASTM美国材料试验学会CCITT国际电报和电话的咨询委员会ISO国际标准化组织IEEE电气和电子工程师学会NEC全国电气规程NEMA国家电气制造商业学会三、艾默生UPS特点描述及技术参数31、UPS工作原理简介UPS( Uninterruptible Power System )，即不间断电源，是一种含有储能装置，以逆变器为主要组成部分的恒压恒频的不间断电源。主要用于给单台计算机、计算机网络系统或其它电力电子设备提供不间断的电力供应。当市电输入正常时，UPS 将市电稳压后供应给负载使用，此时的UPS就是一台交流市电稳压器，同时它还向机内电池充电；当市电中断( 事故停电 )时, UPS 立即将机内电池的电能,通过逆变转换的方法向负载继续供应220V（380V）交流电，使负载维持正常工作并保护负载软、硬件不受损坏。图1-1 UPS系统原理图32、Nx系列UPS特点描述美国艾默生公司NX系列UPS是采用全球最新的、功能最先进的DSP数字控制技术的第4代在线式双变换UPS产品，具有优异的性能和突出的可靠性。美国爱默生公司NX系列UPS特点如下：（1）基于DSP的全数字控制技术在UPS主机中，所有的功率变换器（诸如整流器、逆变器和DC/DC变换器等）和系统元件（诸如旁路和逆变器的静态开关）都是由2个40MHz的DSP（数字信号处理器）控制的。 DSP的高速和精确控制性能使UPS可由先进的柔性的逻辑算法实现极高的性能和可靠性。（2）高稳定性和可靠性四进四出，380V/220V，纯在线，双变换提供最佳供电质量。（3）优越的整流器性能线性负载整流器输入电流谐波1%，非线性负载整流器输入电流谐波2%。（4）先进的并联功能并联功能在增加UPS系统容量的同时更进一步提高了电源的可靠性。例如1+1系统中，假设1台UPS因偶然故障而退出，剩余的系统仍然能够向精密的负载提高稳定的电力供应。并联功能通过并机电缆、实时的负载均分调节和灵活的智能化控制实现。精密负载在各种运行模式和条件下都受到最大可靠性和可用性的保护。（5）超宽输入电压抗扰范围适应恶劣电网环境（6）配置全中文图形LCD显示器的多功能面板艾默生公司UPS的多功能面板配有大尺寸图形显示LCD、模拟LED显示和功能键、菜单键。通过图形的 LCD 显示和界面友好的菜单操作系统,用户能容易非浏览输入、输出、负载和电池参数。并且当前的 ups 状态和告警是可自动地快速通知。另外,为提示的警告和故障， 蜂鸣器会发出哔哔声，故障指示LED将被点亮。 超过500条历史记录可作为故障分析的参考。（7）大功率电池充电器支持采用大容量电池进行长延时备电的用法，在配置一小时后备时间的电池时，可以保证在10小时内恢复电池容量; 在配置一小时以上后备时间的电池时，可以保证在10小时内充到90%的满容量。一个高效能的内部充电器可以在又一次停电之前缩短电池的恢复时间，同时无需增加长延时所必须的外配充电器。（8）电池冷启动功能美国艾默生公司UPS能够在没有市电的情况下直接从电池启动。这样就允许仅使用电池供电或用于特殊的高可靠性环境。（9）紧凑的结构设计紧凑的结构设计极大的减小了对安装空间和地板承重的要求，使用户节省了空间和投资。（10）优秀的外观设计优秀的外观设计使UPS能够非常协调的和工业机房其他现代化设备融为一体。（11）全面前维护设计UPS的结构布局满足前面维护、检修的要求，减少了后部和侧面所需的安装空间。主要的部件和器件可以在前面更换。（12）冗余风扇设计和风扇故障检测功能 在风扇设计时采用N+2方式，这样保证UPS在部分风扇故障时仍可持续工作。此外每个风扇故障都能被检测出并在LCD中显示告警（13）内置的多种温度检测功能（可检测外部温度）有12个温度继电器安装在每一个重要的发热器件上，诸如逆变散热器、输入电感、输出电感、DC/DC电感和平衡电路电感。温度过高时将通过温度继电器触发适当的保护操作。通过安装2个温度探测器选件可以分别测量外接电池的温度和环境温度。（14）配置测试仪器电源接口 1个通用输出插座装备在UPS内部以方便测试、调试和维修UPS。这个输出插座能够通过2.5A电流。（15）先进的智能化监控功能UPS可通过UPS监控软件接入先进的网络环境，如：基于Windows的UPS监控、HiroLink + HiroVisor, SiteNet , ModBus / Jbus, SiteScan, SiteScan 2, SNMP等协议。UPS在选择并定义告警条件后可发声或拨电话告警。（16）自诊断和自检测功能UPS有自诊断、自检查功能：（1）系统部件的快速、完全的自检；（2）LED指示，快速了解UPS状态；（3）内部记录芯片记录UPS故障状态和参数；（4）可记录500个系统参数，便于故障追溯与分析。（5）LCD显示当前和历史故障报警，并可通过通信端口（RS232、LAN）上传；（6）故障前后的UPS状态参数记录，便于分析故障原因；（7）LCD可显示整流器、逆变器与监控软件版本信息。（17）可灵活的连接多种电池艾默生公司UPS允许使用多种类型的电池,例如密封维护免费的铅酸电池，镍镉(NiCd)电池。而且，设备具有电压调节功能用于电池浮充的补偿和终止充电。（18）内置的双总线功能 双总线同步装置使独立的 ups 系统(或并联系统)输出同步，甚至当时 2 个系统正处于不同的操作模式(旁路/逆变)或在电池状态。可以使UPS非常方便的组成双总线系统，以满足双电源输入的负载供电要求。（19）具有短路保护功能逆止二极管内置-避免外置带来的安全隐患。（20）瞬态恢复功能输出在负载100%变化时，可在5ms内恢复至标准输出。（21）全面电池管理功能革命性的全面电池管理功能使UPS系统的电池始终处于良好的状态:(1) 支持UPS使用多种类型的电池，如铅酸蓄电池、镍镉电池等.(2) 可通过检测判定对电池浮充、均充或终止充电.(3) 允许用户通过放电检测电池的良好状态. (4) 可以自动进行均浮充和温度补偿.(5) 可以设置定期电池自动检测.(6) 可以精确的预测出当前电池容量.(7) 确保电池避免过放电的损害.(8) 可以对电池故障进行提前预警(9) 提供选件可进行电池模块的故障检测.电池管理功能始终保持电池处于最佳状态，确保UPS使用健康的电池组。由此延长电池的使用寿命和UPS系统的可用性。（22）柜体达到“四防”要求。（23）内部冗余工作电源提升系统可靠性。（24）三级防雷体系，保证UPS系统稳定运行。（25）分散式并联技术方便系统扩容。33、Nx系列UPS技术参数艾默生Liebert Nx系列UPS额定功率kVA30额定市电电压Vac380- 400 - 415 V电源类型三相输入三相输出输入电压范围Vac相压176V-276V138V-176V（根据市电输入电流限流点降额），138V可带载50输入频率Hz50/60Hz（范围：40Hz70Hz）功率因素满载时， 0.99，30负载时， 0.98谐波电流输出负载为满载且100%为平衡负载时150负载，200ms电压稳定度%稳态0.5%，瞬态3%最大频率变化率Hz/sec单机模式：频率跟踪速率0.1Hz/sec到3Hz/sec间可调；并机模式：频率跟踪速率1Hz/sec旁路电压范围V上限：+10%，+15%或 +20%；缺省值：+15%下限：-10%，-20%，-30%或-40%；缺省值：-20%旁路频率范围%10%或20%，缺省值：10%工作温度0- 40，40-50之间，每增加1，功率降低1.5%相对湿度20时 95%噪音dBA51.6海拔高度1500m，1500-4000m之间每增加100m，功率降低1%储存/运输温度-2070尺寸1400h600w700d重量（不带电池）kg204四、UPS交流不间断电源主机和蓄电池容量选型41、UPS容量的选择根据我公司专业技术人员与用户的沟通与交流，得知用户现有十台服务器需要考虑配置一套UPS电源系统保障供电的可靠性。由于没有服务器的具体参数，现只能根据经验进行推算，服务器平均功率按每台1000W考虑，16台服务器的总功率为16000W，具他设备考虑1000W容量，系统总容量为17000W，可根据以上数据计算UPS主机的容量和后备电池的容量。UPS总功率=170000.80.8=26562VA=27KVA上式中0.8为UPS装置的功率因数、0.8为UPS的最佳带载能力，最终计算结果由W转换为UPS的统一单位VA；根据以上计算结果，推荐采用艾默生最新机型Nx-30KVA主机1台（30KVA，单机运行不并机，如有需求可后期增加并机系统），后期扩容只需要增加一台相同容量的UPS就完全满足要求，不需要增加其它设备。42、蓄电池容量的选择根据主机的选型可以得出，系统容量为30KVA、功率因数为0.8、效率为0.94、单组电池只数为40只（标配数量），根据以上数据可以进行蓄电池容量的计算，用户要求蓄电池后备4小时。1、蓄电池容量计算依据电池实际可使用的容量与放电电流大小、环境温度、电池的最低电压等因数有关。按UPS额定输出容量计算,假设放电过程中为恒功率放电，在放电初期，电池电压高，放电电流小，此时逆变的效率也高。相反，在放电将要终止时，电池电压低，放电电流大。也就是在放电过程中电流是变化的，并且从电池的放电特性曲线看，不同的放电电流，电池的端电压也不同，工程设计公式为： 2、该方案蓄电池容量的选择(1) 上式中P是UPS的标称输出功率（VA），cos是功率因数，一般取为0.8。是UPS的逆变效率（Nx逆变效率为0.94）, N是电池个数，E是电池放电最低电压(V)，按照艾默生公司UPS电源30kVA系列的逆变母线最低电压为432V计算,蓄电池配置40只,蓄电池的单体最低电压为10.8V进行推算出放电电流.I=P*COS/*N*E=30000*0.8/0.94*40*10.8=59A(2)在得出电流后，根据用户需要的支持时间4小时，I*t=Ah,便可以得到需要的安时数。 AH=I*T=59*4=236AH根据计算结果查蓄电池产品系列目录,应急4小时应选择二组120AH/12V 蓄电池共80只，总容量为240AH（两组120AH蓄电池并联）。五、艾默生UPS系统安装方案 六、艾默生UPS系统配置表（含报价）（1）30KVA 1套 单机运行（后期可扩容为并机方案）序号分项设备名称规格单位数量单价（元）总价（元）生产厂家1UPS主机Nx-30KVA默生公司2蓄电池120AH/12V只801350108000汤浅蓄电池3通信网卡RS485卡只112001200艾默生公司4电池箱A20面48003200艾默生公司5蓄电池连接电线标准配置批1免费免费渝丰电线6安装附件标准配置套1免费免费重庆斯拜迩公司7设备运输项1免费免费重庆斯拜迩公司8产品培训项1免费免费重庆斯拜迩公司9安装调试项1免费免费重庆斯拜迩公司10合计：220000元 大写：贰拾贰万元整七、艾默生网络能源有限公司设备保修承诺艾默生网络能源有限公司对向 所售的设备提供一年的保修服务。1. 在保修期内除发生第九条所列的情况外，维修设备的人工费和备件费由艾默生网络能源有限公司承担。2. 在保修期内不定期对用户做巡访。1) 现场了解设备运行情况。2) 进行必要测试与维护。3. 艾默生网络能源有限公司工程部对用户设备发生的问题24小时全天响应。响应内容包括：1) 由专业工程师回答用户提出的技术问题；2) 了解故障情况；3) 提出排除故障的方法；4) 通知专业工程师到达现场维修时间：在无特殊情况下，艾默生工程师在本市4小时内赶到现场；外埠48小时内赶到现场；5) 全年365天，每周7天，每天24小时服务热线见附页。4. 开机调试后，对用户维护人员进行基本运行/维护培训。5. 在保修期满后，艾默生网络能源有限公司对用户设备