UPS基础知识及竞争分析.ppt

1、UPS基础知识和竞争分析,2015.04.29 SE团队,目录,基础知识 施耐德供配电系统整体解决方案 各系列产品简介 三相大功率UPS竞争分析 招标文件构成 发展趋势,基础知识-UPS供配电系统构成,UPS不间断电源,低压开关柜,电池,低压开关柜,稳定的 纯净的 不间断的 220/380V交流电,基础知识-电学,电压 U：V（伏特） 电流 I ：A（安培） 功率 P：W（瓦特），P=U*I 有功功率，无功功率，视在功率 耗电量：功率P*时间(KWH),1度电=1KWH,电压，电流，有功功率，无功功率,50HZ正弦波交流电，交流电压220V，峰值=1.414*220=311V，,交流电，直流电

2、，频率,三个220V交流电，相位差120度 相与相间电压差为1.732*220=380V，相与中性线之间电压差为220V。,单相电，三相电,电压不能突变。先有电流流过，后产生电压差。电流超前于电压。容性负载。 电流不能突变。先有电压，后产生电流。电压超前于电流。感性负载。 电压和电流同步。阻性负载。,容性、感性、阻性负载,纯阻性负载为线性负载。 电压电流波形不一致。,线性负载，非线性负载,基础知识-电学,基础知识-IT设备开关电源模块对输入交流电的需求,基础知识-IT设备开关电源模块对输入交流电的需求,基础知识-七种类型的市电电网的问题,IEEE1159-1995定义： 瞬变现象，中断，电压暂

3、降/欠电压，电压暂升/过电压，波形畸变，电压波动，频率抖动,基础知识-UPS电源分类（按照电气变换原理）,后备（Back）,线交互式（在线互动，smart）,双变换在线式（G7000，SURT）,Delta变换在线式（MW）,基础知识-UPS电源其他分类方式,小功率：200KVA G7K,G6K,MW,按照应用场合分,数据中心应用：Symmetra PX,G7K， 关键电源（核级，炼化，船用）：Gutor. 关键电源（医院，机场，轨交，石化，半导体）：G7K，G6K，PWi,按照功率分类,按照电压制式分类,1:1，单相220V输入/单相220V输出 3:1，三相380V输入/单相220V输出

4、3:3，三相380V输入/三相380V输出 电厂专用。UPS直流母线为220V DC，直接连接到电厂的直流电系统，无独立电池。Pwi系列,机架式：SURT，SY LX，SY PX 塔式：G7K,G6K,G5K 上下进线：PX500，VM 下进线：G7K，G6K,按照物理结构分类,固定功率UPS:G7K,G6K 模块化UPS：SY PX,SYLX、MW 类模块化UPS:VM,按照安装方式分类,按照电压制式分类,1:1，单相220V输入/单相220V输出 3:1，三相380V输入/单相220V输出 3:3，三相380V输入/三相380V输出 电厂专用。UPS直流母线为220V DC，直接连接到电厂

5、的直流电系统，无独立电池。Pwi系列,按照双变换架构分类,工频机 6脉冲 12脉冲 过渡机（IGBT整流+逆变器+升压变压器） 高频机,按照逆变器技术分类,2电平：G6K,G7K 3电平：Symmetra PX,SURT 4电平：VM,按照电源类型分,交流UPS，直流UPS（HVDC） 动态UPS（飞轮），静态UPS,基础知识-UPS指标参数,主回路输入参数,输入电压范围 输入频率范围 输入功率因数 输入电流谐波 输入最大电流,输出参数,输出电压精度 输出电压谐波 输出额定功率 输出额定电流 输出功率因数 输出电压可调范围,带载能力,负载功率因数图 逆变器过载能力 旁路过载能力 旁路短路电流

6、100%不平衡负载能力 峰值因数,环境参数,效率曲线 运行温度及湿度 存储温度及湿度 海拔高度 噪音 额定发热量,电池参数,电池只数 电池可调数量范围 电池额定电流 电池最大放电电流,安装参数,尺寸、重量、前后左右及上部空间要求 运输方式 输入开关，输入交流电缆线径 输出开关和输出交流电缆线径 电池开关和电池电缆线径,输入额定电流 输入额定电压 延时启动时间 斜坡启动时间,动态响应及恢复时间 三相输出最大不平衡度 同步跟踪速率 输出频率精度（电池放电时） 旁路与逆变器切换时间 并机负载电流不平衡度,旁路参数,输入电压范围 输入频率范围 旁路短路电流,基础知识-UPS所遵循的标准及相关证书,认证

7、证书 ISO9001 ：设计生产销售服务 ISO14001：环保 ROHS/WEEE指令（电子废弃物管理办法） 独立实验室认证：节能、TUV、泰尔,满足国际与国家标准 IEC60146 ：UPS性能及安全 IEC60950 ：UPS安全 IEC61000-2-2 ：低频传导干扰 IEC61000-3-2 和-3-4：小于等于16A和大于16A的谐波干扰 IEC61000-3-5 ：电压波动干扰 IEC61000-4-2 ：抗静电放电 IEC61000-4-3 ：抗射频磁场 IEC61000-4-4 ：抗瞬态电冲击 IEC61000-4-5 ：抗浪涌能力,国际和国家对应标准 国家标准GB 726

8、0.1 = IEC 62040 1 国家标准GB 7260.2 = IEC 62040 2 国家标准GB/T 7260.3 = IEC 62040 -3 UPS的中国行业标准 YD/T 10952008 信息产业部“通信用不间断电源-UPS”,基础知识-UPS供配电系统常用架构1,N 串联 并联 2N,基础知识-UPS供配电系统常用架构2,分布式备用冗余 带STS的分布式冗余 不带STS的分布式冗余,WS-G 40.5kV气体绝缘 开关柜,DNF7 40.5kV空气绝缘 开关柜,PIX 1224kV空气绝缘 开关柜,PIX550 1224kV空气绝缘 开关柜,Premset 12kV屏蔽式固体

9、 绝缘开关柜,RM6 324kV气体绝缘 环网开关柜,SM6 7.124kV空气绝缘 环网开关柜,SCBH15 2002500kVA 非晶合金干式变压器,SCB10/SCB11 3153150kVA 干式变压器,OKKEN 6300A低压开关柜,BLOKSET 6300A低压开关柜,ATS 自动电源转换系统,Galaxy VM/PWi 固定功率UPS,Galaxy300/5500 Galaxy7000/6000 Galaxy9000 固定功率UPS,BLOKSET 6300A低压开关柜,Symmetra MW 模块化UPS,Symmetra PX 模块化UPS,Prisma iPM 4000A

10、低压开关柜,STS 静态转换开关,Accusine 有源电力滤波器,PDPM277 精密配电柜,PMM 精密配电柜,PDPM138 5U配电盘,RACK PDU,RACK PDU,iBusway 智能母线系统,i-Line 母线槽,施耐德UPS供配电系统整体解决方案,2015 UPS offer,施耐德小功率 UPS产品 （220V）,全球第一的小功率UPS产品系列 具有1:1、3:1、双路市电输入、内置电池、外置电池、塔式、机架式、原装电池包、网卡、外置旁路等多种机型和附件 高可用性高性能产品，RT,RC,SUA三大子系列 两年上门更换式保修服务,Smart系列 1-5KVA,Smart R

11、T系列 1-20KVA,后备式技术，10种规格 仅内置电池 分稳压和不稳压两种产品 适合于收银机、办公环境等小型电气设备,Smart RC系列 1-KVA,后备式技术，10种规格 仅内置电池 分稳压和不稳压两种产品 适合于收银机、办公环境等小型电气设备,施耐德品牌。专为中国用户设计的保护工业和IT负载的在线式UPS电源。 具有1:1（1-10K）、3:1（10-20K)、3:3 (15-20K）机型，塔式或机架式（1-10K）安装，标机或长机。通过CE和泰尔认证。 输入电压100-300V，可配多种通信卡，强大的电池管理功能，部分机型支持并机，LCD显示。2年上门换机服务。,全球第一的模块化U

12、PS产品系列。功率模块冗余并联，提供高可用性应用 内置4KVA功率模块最多5个，电池模块最多13个。也可连接外部电池组 用户可快速安全的更换故障模块,施耐德小功率 UPS产品 （220V）,施耐德三相UPS全家福,SYLX 16kVA PX 48KVA PX 160KVA PX 250-500KVA 模块化UPS,Symmetra MW 4001600KVA,10-40 kVA Smart VT,20-120 kVAGalaxy 5500,250-500 kVAGalaxy 7000,800900kVAGalaxy 9000,10-20 kVA Smart RT,10-40KVA Galaxy

13、 300,250-600KVAGalaxy 6000,160-200kVAGalaxy PW,160-200kVAGalaxy VM,10-120kVAGalaxy PWi,10-40KVA Galaxy 300i,施耐德中大功率 UPS产品 1（380V）,Galaxy 300/300i 系列10-40KVA,Galaxy VM系列160-200KVA,实践证明的高可用性高性价比产品，可两台1+1冗余并机 具有3:3、3:1、变压器、内置电池、外置电池等多种机型和附件 适合于制造、建筑、交通运输、工业控制、应急照明、自动化、安防等场合,在配置、功能、性能参数均处于领先地位的革命性产品 采用4

14、电平逆变器、旁路优先、旁路有源滤波、智能负载测试等先进技术，引领了UPS技术发展方向，提高了系统可靠性。在线效率高达96%；并具有5台并机、模块化电池、外部电池等配置,Galaxy 5500系列 20-120KVA,主流3:3三相UPS电源。功能及参数指标优异 具有6台并机、输出变压器等配置能力 适合于工业、基础设施及控制领域,Smart VT 系列10-40KVA,实践证明的高可用性高性价比产品，可两台1+1冗余并机 具有3:3、3:1、变压器、内置电池、外置电池等多种机型和附件 适合于制造、建筑、交通运输、工业控制、应急照明、自动化、安防等场合,施耐德中大功率 UPS产品 2（380V）,

15、Galaxy 7000系列250-500KVA,Galaxy 6000系列250-600KVA,实践证明的高可用性高性价比产品，可两台1+1冗余并机 具有3:3、3:1、变压器、内置电池、外置电池等多种机型和附件 适合于制造、建筑、交通运输、工业控制、应急照明、自动化、安防等场合,在配置、功能、性能参数均处于领先地位的革命性产品 采用4电平逆变器、旁路优先、旁路有源滤波、智能负载测试等先进技术，引领了UPS技术发展方向，提高了系统可靠性。在线效率高达96%；并具有5台并机、模块化电池、外部电池等配置,工业型UPS，具有3:3、3:1、电厂专用的220VDC母线、输出变压器、输入变压器、旁路变压

16、器等多种机型和附件 适用于石油石化、天然气、电厂、输变电站、地铁、冶金、矿业、造纸、机床加工、半导体、工业自动化,工业型UPS，具有3:3、3:1、电厂专用的220VDC母线、输出变压器、输入变压器、旁路变压器等多种机型和附件 适用于石油石化、天然气、电厂、输变电站、地铁、冶金、矿业、造纸、机床加工、半导体、工业自动化,施耐德中大功率 UPS产品 3（380V）,Symmetra PX160系列16-160KVA,Symmetra PX500系列25-500KVA,实践证明的高可用性高性价比产品，可两台1+1冗余并机 具有3:3、3:1、变压器、内置电池、外置电池等多种机型和附件 适合于制造、

17、建筑、交通运输、工业控制、应急照明、自动化、安防等场合,在配置、功能、性能参数均处于领先地位的革命性产品 采用4电平逆变器、旁路优先、旁路有源滤波、智能负载测试等先进技术，引领了UPS技术发展方向，提高了系统可靠性。在线效率高达96%；并具有5台并机、模块化电池、外部电池等配置,工业型UPS，具有3:3、3:1、电厂专用的220VDC母线、输出变压器、输入变压器、旁路变压器等多种机型和附件 适用于石油石化、天然气、电厂、输变电站、地铁、冶金、矿业、造纸、机床加工、半导体、工业自动化,Symmetra PX48系列 16-48KVA,主流3:3三相UPS电源。功能及参数指标优异 具有6台并机、输

18、出变压器等配置能力 适合于工业、基础设施及控制领域,施耐德配电柜,Okken,Blockset,PMM,施耐德母线及切换设备,ATS,STS,iBUSway 智能母线,施耐德精密配电,PDPM138 5U精密配电盘,PDPM277精密配电柜,PMM精密配电柜,施耐德机柜配电,基本型,切换型,开关型,基本型PDU，提供机柜内部IT设备的电源分配，无监控功能，性价比高。 具有水平1-2U或垂直0U 2种安装方式，可提供10-32A单相、16-32A三相的功率分配，输出为C13、C19插孔。 5款C4C型号提供更高性价比。16A水平安装AP6201CH提供国标三眼插孔，另外3款0U安装的PDU可提供

19、本地液晶显示电压(V), 电流 (A), 有功功率 (kW)的功能。,机架式ATS，为单电源IT设备提供双电源保护。 水平1-2U安装方式，可提供10-32A单相功率分配，输出为C13、C19插孔。 可提供本地和远程的管理功能，提供SNMP接口。,计量型PDU，提供机柜内部IT设备的电源分配，提供整条PDU的有功功率计量及远程告警，包括电压(V), 电流 (A), 有功功率 (kW), 以及电能(kWh) 。 具有水平1-2U或垂直0U 2种安装方式，可提供10-32A单相、16-32A三相的功率分配，输出为C13、C19插孔。 可通过选配温湿度探头，提供机柜的微环境监控。,开关型PDU，提供

20、机柜内部IT设备的电源分配，提供整条PDU的有功功率计量及远程告警，包括电压(V), 电流 (A), 有功功率 (kW), 以及电能(kWh) 。并可以远程开/关PDU的每个输出插孔。 具有水平1-2U或垂直0U 2种安装方式，可提供10-32A单相、16-32A三相的功率分配，输出为C13、C19插口。 可通过选配温湿度探头，提供机柜的微环境监控。 最高级别的AP86系列PDU，除了具有上面的所有功能外，还可以提供每个输出插孔的计量功能。,三相大功率UPS供配电系统市场竞争分析,基础知识-三相大功率UPS电源技术分类 基础知识-三相大功率UPS的并机架构 200-600KVA并机系统常用配置

21、方式 中国市场各品牌主要产品系列 竞争分析 大功率UPS供配电系统组成 常用打法,固定功率UPS电源 模块化UPS电源 类模块化UPS电源,基础知识-三相大功率UPS电源技术分类,整机由功率部件，控制电路板，滤波电容、电感和升压变压器等构成。 系统内包含逆变器输出升压变压器。 输入参数较差，需要增加各种输入波附件进行调整。效率低。 系统体积大，成本高 必须厂家专业人员进行维修。,固定功率UPS电源之工频机,固定功率UPS电源之高频机,整机由功率部件，控制电路板，滤波电容电感等构成。 由于在整流器部分具有DC/DC直流升压环节，使得不需要在逆变器部分采用AC/AC交流升压的升压变压器。 输入参数

22、优异，不需要增加各种输入滤波附件进行调整。效率高。 系统体积缩小重量轻。成本降低。 用户心理上认为可用性降低。 必须厂家专业人员进行维修。,高频机和工频机故障率,模块化UPS电源,多台小功率UPS形成的N+X并机系统。 单个功率模块故障时自动退出系统，余下模块继续并机输出。 高端产品可在线更换或扩容功率模块，甚至可在线更换静态旁路以及其他模块（例如网卡模块）。 高端产品用户可自己进行更换维修。,类模块化UPS电源,多台小功率模块组件形成的N+0系统。 单个功率模块组件故障时系统立即切换到静态旁路。 不可以在线更换或扩容功率模块。 必须厂家专业人员进行维修。,基础知识-三相大功率UPS电源技术分

23、类,选择什么类型的大功率UPS电源呢？,鉴于大功率UPS电源的重要性，对于重要行业如通信、金融、电力等数据中心，我们建议选用高可用性的固定功率UPS或模块化UPS。 对于需要低建造成本的、可用性要求不高的IDC等场合可选择类模块化UPS。 对于关键电源行业，考虑到成本、运行物理环境及电网环境，优先选择固定功率UPS，部分场合可选择模块化UPS。,基础知识-高频机与工频机,通常将使用SRC或IGBT作为整流器，配置逆变器输出变压器的UPS称为工频。 通常将采用IGBT-PFC DC/DC整流器，消除了逆变器输出变压器的UPS称为高频UPS。 高频UPS的各项电性能指标都优于或相当于工频 UPS，

24、且具有后者没有的优点 所有UPS厂家的新一代UPS全部是高频UPS 目前全球只有中国和印度还在销售工频UPS,固定频率斩波 MG 240 (1969),固定频率斩波 Alpase 3000 (1975),PWM 斩波 Alpase 4000 (1980),基础知识-施耐德工频机历史,基础知识-施耐德高频机历史,1993年Comet 30KVA,2000年Galaxy 3000系列 30KVA IGBT-PFC,2005年 G5000系列 单机120KVA 2007年 G7000系列 单机500KVA,专利号： FR2517489-EP0080925-US449812 申请日期：1981 11

25、30 专利描述：Static converter with electric valves comprising a twelve-phase connection with two Graetz bridges for the suppression of harmonics 5 and 7 of network current 由两个Graetz整流桥组成的、可抑制电网中5、7次谐波电流的12相可控硅静态变换器 应用：Alpase4000（83年）、EPS5000（89年），以及后来的Galaxy（93 年）；从1997年推出Galaxy PW机型起取消12脉冲整流器选件。 停产原因： 1

26、、效率低，损耗大； 2、效果差，不满足IEC61000-3-4标准 3、被新产品取代。,梅兰日兰最早将 12脉冲整流器应用于UPS上,12脉冲整流器是MGE的专利,四电平机型：VM,二、三、四电平技术的工作原理,二电平 机型：G5000 G7000 ,三电平 机型：PX160 PX500 ,列图集中比较,2电平逆变器,Galaxy VM 4电平逆变器,滤波前 滤波后,滤波前 滤波后,开关电压=100%直流母线电压（例如900V） 较高的开关损耗,开关电压=33%直流母线电压（例如300V） 极低的开关损耗，仅为两电平的1/3,4电平技术 降低开关损耗,三相大功率UPS电源的主要工作架构,单机工

27、作 多台直接并机 带公共静态旁路的多台并机,主输入,旁路输入,输出,外接电池,单机工作,多台直接并机,公用静态旁路的多台并机,200-1600KVA（冗余）并机 系统 常用配置方式,中国市场各品牌主要产品系列,中国市场各品牌主要产品系列,竞争分析,主输入和旁路输入配电柜,系统输出配电柜,UPS主机,电池系统,公共静态和手动旁路,大功率UPS供配电系统组成,大功率UPS供配电系统组成,系统输入配电柜 UPS电源和其他柜体（公用静态旁路柜，走线柜等） 电池系统（含电池，电池架，电池开关，电池监控等） 电缆 系统输出配电柜 服务（安装服务，保修服务，满载测试，培训，厂验服务等） 由于UPS电源为非标

28、准产品，即使同样的架构，不同公司的产品对配电柜和线缆的要求也会不一样。 因此为准确的衡量某个厂家的方案是否有价格竞争优势，应该将整个UPS供配电系统一起考虑，而不能单独只考虑UPS主机。,常用打法(没有杀手锏，只有做到极致),通信行业： 只将UPS主机、UPS输出总配电柜、UPS维修旁路柜、电池开关分到一个包内。 设计院确定UPS功率，对配电柜一般只规定开关品牌，对柜体无要求。 5年保修,应对打法： 让设计院设计对我们有利的功率段。3台或4台并联时设计成公用静态旁路。设计成MW模式。（很难） 优化电池开关柜配置。输出配电柜内开关从施耐德直接拿货并申请折扣。整体申请价格。 客观的分析友商的不足。

29、如指出APL可用性低，提高用户配套成本等。,金融以及其他行业： 打包方式比较灵活。 代理商投标。,应对打法： 引导为对我们有利的功率段。3台或4台并联时设计成公用静态旁路。设计成MW模式。 如何打包？输入输出配电柜是否要打包在一起？电池如何配置更有利？ 评分标准,常用打法(没有杀手锏，只有做到极致),输入输出配电柜是否与UPS一起打包,大部分用户使用盘厂柜，仅指定开关等元器件品牌。施耐德，ABB，西门子。 盘厂柜，使用符合国家标准的柜体，要求配置施耐德西门子ABB开关。我们即使申请开关3-4折，我们也不一定占便宜，需要申请。如果大开关630A以上多我们便宜（开关占60-70%成本），400A或

30、250A以下的我们贵5-10%（开关占50%以下成本）。 盘厂柜，使用施耐德或ABB品牌授权的柜体，B柜是授权盘厂可以自己做的，Prisma是盘厂向苏州工厂订购钣金标准件，盘厂组装。订购相应的施耐德开关西门子开关。这样，我们价格持平或者我们价格还低一点。要求柜型prisma，开关施耐德，ANC出去的价格低几个点。 原厂柜。少部分说服用户用。必须要求使用Okken，ABB3.0,西门子8PT，我们在价格方面有优势。,原厂柜,低压开关柜采用固定分隔式柜体，也可采用配有插入式、或者抽屉式相类似功能单元的柜体。 低压开关柜及柜内所有元器件和材料应为阻燃或不燃产品。 推荐采用以下品牌原厂柜型及元件：,电池如何配置更有利,铅酸和胶体首推施耐德品牌电