解决方案
深圳市金莱尔科技有限公司
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应用领域:

■通信系统;
■金融系统;
■工业自动化系统;
■互联网数据中心(IDC);
■多媒体数据中心(MDC);
■其他重要负载系统。

方案特点:

■外观设计:标准19寸黑色机柜;
■可维护性:在线热拔插,无需转旁路;
■可扩展性:实现在线扩容,在线升级,在线维护;
■绿色节能:高效率、低热损耗、对电网无污染;
■高性价比:降低用户初期购置和日后扩容维护及运营成本;
■高可靠性:采用冗余技术,消除单点故障瓶颈,为关键负载提供可靠电源保护;
■高可用性:用户可随时对系统进行维护,无须等到大修时再检修,降低故障隐患;
■高抗干扰性:保证无论来自市电或UPS供电本身的“电源干扰”尽可能地被消除,包括传导干扰与辐射干扰。

· 模块化方案概述

模块化UPS采用标准的结构设计,每套系统由功率模块、监控模块、静态开关组成。其中功率模块可并联,平均分担负载。如遇故障自动退出系统,由其它功率模块来承担负载,既能水平扩展,又能垂直扩展。独特的冗余并机技术使设备无单点故障,以确保电源的最高可用性。所有的模块可以实现热拔插,可以实现在线更换,维修是最安全的电源保护方案。
本方案由模块化UPS主机、智能化配电系统、电池组合而成。

模块化UPS主机

模块化UPS功率模块采用双变换在线式结构,包括整流器、逆变器、充电器、控制电路、与输入输出电池母排的断路开关。具有输入功率因数补偿功能。所有模块均可在线热插拔更换,提供最高级别的可用性、可维护性。
模块化UPS主机控制模块采用工业CAN BUS总线控制结构,由两块冗余的可热插拔的控制模块来完成对系统的控制管理。一个控制模块故障不会影响到系统的正常工作。控制模块可在线热插拔更换。功率模块的并联也由控制模块集中管理,按照统一的并机参数运行,一个功率模块故障可自动的退出并联系统,不会对整个并联系统造成危害。
模块化UPS系统采用独立的静态旁路模块,不采用多个静态旁路结构,以避免转旁路时的多个旁路不均流而造成的过载损坏。模块并联输出电压精度为±1%,并机环流<1%。
标配SNMP卡,采用HTTP协议、SNMP协议、TELNET协议等。可对UPS中市电状态、电池状态、旁路状态、逆变状态、自检状态、开机状态和输入电压、输出电压、负载百分比、输入频率、电池电压、电池容量、电池放电时间、UPS机内温度、周边环境温度等等UPS电源的运行情况一目了然,提高UPS电源保障系统的管理效率和管理品质。选用开放的windowsNT/ windows2000/windowsXP/windows2003操作系统平台。
可以选配备温湿度传感器,插入多功能网卡,通过网络实现对机房环境的温湿度监控和报警。
智能化配电系统
该系统为UPS电源的输入和输出一体化配电集成系统,与UPS主机配套使用,内含UPS的输入开关、输出开关和维修旁路开关以及系统的总输入开关,主开关均配置辅助触点;内含电流传感系统,并与UPS主机通讯。
该配电系统由输入配电单元、分路输出配电模块、监控模块、隔离变压器组成。输出配电单元每个配电模块配置了18个输出分路,每个分路的电流从6A-32A随需设定,并根据现场负载的配置及变化情况调整三相平衡,配电系统可安装最多6个即插式配电模块,配电模块数量可选。
该配电系统与UPS主机同尺寸外观,同颜色。标准配置为:液晶显示器、UPS维护旁路面板(含系统总输入开关、UPS输入开关、输出开关、维修旁路开关,为带辅助触点开关)。检测电路主板,三相输入输出的电压和电流传感器组件,中线电流、地线电流传感器,外接EPO信号接口。
可选装输入K值隔离变压器和支路电流监控器。
该配电系统可配备网卡,能够通过网络监控该配电柜的参数、状态和历史纪录以及报警信息。能网络监控配电柜的输入输出三相电压、电流、频率,中线电流,地线电流,每相的KVA数,KW数,功率因数,支路电流等。并可设定电流高低电压报警门限值。
外接电池及电池柜
电池采用免维护全封闭铅酸蓄电池,电池容量可品牌可根据需要进行配置,电池安装于与UPS主机同品牌同外观同颜色的电池柜内。

模块化单机可靠性分析

评估UPS系统履行职责的可靠性,不仅要考量UPS的MTBF,还要考量UPS的MTTR及市电的MTBF。当UPS发生故障的同时市电也发生故障时,负载将会失去电力,也就是说UPS关键职责的失效。负载暴露在没有保护的市电之下的时间长短取决于维修时间的长短。如果维修一台UPS需一周时间,而市电的平均无故璋时间也是一周,那么,UPS发生故障时,负载将很可能失去电力。如果UPS的MTTR是1小时,那么市电的MTBF将不会对关键负载的失效概率产生很大影响。很显然,降低UPS的 MTTR将会降低对关键负载的失效概率。降低UPS的MTTR最好的方法就是尽量减少可能影响UPS维修的因素 。模块化单机UPS因为具有在线热插拔的功能,自然是最好的选择。
从设计原则上讲,承担供电任务的整个电源系统都必须采用具有高度“容错”功能的冗余式的供电方案,以确保无论是在市电电网出故障时或是在任何模块(包括系统控制模块)发生故障时,还是在进行日常维护/检修操作时或因故致使保险丝烧毁/断路器开关“跳闸”时,互联设备均应由“在线式UPS”的逆变器电源来供电,而不应进入由普通的市电电源/应急备用发电机组经UPS的交流旁路来供电的状态。
综上所述,模块化单机UPS具有最长的履行职责平均无故障时间(λmission),最小的平均维修时间 (MTTR)及最强的抗市电干扰风险能力及高度“容错”功能,是最可靠的电力保证。

模块化单机UPS方案图: