艾默生電廠解決方案
發(fā)布時間：2019-08-02 10:20:49來源：
艾默生電廠解決方案
此方案為比較安全比較可靠的UPS1+1冗余供電系統(tǒng),給電廠DCS系統(tǒng)供電。UPS輸入端內(nèi)置輸入隔離變壓器
先配置2臺容量為40KVA的Powerplant UPS實現(xiàn)1+1冗余并機向負載供電。
每臺UPS各帶載50%，如其中有一臺UPS故障，該機脫機，另一臺UPS帶100%負載運行，在此期間，用戶就可對故障UPS進行脫機檢修。在2臺UPS的旁路配置一臺三進單出50KVA隔離變壓器和一臺單進單出50KVA穩(wěn)壓器,一但1+1系統(tǒng)轉(zhuǎn)旁路,負載也能得到保護。UPS所用電池直掛電廠專用220V電池組,電池與UPS直流母線之間內(nèi)置一個逆止二極管,防止UPS給電廠專用220V電池組充用。但在輸入停電時, 電廠專用220V電池組可以放電。采用上述方案，大大改善整個系統(tǒng)的可維護性和可利用性。也是實現(xiàn)UPS1+1冗余供電方式比較經(jīng)濟、比較簡單的辦法。
艾默生 powerplant系列 UPS技術(shù)參數(shù)
Powerplant 系列UPS產(chǎn)品是Emerson公司專為電廠設(shè)計產(chǎn)品,艾默生UPS電源的獨特技術(shù) 特性可簡述如下：
高可靠性逆變器電源具有極強的輸出過載能力。
如我們所知：就當前的UPS制備技術(shù)水平而言，確保它的穩(wěn)壓精度達到±0.5-1%標稱輸出電壓是不成問題的。衡量一臺UPS電源可靠性高低的重要指標之一是：應(yīng)具有極強的抗輸出過載能力。這意味著：即使因用戶投入大負荷非線性負載而形成瞬態(tài)浪涌過載輸出局面時，不但應(yīng)保證UPS逆變器的完好無損，而且還不能出現(xiàn)因逆變器輸出過載能力差而轉(zhuǎn)交流旁路供電的局面。這是因為當UPS在執(zhí)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(wěn)壓的市電電源與具有穩(wěn)壓輸出特性的逆變器電源之間的瞬態(tài)電壓差過大而損壞UPS電源。艾默生UPS的典型過載能力為：三相工作時：110％額定負載時，1小時125％額定負載時，10分鐘150％額定負載時，1分鐘單相工作時：200％額定負載時，30秒當用戶的過載量和在該過載量下的持續(xù)期沒有超過 上述范圍，UPS將一直維持在由逆變器向負載的供電狀態(tài)。具有極強的抗“階躍性” 負載及抗短路輸出能力，不怕用戶輸出短路。在UPS電源運行中所可能遇到的比較惡劣工作條件是用戶在UPS輸出端作空載« 100％額定負載的投入或切除操作。比較嚴重的情況是：UPS的輸出被短路。由于在艾默生的UPS中，配置有設(shè)計獨特的輸出限流電路。即使用戶因不慎而造成輸出短路故障時，它的UPS的逆變器也不會被損壞。 艾默生UPS的典型抗短路輸出能力為：
三相工作時，輸出電流被限制在160％標稱輸出電流，5秒鐘。
單相工作時，輸出電流被限制在220％標稱輸出電流，5秒鐘。
優(yōu)越的帶三相不平衡負載的能力具有優(yōu)異的輸入功率爬升特性，在UPS電源的運行過程中，如果遇到市電供電中斷的時間較長的這種情況時，當市電電源在剛恢復(fù)正常供電時，就會出現(xiàn)要求由市電所提供的電流不僅要支持用戶的后接負載，而且還要求向電池提供充電電流（可達25％標稱輸入電流以上）。這樣就會對電網(wǎng)帶來巨大的“沖擊”，嚴重時會引起輸入斷路器開關(guān)跳閘。為解決UPS電源可能產(chǎn)生的對電網(wǎng)的“ 沖擊”， 艾默生公司提供如圖2所示的設(shè)計獨特的具有“電壓爬升”和“電流爬升”雙重調(diào)控特性的輸入整流濾波器。 由于“電壓爬升”特性存在，可以在用戶剛開機啟動UPS時有效地保護輸入整流器元件的安全運行。 由于“電流爬升”特性的存在，可大大地緩解在市電剛恢復(fù)正常供電時所可能出現(xiàn)的UPS對電網(wǎng)的電流“沖擊”，有利于提高市電輸入電網(wǎng)運行的安全性。此外，當用戶使用柴油發(fā)電機來供電時，還可利用該機 所特有的“輸入電流2階限流”功能來確保柴油機得以安全運行。典型的“輸入2階限流”范圍為：85％-125％ 標稱輸入電流。
自動執(zhí)行UPS逆變器供電« 交流旁路供電切換操作。
當UPS電源因故需執(zhí)行逆變器供電« 交流旁路供電切換操作時，由于在執(zhí)行上述切換操作期間會出現(xiàn)短時的逆變器電源和交流旁路電源重疊供電的局面，為確保切換操作的安全，希望上述兩路交流電源應(yīng)盡可能地做到同頻率、同相位、同幅度（這兩路交流電源的瞬態(tài)電壓差應(yīng)小于UPS所允許的工作范圍）。在此條件下，UPS應(yīng)自動執(zhí)行“同步切換”。現(xiàn)在的問題是：如果UPS的檢測電路發(fā)現(xiàn)上述兩路交流電源的瞬態(tài)電壓差超過所允許的范圍時，有幾家公司的產(chǎn)品將因不能自動執(zhí)行“不同步”切換操作而造成對用戶的長時間的停電，造成巨大的經(jīng)濟損失。對艾默生公司的UPS來說，由于它能自動執(zhí)行“不同步切換”操作，所以，對用戶是十分友好的。優(yōu)異的并機輸出特性由于在艾默生的設(shè)計獨特的直接并機調(diào)控系統(tǒng)中，設(shè)有頻率母線和電流母線來分別精密調(diào)控各臺UPS對市電的同步跟蹤相位關(guān)系和均流輸出特性。因而，它不僅可確保位于總UPS供電系統(tǒng)中的每臺UPS都能均勻分攤負載電流，而且還能使得可能出現(xiàn)在并機系統(tǒng)中的“環(huán)流”幾乎為零。此外，它還配置有靈敏的“環(huán)流監(jiān)測”電路來時刻監(jiān)視整個UPS供電系統(tǒng)的工作狀態(tài)，從而確保這種并機系統(tǒng)具有極高的可靠性（其平均無故障工作時間〈MTBF〉可達100萬小時數(shù)量級）。上述指標是同類機型中的比較高水平。
完善的電池管理系統(tǒng)
由于采用具有“先恒流后恒壓”充電特性的充電技術(shù)及開發(fā)功能強大的“電池監(jiān)控軟件”而形成高性能的電池管理系統(tǒng)。該調(diào)控系統(tǒng)具有如下優(yōu)異特性。
采用2階分級調(diào)控方案的電池充電限流技術(shù)，確保不會發(fā)生過流充電現(xiàn)象；
采用微處理器監(jiān)測技術(shù)，可根據(jù)用戶的實際負載量來自動調(diào)整電池的臨介放電電壓的閥值，確保不會發(fā)生電池被“深度放電”的現(xiàn)象；
利用可編程電池監(jiān)控軟件來對蓄電池執(zhí)行定時的“自診斷”測試，自動實時顯示電池充電百分容量及電池的殘余后備供電時間；
提供具有溫度補償自動調(diào)節(jié)功能的電池充電系統(tǒng)；
配有電池過壓充電保護和電池自動均充定時控制器。
便于觀察和易于操作的顯示系統(tǒng)
采用由LED發(fā)光二極管所構(gòu)成UPS電源模擬運行流程圖和LCD液晶顯示屏所構(gòu)成的人－機對話型的菜單驅(qū)動式UPS運行參數(shù)和報警/故障顯示屏來共同構(gòu)成易讀、易看和易于操作的操作控制顯示系統(tǒng)。由于采用設(shè)計巧妙的微處理器監(jiān)控技術(shù)、先進的“自診斷”管理系統(tǒng)及內(nèi)置存貯器。 因此，用戶可以很方便地獲得如下的UPS運行參數(shù)和信息：一目了然地觀察UPS的運行狀態(tài)（各關(guān)鍵部件的工作狀態(tài)是否正常）。
UPS的監(jiān)測系統(tǒng)向用戶提供各種實時運行參數(shù)（ 輸入電壓和電流、輸出電壓和電流、工作頻率、負載百分比，視在功率和有功功率，電池的電壓和電流、溫度等）。
智能化的故障“自診斷”管理系統(tǒng)可向用戶提供多達90種（7200系列UPS等）報警/故障信息。這些信息是以在“監(jiān)控/模擬顯示屏”上的文字顯示和音響報警等多種形式同時向用戶通報的，并同時顯示出所發(fā)生的報警/故障的性質(zhì)、種類及發(fā)生時間。顯然，這十分有利于用戶進行故障的分析和排除，從而大大提高UPS的可維護性。利用可編程自動測試軟件對UPS本身和蓄電池執(zhí)行定期的功能性測試、并顯示出電池組的殘存實有容量大小。這有利于及時發(fā)現(xiàn)和消除故障隱患。此外，用戶還可在他們認為方便的任何時間對UPS的逆變器、整流器和交流旁路靜態(tài)開關(guān)分別執(zhí)行開機/關(guān)機操作。
可利用軟件重新調(diào)整UPS的運行參數(shù)（ 例如：調(diào)整逆變器的輸出電壓和工作頻率，蓄電池組的浮充電壓）及重新設(shè)置各種自動保護電路的新的閥值電平。它極大地增強UPS電源配置的靈活性。
利用RS232或RS485接口及其配套電源監(jiān)控軟件，在本公司所提供的UPS系統(tǒng)中，可將上述的UPS參數(shù)顯示在遠程的微機終端和計算機網(wǎng)絡(luò)上。當出現(xiàn)異常情況時，還可將故障的歷史數(shù)據(jù)和故障發(fā)生次數(shù)的統(tǒng)計值顯示在微機終端上以供分析。當遇到出現(xiàn)某些重大故障（需值班人員到現(xiàn)場排除的故障）時，還可利用所提供的自動撥號“ 傳呼”功能來及時通知相關(guān)人員。
便于用戶維護的結(jié)構(gòu)設(shè)計
采用便于用戶觀察的平面直列式控制板結(jié)構(gòu)設(shè)計，為確保各插件板之間的可靠連接，在接插件連接處配置有防松機械“緊鎖”裝置。用戶只需打開機柜門就可一目了然地觀察到位于各UPS控制板上的“自診斷”狀態(tài)監(jiān)視器的工作狀態(tài)。由此，用戶可迅速獲得近70-90種故障報警指示，有利于提高這種UPS的可維修性。
Powerplant系列 UPS 主要技術(shù)參數(shù)
輸入
標準電壓： 380/400/415V，3相
頻 率： 50或60HZ，+5%
輸出
電 壓： 220V，1相
過 載： 3相125%，10分鐘；150%，1分鐘
單相200%，30秒
逆變器限流能力： 3相160%，5秒；單相220%，5秒
頻 率： 50或60HZ(可調(diào))
同步范圍： +2HZ(可調(diào))
總諧波量(T.H.D)： 線性負載：<1%； 3:1峰值因素負荷：<5%
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