科士達UPS電源YDC9103H 3KVA長機長效機

科士達UPS電源YDC9103H 3KVA長機長效機

　　引言：隨著企業生產現代化水平不斷提高，訂單式生產的時間性要求越來越高，企業間的競爭日益加劇，訂單交貨的準時性、產品質量的良品率、生產成本的不斷降低等等對企業的競爭力要求越來越高。于此同時，、國內能源的緊缺，供電環境及供電質量卻日益惡劣，而用電設備對于供電電網的質量要求也越來越高。這就使很多企業日益將UPS應用到生產在線，以提高生產力來應對日趨激烈的競爭。下面以某大型現代化生產企業生產線UPS電力解決方案為例，介紹DELTA NT UPS在大型生產供電的動力解決方案。

　　本次UPS供電系統建設主要是為中山緯創資通工廠產線生產設備供電，因產線幾秒鐘的斷電也會讓用戶蒙受很大的損失，因此客戶希望采用UPS來為產線保駕護航，提高產線供電系統的可靠性。

　　一、 用戶需求分析

　　通過與企業自動插件生產線部門溝通，得知客戶生產線的設備主要為SMT機，產線主要為某公司生產游戲機。產線單條容量zui大為25KVA,共有22條生產線，總容量即為：25KVA*22=550KVA。根據客戶初期的規劃，打算為每臺生產線配置一臺UPS 50KVA的ups，即分布式供電方案。主要考慮的因素是，風險相對較小，即使UPS損壞，也僅僅影響一條產線的生產。另外，客戶以前也是這樣配置的，已經形成了固有模式。我們總結客戶的需求特點為以下兩條：

　　1)要為多條產線提高供電保障，并且希望供電可靠度有一定保證，降低風險;

　　2)預算有限，花zui少的錢，辦zui大的事。

　　二、 UPS電源供電方案

　　基于以上客戶需求分析，我們為客戶定制了如下解決方案。此方案的出發點，主要是從降低整體成本、提高供電可靠性方面著手。

　　2.1UPS容量的確定及選型

　　1)根據以往經驗，在正常生產中產線設備的實際功率約為標稱值的60%左右。即以上負載實際使用時負載量約為550*60%≈330KW。我們以此負載量來配置UPS，做到為客戶配置合適、夠用的UPS，盡量避免UPS容量配置過大，造成浪費和成本的提升。

　　2)UPS的容量選擇主要是由負載的大小,負載的特性以及預留容量的大小來確定的.通常的計算公式是:

　　UPS容量=

　　首先,UPS的容量必須大于所帶負載的總容量;

　　其次,不同特性的負載對UPS的容量要求也不同.如負載接近電阻特性,輸入功率因子大于UPS的輸出功率因子(一般為0.7-0.8),則按 UPS的輸出功率因子來計算;如負載的輸入功率因子小于UPS的輸出功率因子,則按負載的輸入功率因子來計算.

　　第三,為保證UPS長期穩定地運行,負載容量一般不超過UPS容量的80%, 并且新裝UPS一般還要留出一定的負載擴容余量.

　　3)根據上面的分析及計算公式，我們建議配置的UPS總容量應為：　　330KW÷0.8÷0.8≈520KVA ;

　　(說明：*個0.8為UPS輸出功率因子，第二0.8為UPS預留容量和超載、負載量變化時考慮的*帶載量。)

　　故，UPS的總容量應該為考慮為600KVA。

　　因此，建議使用DELTA NT UPS并聯冗余系統，其容量范圍為20-3200KVA，其是專門設計用在大型工礦企業。采用全橋逆變架構和內置輸出隔離變壓器，負載適應性zui強，超載能力突出，設備技術成熟，性能穩定可靠，運行效率高。為企業的大型生產線穩定運行提供可靠保障。

　　2.2供電解決方案的分析及選擇

　　2.2.1 方案一 分散的供電方案

　　每條生產線由一臺NT 50KVA UPS來供電(留有余量)。此供電方案優點是：每條生產線各由一臺UPS承擔，即使一臺UPS故障，也不會導致所有的負載得不到保護。缺點是：

　　1)22臺50KVA UPS的總成本高于方案二，整體擁有成本zui高。

　　2)每臺UPS都留有余量但并不一定每條生產線以后都會加設備，而且，這些余量，只有這條產線才能利用，其它產線無法利用，這樣就造成一定程度的UPS余量資源浪費。

　　3)設備眾多，管理、維護工作繁雜，造成后期使用、管理成本增大。

　　4)所有產線都由單臺UPS供電，系統供電可靠性低。

　　2.2.2 方案二 2+1機并聯冗余共享電池組的集中供電方案

　　這是一種優化的供電方案，既大大提高了系統供電的可靠性，而且也可以充分的利用現有的資源，zui大化的節約成本。這種方案是由3臺NT 320KVA UPS組成并聯供電系統，電池組采用共享的方式。見下圖。此供電方案的好處是：

　　1)供電可靠性大大提高。3臺UPS并聯工作，共同承擔負載，給系統供電。即使一臺UPS損壞，負載還可正常工作，繼續受到另外兩臺UPS的保護。

　　2)3臺UPS共享電池組，可大大降低用戶成本，且電池也不會因為UPS損壞而不能利用，大大提高了電池的利用率。

　　3)比分散式供電方案(采用22臺UPS來供電)的成本要低很多。　

　　(三臺UPS并聯共享電池組原理圖)

　　三、 UPS分布式供電方案與集中供電方案的比較分析

　　3.1 可靠性

　　為了確保重要負載不會因為UPS、電池、內部模塊系統等的故障造成斷電等問題，在現有技術條件下，采用“N+1”型UPS冗余并機供電系統是消除這些故障較容易實現和較可靠供電方案。它是在確保各臺UPS單機的逆變器輸出電源處于同幅度、同頻率和同相位的條件下(出現在各種UPS單機之間的“環流”等于零)，將“N+1”臺具有相同輸出功率的UPS單機的輸出端置于并聯輸出狀態來運行的供電系統。(見三臺UPS并聯共享電池組原理圖)。

　　這種并機方案大大優于UPS的單機運行方式。采用冗余并機供電系統的可靠性體現在以下方面：

　　1)確保在有一臺UPS出故障時，仍然能夠為所有負載提供不間斷的高可靠的電源。

　　2)冗余并機系統帶來了負載用電的可靠性的顯著提升，并使該類負載的供電可靠性達到 99.999%甚至更高。

　　3)在隨著客戶業務的增長，對負載設備進行擴容時，只需對現有的并機系統進行擴容即可，而無需新建一套新的UPS供電系統，從而為客戶節省相應的成本，并依然保持該供電系統的高可靠性。

　　3.2 優劣分析比較表

　　就本次的UPS需求來看,集中供電還有如下優點(見表格)，22條生產線， 若每條產線采用一臺UPS供電，則需要22臺50KVA UPS。若采用DELTA UPS集中供電方案，需要3臺320KVA UPS供電。

　　備注：電池以每臺UPS配置30顆電池計算。

　　小結：通過以上分析，不難看出，集中供電解決方案更符合客戶需求，即為客戶解決了可靠性問題，有使客戶整體擁有成本降低，因此，我們推薦集中供電方案給客戶。

　　3.3 多機并聯共享電池組供電模式

　　多機并聯共享電池組方案有多種供電模式，具有非常高的供電可靠性，為客戶提高生產力提供了強有力的保證。

　　1)正常供電模式

　　當UPS處于并聯模式時(容量、電壓及頻率必須相同)，輸出負載由并聯中的UPS平均分配。UPS并聯中有UPS發生故障，若負載容量小于其它并聯中UPS的總容量，則此故障之UPS輸出會關閉，且負載由其它并聯中的UPS 平均分配。若負載容量大于其它并聯中UPS的總容量，則所有UPS的逆變器關閉，負載轉由備用電源供電。

　　2)電池供電模式

　　UPS處于并聯模式時，當交流市電無法正常供應電力時，例如：電壓不穩定、突波、跳電或電力中斷等電力異常現象，UPS會自動由正常供電模式轉態至電池供電模式，在轉態期間其輸出電壓無變化。

　　(3)備用電源供電模式

　　當逆變器遇到異常情況，如(1)溫度過高 (2)超載時間過長 (3)輸出短路 (4)輸出電壓異常 (5)電池放電終止時，逆變器會自動保護鎖機，如此時備用電源供應正常，則所有UPS會自動轉由備用電源供電，使負載供電不會中斷。當逆變器異常狀況排除后，UPS會自動由備用電源供電模式轉態回正常供電模式。

　　(4)維護旁路模式

　　UPS需保養或維修時，此時在確定備用電源供電正常下，可用人工方式將其供電模式轉態至維護旁路供電模式，在此供電狀態下，可將UPS內部電源*切除，除了端子座及”維護旁路”開關有高壓以外，UPS內部沒有高壓，可進行UPS維護的動作。