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1、ups系统方案22020年4月19日文档仅供参考目录1、UPS不间断电源部分21.1、系统组成21.2、核心机房UPS主机及电池系统设计31.3、先控UPS主机参数52、先控模块化UPS的优势：63、方案总结：84、先控模块化UPS部分业绩：81、 UPS不间断电源部分信息化机房楼是各个业务部门的数据运行和应用的关键部门。机房内运行的信息化设备和大楼内安防系统设备需要7*24小时不间断工作。一旦遭遇断电等不可抗因素，将会带来巨大的无法弥补的损失。UPS系统能够在断电后为信息化机房楼内的弱电系统提供一定时间的供电，保证机房内信息化设备和安防系统设备持续运行。1.1系统组成模块化UPS电源系统由主
2、要由系统机柜、静态开关模块、系统监控模块和1到多个功率模块（含整流器、逆变器、充电、功率校正及相关的电路）并联组成UPS主机，另外加电池组成整个UPS电源系统。如下边两个图所示：1.2核心机房UPS主机及电池系统设计a) UPS主机配置方案核心机房UPS系统设计采用双路市电供电，每路UPS主机采用模块化双重并联双总线供电技术，因为每台模块主机本身已经有冗余，每套“1+1”系统本身又是并机使用，最后再汇集到系统双总线。核心机房UPS主机供电方式示意图如下：图 一1核心机房UPS不间断电源供电方式示意图核心机房UPS系统电气原理设计图如下：图 一2核心机房UPS不间断电源系统电气原理图核心机房耗电
3、按照320KW，UPS输出功率因数按照0.8来考虑，则320KW/0.8=400KVA，前期先使用一套500KVA的模块化UPS做N+X供电，后期再增加一套500KVA的系统，构成2N双母线结构，对于IDC机房总体采用2台500KVAUPS，完全满足用户的负载需求，并保留了一部分余量。方案说明：l 正常情况下，USP输出正常工作，来给服务器提供双电源输入。每路母线中的两台UPS均分负载。l 每台UPS主机本身标配了系手动维护旁路，方便UPS的维护，保证系统的不间断。l 当UPS主机中一个功率模块出现故障时，相当于整个系统出现故障的1/8，系统还剩下容量360KVA，可靠性大大提高，整套系统没有
4、瓶颈故障点。l 每台模块化UPS主机本身的功率模块还能够休眠自动唤醒功能，随着负载大小来决定休眠功率模块的数量，提高了整套系统的供电效率。l 后期主机能够扩容到500KVA，整机做到N+X冗余。b) 电池的配置方案对于与UPS配套的阀控式铅酸蓄电池，因电池放电时间与放电电流、环境温度、负载类型、放电速率、电池容量等多因素相关，根据电池提供的电池恒功率放电数据表来计算所需的后备电池的容量值。采用电池恒定功率放电方式进行配置：UPS的功率（P）*功率因数（PF）放电电流（I）-2V单体电池数量*逆变器效率（）其中：UPS的功率（P）=UPS输出功率；功率因数（PF）=0.8；逆变器效率（）= 0.
5、96。UPS主机系统直流电压为384V，因此，电池组节数为：64只（12V）或384只（2V）。系统要求整个并机系统后备时间30分钟。总负载为500KVA，电池截止电压按照1.75V来考虑，查询C&D电池资料，得出如下结果，UPS主机500KVA的UPS在后备时间为30分钟的情况下：500 * 1000*0.8放电功率（P）- 1085W64 * 6 * 0.96经查C&D电池LBT系列12V蓄电池放电时间与放电功率对照表（如下表），12 V-158A LBT电池在30分钟时放电功率为364.1W；1085W / 364.1W = 2.98组。因此每台主机配置3组12 -158A LBT的电池
6、能够满足整个核心机房负载满载后备时间大于30分钟要求。1.3先控UPS主机参数规格型号CMS-500最大容量500KVA功率模块所用功率模块型号CM50市电输入输入方式三相四线+地线/单相二线+地线输入电压380V/220V20%、400V/230V20%输入频率50Hz10%、60Hz10%缓启动（Sec.）60secs输入总谐波失真THDI（%）3%输入功率因数0.99旁路输入输入电压380V/220V20%、400V/230V20%输入频率50Hz4%、60Hz4%输入频率跟踪范围50Hz4%、60Hz4%直流输入额定输入电压384VDC输入电压范围345V445V DC充电特性充电限流
7、有充电时间10小时（2小时后备电池容量）充电电压稳定度1%交流输出UPS功率因数0.9输出电压380V/220V AC、400V/230V AC输出频率50Hz4%；市电超限或电池供电时输出为50Hz0.2%60Hz4%；市电超限或电池供电时输出为60Hz0.2%输出电压稳定度380V/220V1%（静态）；380V/220V2%（负载0100%变化）400V/230V1%（静态）；400V/230V2%（负载0100%变化）输出电压恢复时间20ms（负载0100%变化）过载能力125% 的额定负载，运行10分钟市电电池切换时间0ms旁路逆变切换时间1ms峰值因数3：1总谐波失真THDI（%）
8、1%（线性负载） 3%（非线性负载）整机效率95%（AC-AC）均流精度5%工作环境储存环境温度-2560运行环境温度-540允许的海拔1500米相对湿度95% 无凝露防护等级IP30冷却方式控速风冷符合的安规EN62040-1-1: IEC60950-1: 电磁兼容特性EN62040-2: 噪音55DB其它机柜尺寸（HWD）mm1400 1000结构19英寸标准机柜监控管理系统UPSupervisorRS232、RS485/422并配置8路干节点标配SNMP标配显示LCD/LED2、 先控模块化UPS的优势：冗余性CMS系统为并联冗余UPS电源，三进单出、三进三出、单进单出或单进三出多制式运
9、行。系统由配电单元、系统监控、静态开关以及1-16个功率模块构成，功率模块可采用热插拔模式随意进行扩充、更换。CMS系统阵列中的所有功率模块平均负担系统负载，各并联模块皆为内置冗余的智能型独立个体，无需系统监控对并联系统集中控制。任何模块发生故障后（包括系统监控），CMS系统的冗余设计便会充分发挥效用，全面保障设备正常运转，实现最大程度的故障冗余，同时用户可根据需要选择超过一次容错率的冗余。扩展性CMS系统结构极具弹性，功率模块的设计概念是在系统运行时可随意移除和安装而不影响系统的运行及输出，使投资规划实现“随需扩展”，让用户随业务发展实现“动态成长”，既满足了后期设备的随需扩展，又降低了初期
10、购置成本。可用性CMS系统具有超强的并联功能，是高端UPS技术的领先代表，其平均无故障时间值（MTBF）是传统UPS的1.5倍，平均无重大故障值（MTBCF）是传统UPS系统的3倍，平均修复时间值（MTTR）在系统正常运行状态下仅需5分钟。灵活性CMS系统的电池组（384V）由系统中所有UPS模块共享（包括充电和放电）。其可按用户需求使用一组电池或并联多组电池来增加系统备用时间。CMS系统采用灵活的电池接入方式，减少了电池电压和数量，提高了电池组的使用寿命。安全性CMS系统的功率模块采用三相五线输入。CMS系统在线运行时，无论三进单出、三进三出、单进三出或单进单出工作方式，无论输出的负载是否平
11、衡，输入市电的零线均无电流、无电压，因此能够满足各类关键设备对零地电压的安全要求。环保性CMS系统的PFC电路使用先进有源平均电流控制技术，可达到输入电流总谐波失真（THDI）只有3%，同时单位输入功因PF=0.99。线性负载条件下，极大降低电网污染，有效减少电网负荷和电源损耗，整机效率高达95%以上，大幅节省能源。管理性CMS系统内置完善的电源分析及多种通讯接口，配备智能化监控软件，经过各种通信接口与管理员进行双向互动沟通，使管理员随时对系统进行远程监控，对一些异常现象进行预处理，使系统始终平稳可靠运行。每个模块内部设置专门的充电整流器，可靠性高，无高频杂波，避免高频波对电池寿命的影响；避免
12、电池在充电时过热，延长了电池的使用寿命。智能化的电池管理：l 提供电池自放电功能。对于长期无法进行电池放电操作的系统，可手动进行放电操作。放电过程设有多级保护，在活化电池的同时，保障负载安全。l 采用了先进的均、浮充转换技术，根据对电池充电电流的检测及电池容量情况的判断，自动进行均浮充转换，大大节省充电时间，活化电池，从而延长电池使用寿命。l 可根据环境温度的变化自动调节浮充电压，最大限度的保证电池的有效容量，延长电池使用寿命。l 采用可并联的自动均流的充电器，均流不平衡度5%，能够满足用户对电池尽快恢复能量储备的渴望。维护性CMS系统采用了先进的UPS模块热插拔技术，单体模块可任意在线投入或
13、退出并联单元，无需停电操作。实现了并联系统的在线维护，同时该操作无需专门的仪器和技术即可进行。3、方案总结：高频模块化UPS的发展积极响应国家“节能、绿色、环保”政策；高频模块化UPS电源对电网质量的改进，降低对电网谐波的污染，提高对电能的利用率，实现绿色节能，体现了对用户的负责的态度和高度的社会责任感。技术总是在发展的，新技术代替旧技术是历史的发展规律，高频机模块化UPS将是未来的方向。模块化UPS双并联双总线双总线供电方案其扩展性强、节能性好、可靠性与投资有效性高，供电系统的可利用率极高。模块化UPS双并联双总线双总线供电方案是众多的UPS供电方案中的佼佼者，是今后大型数据中心的最佳选择。
14、CMS系列模块化UPS系统不但具有并联冗余的特性，能够完全取代传统的1+1、2+1并机系统，而且是一个“绿色电源”方案，具有高输入功率因数、低谐波失真、高效率以及高稳定性和可靠性的优点，配合功能强大的监控软件及全面的通讯界面，适合精密设备及机构，特别电信、电力行业的应用。4、先控模块化UPS部分业绩：电信用户上海电信IDC ： 6月，在上海电信数据机房建设改造项目中，先控电源以电源解决方案的科学性和设备的可靠性、高效、环保性中标。该电源解决方案，采用先控CMS系列工业级模块化UPS电源和先控DPJ系列智能模块化集成配电系统，构成可靠性、安全性和扩展性极高的一体化供电解决方案。 5月，上海电信锦华IDC数据机房一期项目，选用先控模块化UPS电源CMS-480KVA共9套，9台套DPJ 模块化智能精密分配电系统，根据场地情况采用首创3套2N交互式（3角型）双总线供电方案，总功率达3.8兆瓦，组成T级 2N双总线式供电方案。 10月，在上海电信市北腾讯IDC机房一期项目，采用2套2N交互式双总线供电方案：选用先控模块化UPS电源CMS-320KVA共六套，总功率达2兆瓦。 3月，在上海电信市北腾讯IDC机房二期项目，采用T级 N+1式分散供电方案，选用先控
