光电业ups供电处理完成方案
2007-08-10
cbsi中国·pchome.net
类型: 转载-投稿 责编: 李臻炜
光电业ups供电处理完成方案
一.概述
随着光电业近几年的蓬勃成长,各产物线愈来愈齐备,涵盖了1.5至46吋tft-lcd面板,应用领域包含桌上型预示器、条记型计算机、液晶电视机、车用预示器、工业用计算机、数字相机、数字摄录机、手持dvd、掌上游戏机、小灵通等全系列应用。各光电生产商在推出新产物的同时,对质量愈来愈正视,同时对生产线的设备也提出更高的要求,从早期ups主要供电给生产线的节制及核心网络机房电源迄今要求提供全线生产线都不间断,包括传动部分,确保停电4小时内生产线生产不受影响。
二.需求分析
ups要能为生产线的传动、节制部分提供优质电源,确保生产线停电4小时内生产不受影响。
生产线传动部分机电的功率为55kw。节制部分的总功率为25kw。
体系靠得住性要求mtbf>250000h(不含电池)
三.方案设计
根据用户需求,了解用户的负载容量情况如下:
序号 设备名称 容量(kw)
1 机电 55
2 节制设备 25
合计80kw
别离对ups及电池设计选型计算如下:
ups 电源容量选型公式
因这次所带的负载为机电型负载,采用常规配置,须考虑机电启动电流6~9倍,ups配置的容量也须相应增长6倍,这样配置很不经济,而我们这次通过在机电前边增长变频器来降低启动电流,在ups容量选择时只需增长1.3系数即可。
ups容量=现存设备容量÷ups输出功率因数÷ups带载比例*机电启动系数(加变频器)
现存设备容量为80000w
ups输出功率因数为0.8
ups带载比例为70%(考虑最佳使用率及提升抗冲击能力)
机电启动系数1.3倍
.
ups容量=80000w÷0.8÷70%*1.3=185714va
根据计算,这次采用靠得住度及抗冲击能力极高的台达nt系列200kva。
2.电池配置计算
为了让电池的配置更加合理,计算电池按照生产线的实际功率计算。
要求使用中达电通dcf126系列电池,后备时间为240分钟。ups的逆变器终止电压为300v,逆变器效率为0.95,输出负载的功率因数为0.8,选择电池容量、串连只数、并联组数如下:
ups所需的直流功率为:
pdc =实际功率/逆变器效率=80kw /0.95=84.21 kw
每一组电池的串连只数为:
no = 逆变器终止电压/电池终止电压= 300v/1.7v=176.4节≈174单体(cell)
每一组电池数= no/电池单体数=174/6=29块
按照nt系列ups要求,每一组电池数应为:29块
根据电池放电功率表,选择dcf126-12/200(12v-200ah)电池,每一个电池放电功率为80w(1.8v/cell, 240分钟时),则需要的电池组数为:
g = pda/(单体功率 x 单体数no)=84.21kw/(80w x 29x6)=6.05组 ≈6组。
需要的电池配置为:dcf126-12/200电池29只×6组。
电池恒功率放电数
电池型号 电池终止电压为1.8v / 单体时的放电功率(w / cell)25°c
时间(分钟) 60 120 180 240 300 480 600
dcf126-12/120ah 134 80.2 61.4 49.5 36.7 31 23.4
dcf126-12/200ah 227 138 104 80 69.5 50 39
dcf126-12/250ah 283.7 166.3 130 102 86.8 67.8 48.8
3.方案电气道理图
主要由ups、变频器、接触器等组成完整经济靠得住的体系。
配置清单
序号 设备名称 型号规格 品牌 数量
1 nt系列ups ges-nt200k 台达 1
2 变频器 90kw 台达 1
3 电池 12v/200ah 中达 174
4 电池柜 dbc30b1 中达 6
5 电池配电柜中达 1
6 线缆若干
四.nt系列产物介绍
4.1性能及技能特点
双变换纯在线式设计
可8台ups并机冗余,无须外加并联节制卡
使用大型中文及多国语言图形化lcd预示
宽广的输入电压范围
逆变器采用全桥架构技能,可100%三相不服衡供电且负载适应性最强
磁性组件采用h级绝缘防备保护等级设计,安全性高
充电体系采din41773国际标准
设计有电池温度补偿,延长电池使用寿命
具有电池防漏液侦测功能
电池组共享(common battery)
可远程遥控或面板节制警急事故关机功能(epo)
高整机效率
标配有手动维护旁路开关功能(mbs)
输入端可作双回路供电设计
具有输出隔离变压器
输出过载能力强
采用多组微处置惩罚器节制与模块化设计,维护简易
内建sram,可以储存多于500笔信息数据
可搭配电力监控软件,对ups作网络及远程监控
提供超过4种以上的通信接口可供选择
智能变速风扇,低噪音,节流电费及提高风扇使用寿命
短路保护设计与超强防雷击保护
可作8台(n+1)并机扩容冗余,提供经济靠得住的高效率供电保护
4.2 性能及技能特点申明
4.2.1 采用先进智能的微处置惩罚节制器cpu节制设计
数字化设计:
藉由高速的微处置惩罚器运算为基础的数字化设计,简化复杂的模拟线路及零件数目,提高了全般体系的集成率及靠得住度。
ups体系的节制参数,直接经由高速的微处置惩罚器抽样计算,可得到精确的读值并对体系实时节制调整,提供精致的spwm逆变脉冲,驱动逆变器的igbt模块,使ups输出纯净靠得住的正弦波。
经由高速的微处置惩罚器抽样计算出精确的数字化读值,可经由lcd预示出各类重要的电气参数(包含负载百分比,各相的输入/输出电压、电流频率,电池电压、电流,告警指示..等),更利便让管理者清楚的对呆板的运行进行正确实时的管理。
完善的自检功能,使ups的运行更靠得住安全。
管理者也能够经由ups的节制面板依实际需要设定相应的管理参数(如输入/输出电压、频率范围,充电电压、电流,密码设定..等)。
多段式冷却风扇速度节制,改善体系靠得住度、效率、噪音及提高风扇使用寿命。
可8台ups并机冗余, 无须外加并联节制卡:
以高速的微处置惩罚器为基础的数字化设计,各台ups能够精确快速的返馈逆变补偿电流与电压的参数,同时经由通讯线对负载的功率抽样返馈逆变补偿电流的参数,使各ups之间的电压保持稳定相符,环流也能够大幅度的降低,可同时并接8台同型ups运行。
内建sram, 可以储存多于500笔信息数据:
内建sra,m可以储存多于500笔信息数据,可提供体系异常前后的状态及数据,对计算机辅助诊断及问题得到正确的判断,提高了维修的时效。
智能型充电并有电池温度补偿设计,延长电池使用寿命:
提供自动浮充及均充两种充电模式以及定电流及定电压两阶段充电,可使电池容量维持在满容量状态,延长电池使用寿命。
对环境温度的变异,充电电压也进行相对应的调整(参照电池技能规格,以20℃为基准每一上升1℃,充电电压调降0.5v每一降落1℃,充电电压调升0.5v),以延长电池寿命。
智能型放电器设计:
可依负载的实际情况及电池的电流量大小,来调整电池的过低保护电压准位,以确保电池工作在最佳的状态及延长电池使用寿命。
4.2.2 先进的运行节制架构设计
采用igbt高频正弦脉宽调变技能:
采用igbt高频正弦脉宽调变切换技能,降低体系噪音及电力损掉。
双备份电源设计:
ups 的所有节制模块(包括整流器/逆变器/静态旁路开关/保护用电子开关/cpu节制线路等)的工作电源,均为双备份冗余,提供体系200%的运行安全保障。
可做双机热备机(hot standby redundancy)毗连配置设计:
以提高体系靠得住度及ups故障清除能力。
可作8台(n+1)并机扩容冗余, 提供经济靠得住的高效率供电保护:
节制采随机节制架构,无需固定主机/副机的区分;避免因单点故障时所造成的当机风险,不但可以扩展供电容量且提高体系的靠得住度与ups故障清除能力。
所谓n+1并机扩容冗余;以并接8台同型ups体系供电为例,ups体系可以供应7倍单台的负载容量,当8台ups其中有一台异常离开体系时,残剩 7台ups仍然可以满足负载的正常供电。
逆变器采用全桥架构, 可接100%三相不服衡供电且负载适应性最强:
输出的三相逆变器采分离节制,完全独立返馈节制,使三相负载在完全100%不服衡下,仍然可以满足各相负载的正常供电(稳压精度小于1%)。
全桥设计的逆变器架构,可以降低igbt的耐压要求,使ups对不同性质负载的适应性最强。
模块化设计:
降低均等修护时间(mttr),维修效益无上。
整流器有软启动设计:
当ups的输入转由发机电毗连供电使用时,可使发机电供电得到平滑过分毗连,可避免发机电受到瞬间负载的冲击或过载故障,可使发机电保持正常运行,延长使用寿命。
使用者亲以及接口及智能型数字化电源管理:
多国语言图形化大型lcd预示使ups易于操作,更拉近了与用户间的距离。
led体系指示图及ups状态指示,直接地提供ups运转模式的状况。
可管理的通信接口端口,有干接点/rs232/rs485/snmp/ether net通讯端口,使ups监控管理变得更轻便,功能壮大,可提供ups状态监督及网络管理能力。
4.2.3 适应中国国情的设计
宽广的输入电压范围:
在满载的情况下,输入电压的范围非常宽(-20% ~ +20%),在供电环境恶劣的大部分地区,大多数的ups要靠电池放电才能保持输出电压稳定的情况下,台达ups还能够按正常的市电工作方式运行,降低电池放电的次数及损耗,延长电池使用寿命。
双变换在线式:
保护用户的紧密设备供电质量,市电与电池供电为”零”时间断电转换,负载端可以完全滤除输入市电的杂波,提供用户负载纯净的正弦波,可延长设备使用寿命。
短路保护设计与超强防雷击保护:
使设备不受外部恶劣环境的冲击并保护用户负载设备获得安全的运行。
完全中文化预示接口: 提供用户简易利便的操作管理及维护指示
全中文lcd预示画面:
体系主画面:预示ups运行状态图及状态、异常告警、异常处置惩罚信息提示画面。
量测画面:预示ups各类电气指针参数测量,包括:输入/输出电压、电流、频率,电池电压、电流、状态、容量及输出负载百分比、功率因素,温度状态…等数据。
参数设定画面:可对ups的一些基本保护参数依需求设定,包括:逆变器输出电压准位、输入电压、频率范围及电池的容量、充放电电压、电流范围、状态测试时间、安装、更新告警日期以及体系时间、密码、语言、lcd明暗对比调整之设定…等。
体系节制画面:可强制节制逆变器、旁路输出状态、警报器静调子整、测试电池状态、节制充电形式…等。
事件记录画面:可记录预示ups历史状态发生情形及时间,查看目前ups使用的状态,透过事件记录可作为ups故障时分析问题的依据。事件记录可达500笔数据。
其它信息画面:预示电池状态测试成果及日期、电池安装日期、电池放电次数、旁路状态次数、ups运转时间、ups运转状态代码、现在时间、ups基本容量编号、软件使用版本以及干接点输出设定状态…等。
全中文化远程监控管理软件:
可透过不同的通信埠(rs232/rs485/snmp/dry contact/ether net等)直接毗连计算机或透过网络进行远程监控,使用者可直接在计算机上对ups进行监督及节制,并集中节制管理源。
4.2.4 独特靠得住的并机技能
台达 ups采用高速的微处置惩罚器运算为基础的数字化设计,独特的热补偿运算节制,直接并机技能,在ups单机之间无需外加并机卡或并机柜,采用环路通讯电缆毗连来传递实时旌旗灯号,实现并机的“均流”节制。对并有机体系中的各台ups,均都处于完全“平等”的调控状态之中。并采用独特的同步相位调制法。每一台ups能“智能”地将位于并有机体系中的各台ups的同步跟踪调到最佳状态(各台之间的相位差几乎为零)以及实时动态地调节所带的负载百分比,实现高精度的负载均分。在并有机体系使用中,有其中一台ups发生故障时,该故障的ups会迅速、靠得住地从并有机体系中脱机,从而确保并有机体系继续提供用户高质量的逆变电源。台达 ups可8台并机,实现n+1的应用,满足用户的安全需求也可达到经济扩容的需要。
五,总结
本文具体描述了用户的需求、方案设计申明、方案道理图、如何配置及台达ups的产物介绍等内容,充实展示了台达ups在光电行业的成熟应用实例.
整体方案的特点如下:
1.处理完成了ups与机电的搭配问题,贴近用户需求.
2.电池数量按照实际功率计算.有效了利用电池资源,不浪费计算.
3.采用靠得住性mtbf>250000h的ups,提高了整体方案的靠得住度.
4.这次选用的可并机ups,可随时根据实际情况,利便经济扩容.
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