第二章　UPS電源供電方案

2.2.1.1  多機共用電池組    

    所謂共享電池組就是指兩臺或多臺UPS同時利用一組或多組電池的解決方案。市電正常時各臺UPS同時為蓄電池組充電，市電異常或者終斷時，各UPS又同時利用電池組的能量逆變成交流電供給負載使用。

多機并聯(lián)共用電池組供電架構(gòu)說明：

因此共享電池組具有以下優(yōu)點：

(1)  節(jié)省購買電池的資金投資
(2）節(jié)省安裝空間  

(3)擴容方便

(4)延長電池壽命和提高電池利用率

2.2.1.1  電池配置及容量計算

經(jīng)過前面的分析，我們知道實際量約為530KVA，一般廠房的數(shù)控機床設(shè)備類設(shè)備的功率因數(shù)約為0.7～0.8。為使電池延時做夠，我們?nèi)∝撦d的功率因數(shù)為0.8，則 根據(jù)恒功率電池容量計算法：

電池容量計算方法：

恆功率后備時間對應(yīng)電池容量計算方式：

P（W） -- 電池提供總功率   A --  UPS標稱容量（VA）  N --  電池CELL 數(shù) 

C -- 電池組數(shù)    D -- UPS實際帶載量（UPS實際帶載量一般不超過滿載80%）

Pf -- UPS功率因數(shù)   η  -- 逆變轉(zhuǎn)換效率   Pc -- 電池放電曲線表中查的放電功率

Pnc   --   電池每CELL需要提供的功率     B --   UPS主機配置1組12V電池的節(jié)數(shù)                      

P（W）= { A * Pf } 或D /  η#p#分頁標題#e#

Pnc=P（W）/(B*N)     

然后根據(jù)計算出電池的每個CELL需提供的功率，再查找電池恒功率放電曲線表對應(yīng)時間的最匹配的功率值。則此功率對應(yīng)的容量的電池就是我們要選用的電池。若計算出的功率大于最大容量電池相應(yīng)時間的放電功率，則就表明需要并聯(lián)電池組。

并聯(lián)電池組數(shù)（取整）= Pnc / Pc

因此，計算如下：

P（W）= { A * Pf*D }  /  η=530KVA*0.8/0.95≈446.3KW

Pnc=P（W）/(B*N)=446.3KW/(29*6)≈2565W

查表，可知，中達電池200AH/12電池10分鐘對應(yīng)的功率為592.9W（放電到1.75V時）

則：并聯(lián)的電池組數(shù)=2656/592.9=4.3組，故電池組數(shù)取整數(shù)為4，即200AH/12V電池29*4=116只。

2.2.1.1  電池組監(jiān)控：

     電池為UPS供電系統(tǒng)的重要部分，故我們特為本次電池組提供單體電池監(jiān)控系統(tǒng)。本系統(tǒng)能實現(xiàn)UPS中備用電池組的在線偵測，測量數(shù)據(jù)包括單體電池電壓，單體電池溫度，單體電池內(nèi)阻，電池組電流，電池組端電壓以及環(huán)境溫度等，通過網(wǎng)絡(luò)方式實現(xiàn)遠距離數(shù)據(jù)傳輸，在主控單元上進行數(shù)據(jù)搜集，處理和存儲，并能通過通訊與上位機相連，實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。

    使用本系統(tǒng)可以對電池進行遠程檢測，從而方便地隨時對系統(tǒng)故障和電池使用狀態(tài)進行分析，

從圖中可以看出系統(tǒng)包括：  1 個電池組偵測模塊 （SCMM），負責測量每組電池組的充放電電流和電池組的端電壓；最多240 個電池偵測模塊 （CMM），負責測量電池的電壓，溫度和配合計算內(nèi)阻的相關(guān)信息；1 個數(shù)據(jù)處理模塊 （DPM ），處理來自CMM 和 SCMM 的無線數(shù)據(jù)。

2.2.2        UPS監(jiān)控方案

          臺達UPS所設(shè)計的此次方案，采用了電力管理大師管理者的監(jiān)控軟件，監(jiān)控軟件來將三個廠房的所有UPS作集中監(jiān)控。以下對此集中監(jiān)控作進一步介紹。

臺達UPS UPSentry Manager遠程集中監(jiān)控管理軟件:可以對所有的UPS系統(tǒng)經(jīng)由廣域網(wǎng)或?qū)＞€網(wǎng)絡(luò)進行集中監(jiān)管﹐以監(jiān)視各UPS的運行情況并作記錄﹐當各UPS有事件告警時﹐manager軟件會自動亮燈告警﹐并跳出圖屏﹐顯示該告警UPS的問題﹐平時也可以點閱各聯(lián)網(wǎng)UPS，以階層式管理方式完成集中管理,同時可以實現(xiàn)遠程控制，當機房內(nèi)出現(xiàn)火災(zāi)等情況時，可以實現(xiàn)對UPS的遠程關(guān)機。如圖：

2.2.2.1  網(wǎng)絡(luò)管理達成效果﹕

   集中管理的好處不僅是減少人力資源的浪費﹐并能在電力事件發(fā)生的瞬間便可以獲得準確的信息﹐同時縮短反應(yīng)的時間。一旦電力事件發(fā)生時可以馬上獲得最快最正確的信息﹐并可以主動聯(lián)系第一線的人員﹐指導(dǎo)其正確地處理程序﹐以減少損失。

(1) 安全可靠的高品質(zhì)供電。

(2) 分散供電﹐集中管理﹐人力資源的高效化。

(3) 同時對全區(qū)多于500個的UPS集中監(jiān)管。

(4) 對UPS無人職守的監(jiān)管﹐可達到實進告警﹐實時處理。

2.2.2.2  完整電源事件預(yù)防及應(yīng)急管理：

電力管理大師對24個不同的電源事件或UPS狀態(tài)（如：斷電、復(fù)電、電池低電壓、過載、跳旁路、故障、預(yù)約開關(guān)機等）均可提前制定應(yīng)急計劃和控制?？砂踩c自動存檔關(guān)機，自動化事件記錄，自動語音廣播，自動尋呼及發(fā)送電子郵件，告警，自動觸發(fā)運行可執(zhí)行文件，插座控制等多種反應(yīng)行動可供選擇。

2.2.2.3  電源狀態(tài)記錄、分析：

根據(jù)使用者喜好提供2-12個電表顯示實時值?？捎涗涬娏χ袛?、復(fù)電、旁路等各項事件資訊?？捎涗洸D示電壓、頻率、故障情況，并可在Excel下作資料分析。

2.1           UPS供電系統(tǒng)的配電方案

2.1.1        每個廠房UPS供電系統(tǒng)的輸入端配電

1）UPS輸入配電柜，開關(guān)采用施奈德NSX系列塑殼開關(guān)，同時配置數(shù)字表頭和指示燈。連接線徑在圖紙上亦有標注。具體如下圖：

2.1.1        每個廠房UPS供電系統(tǒng)的輸出端配電

開關(guān)采用施奈德NSX系列塑殼開關(guān)，同時配置數(shù)字表頭和指示燈。連接線徑在圖紙上亦有標識。

輸出配電分路暫時先按8路250A開關(guān)來配置。這個也可根據(jù)具體的要求后，更改數(shù)量和容量。

配電圖如下：

2.1           系統(tǒng)配置清單

2.1           臺達NT UPS與艾默生/易事特同等級UPS比較

1）臺達UPS與艾默生UPS同為世界級一線品牌。其中臺達NT UPS和艾默生UPS在可靠度等級要求最高的通信運營商領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。另外，在富士康、廣汽豐臺發(fā)動機等世界級的工廠里，臺達NT UPS也有廣泛的應(yīng)用，可見后面的應(yīng)用圖例。易事特為國內(nèi)UPS廠商，小功率UPS應(yīng)用較多。但在大功率UPS方面，較少廠家采用。

2）臺達UPS和艾默生UPS皆通過了眾多的世界級嚴苛認證，比如可出口歐盟的CE/CB、國內(nèi)工信部的TLC認證等。另外還通過了抗震認證。

3）臺達NT UPS為適應(yīng)國內(nèi)工作環(huán)境，輸入工作電壓范圍為±30%，為業(yè)界最寬，可適應(yīng)惡劣的電力條件。而艾默生和易事特為±15%和±25%。

4）臺達NT UPS與艾默生UPS效率皆可達92%以上，而易事特UPS效率僅為≥80%，這將耗費大量的電能，帶來運營成本的提升。（注：易事特UPS用戶手冊上的標注效率為≥80%，而彩頁上標注的效率為95%，顯然用戶手冊上標注的效率值是可信的。應(yīng)為，在業(yè)界，工頻架構(gòu)的UPS，還沒有一個廠家在線效率能達到95%。）

5）臺達NT UPS具有電池漏液偵測功能和電池組共享功能，此為臺達UPS專利技術(shù)，特及早發(fā)現(xiàn)鉛酸蓄電池漏液問題，還能大大提升電池組利用率，降低用戶成本。

過載能力。臺達與艾默生UPS過載能力皆為125%負載時10分鐘，而易事特UPS過載能力為125% 1分鐘。前者過載能力是后者的10倍。