第一章 UPS系统设计方案
一、UPS设计方案
1、项目概述
UPS作为机房重要动力设备，在保护计算机数据、保证电网电压和频率的稳定，改进电网交流进行稳压、稳频、滤波、抗电磁射频干扰、防止电压的浪涌和下陷，防止瞬时停电和事故停电对贵单位造成的危害等是非常重要的。
对于本工程，有两个机房。
小机房我们推荐模块化UPS和传统塔式的UPS两种配置方案。模块化UPS选择山特的3A3系列UPS，传统塔式UPS选择山特3C3 EX系列。
模块化UPS具有扩容方便，可根据负载多少灵活扩容，3A3系列UPS前期可根据负载大小灵活配置UPS容量，后期随负载增加可以只加模块平滑升级至120KVA。3A3系列UPS单模块为15KVA。
大机房设备较多，推荐传统塔式UPS，采用并机系统。塔式的UPS推荐山特3C3 EX系列UPS，为高频机，具有超宽的输入电压幅度。适合国内电网。
2、小机房UPS推荐方案
2.1.模块化UPS配置
根据前期与用户交流考虑用户的要求，小机房我方推荐选用一台山特3A3系列模块化60KVA(3+1) UPS 组成供电系统。
冗余性：
⒈系统中的所有功率模块平均负担系统负载。
⒉任何模块发生故障，其余模块会立即分担其负载，保障系统正常运行。
⒊所有模块具独立运做能力，无需系统控制器对并联系统集中控制。
⒋过载时自动降低冗余量，保持系统正常运行。
⒌按需要构成N+1至N+X……冗余系统。
扩展性：
随着用户负载量的提升，原设计的UPS容量可能无法满足使用需求，对传统的UPS系统来说，必须为用户更换一台更大的UPS系统，但对于模块化UPS则不需要更换整机，只需要增加模块数量即可轻松扩容。山特模块UPS可以从15KVA-120KVA在线扩容，模块化的优势在于：
⒈ 降低用户初期购置和日后扩容成本
⒉ 满足用户后期容量随需扩展的需求，实现了用户投资随业务发展动态成长，随需应变
热插拔性：
⒈ 模块可随意在线插入或退出，不需要高级技术人员，方便安全。
⒉ 维护、维修无需转旁路，使维护工作超长简便
⒊ 监控通讯模块及功率模块均可实现热插拔
⒋ 实现在线扩容或增加冗余量，简化UPS的维修程序
主机：1台山特3A3系列模块化60KVA(3+1) UPS。
主机尺寸： 600*1050*2060mm（宽×深×高）
后备时间：配置电池12V/100AH电池80节，后备系统达到2H。
设备放置间隙：主机与电池柜间间隔、电池柜互相之间间隔为50cm，设备与墙体间为50cm
市电输入线径（R、S、T）：    70mm
UPS输出线径（R、S、T）：    70mm
市电输入输出中线径（N）            95mm
PE线径：    70mm
电池组连线（C1，D1）：    95mm
三.方案的特点及优势
主要优势为全模块设计，体现出了现代机房的高智能化程度和先进性。
四.产品标准配置和选件清单
项目
数量
描    述
LCD面板
1
标配
通讯模块
1
标配
充电模块
1
标配
配电盘
1
标配
湿度监控模块
1
标配
监控软件
1
标配
五.系统的主要组成以及功能介绍
外观与结构
机柜前视图                         
机柜前视图（去掉前门）
机柜后视图                                     
                                              机柜后视图（维护背门打开）
1．3A3-60KS系统概述
3A3-60KS 与(3)A1-24KS同属于山特ARRAY UPS系列，是高效率、高性能的双转换纯在线，三相输入、三相输出的UPS产品。3A3-60KS像其它ARRAY UPS系列产品一样，采用抽屉式高智能模块化设计，一个UPS模块就是一台功能齐全的UPS。用户可以通过增减机内UPS模块来满足用户的功率输出及可靠性要求，达到最佳性价比。3A3-60KS UPS机柜内有6个预留位置可以安装抽屉式UPS模块，在输入功率允许的情况下，整机可在一至六个模块下正常运行，且能在不影响其它UPS模块的工作的情况下方便地进行模块增减或更换。3A3-60KS UPS利用功能强大的LCD控制模块通过机内网络收集各UPS模块信息，并对各UPS模块的工作进行集中监控，所有信息由大屏幕全中文LCD显示，使得UPS的使用操作简单明了。
2．技术性能及特点
2.1 优异的电气性能
• 功率密度高 15KVA/每模块（3U）
• 输入谐波电流低 <5%
• 输出电压精度高 <2%
• 过载能力强 110～130% 10min，130～150% 1min
• 充电电流大  ±4.5A/每模块
• 支持变频模式 50Hz IN 60Hz OUT 或 60Hz IN 50Hz OUT
• 每个模块具有智能监控、整流器、充电器、逆变器、采样电路组成（不是采用集中控制方式）
2.2全数字化控制
3A3-120KS的UPS模块采用TI公司目前最先进的DSP做为中央控制器，其强大的运算能力可以将传统UPS中大部分由硬件完成的控制功能全部由软件替代实现，不仅可靠度和精确度大大提高，并且方便升级维护。
2.3 模块化设计
3A3-120KS采用全模块化设计，全机分为UPS模块、LCD模块、PDU单元以及部分选装件再加上机柜组成。各模块功能独立且完整，模块可在线更换而不影响其他部分的正常工作，新加入模块无需任何校准动作，扩容和维护都极为方便。
2.4 N＋X无线并联冗余
采用先进的无线并联控制技术，相比于有线并联减少了单点故障点（稳态工作时即使并联通信线故障也能正常工作），更提高了可靠度。且理论并机台数没有上限。
2.5易插拔功能
LCD模块可以在任何状态热插拔而不影响并机运行。UPS模块在其输入开关OFF和定位锁解除后可以安全、方便地插拔，市电模式下新插入地UPS模块会自动开机并网。
2.6并机共用电池
3A3-120KS采用了双电池输入结构和先进的控制策略，并机系统完全共用同一组电池，大大节省了电池的开销。
2.7智能充电方式
3A3-120KS采用了先进的两段式三阶段充电方法，第一阶段大电流恒流充电，快速回充约90％的电量；第二阶段脉动充电，可以均化电池特性并将电池完全充饱；第三阶段恒压维持，保证电量不损失。这样可以很好的兼顾快速充电与延长电池使用寿命的目标，为用户节省电池开销。
2.8人性化的操作介面及完善的电源管理软件
并机系统采用大屏幕中文LCD做为操作介面，操作和信息读取一目了然。搭配最新版的监控软件WINPOWER2003，电源管理变得易如反掌。如选装WEBPOWER，更能实现远程监控。
六.配线图：
4、3A3系统的电气参数
品名
3A3 UPS
容量
15~120 kVA
输入
相数
三相（线电压）
接线
3Φ4W + G
电压
负载 > 70%
（277 ~ 520）Vac
70% ≥ 负载 > 50%
（242 ~ 520）Vac
负载 ≤ 50%
（204 ~ 520）Vac
频率
40~70 Hz
功率因素
0.99
旁路电压
（323 ~ 437）Vac
输出
相数
三相
接线
3Φ4W + G
电压
380 （1 ±  2% ）Vac模块化机房解决方案
功率因素
0.8
频率
与输入同步（市电模式）
50 （1 ± 0.5% ）Hz （电池模式）
过载容量
110-130%，10 分后跳旁路
130-150%，1 分后跳旁路
> 150%，0.5 秒后跳旁路
模块功率/块
15 kVA
输出功率
15 kVA X 模块数
外接电池标称电压
±240Vdc（两组，每组 20 颗）
输入可否接发电机
可
通讯界面
RS232、RS485、智能插槽
重量（净重）
      kG
模块
35
机柜
250
模块外观尺寸（W x D x H）
  （mm x mm x mm）
440 x 700 x 131
机柜外观尺寸（W x D x H）
  （mm x mm x mm）
600 x 1000 x 2000
二、大机房UPS推荐
1、传统塔式UPS配置方案
根据用户方的招标文件要求及UPS的冗余量和用户负载的重要性，考虑到信息机房设备扩容较快，大机房我方建议配置贰台Emerson HipulseU 120KVA UPS，组成1+1双机备份。
说明：用两台HipulseU系列UPS并联运行，每台分别连接单独的电池组。
优点：具有双机系统的最高冗余量，可给系统提供最稳定、可靠的电源。具有分散旁路系统，2台UPS相互独立，是最稳定、可靠的冗余方式。
HipulseU系列UPS系统采用可靠的分散式智能并机技术，能实现最多6台同容量UPS的并联运行，并由各台UPS共同分担负载。UPS电源主要有冗余并机、扩容并机等并联运行方式。
2、并机系统特点
HipulseU系列UPS并机系统的主要特点是：
1）并联系统中各台UPS的软、硬件与UPS单机完全兼容，运行模式的更改只需通过软件设置即可完成；
2）采用简洁可靠、自动冗余的环形并机信号总线，在保证系统可靠性的基础上，还为用户提供了极大的灵活性。比如，用户基本无需关注开机及加载顺序，过载超时转旁路后系统能自动恢复等；
3）在每台UPS的显示面板上均能查看到并机系统的运行情况。
4）UPS监控模块可将整个并机系统的行为综合为一台“单机”，并实施相应的监控管理。
5）可以设定任意一台UPS单机的监控系统为通信主机，通过该UPS单机的通信接口，后台监控可以观察到整个并机系统的总负载情况、并机台数等信息及其全部单机的运行状况。通过其它UPS单机的通信接口，可以观察到整个并机系统总体情况以及本台单机的具体情况。

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