机房ups方案.docx

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机房ups方案

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3C3EX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3C3EX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

.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ARRAYUPS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ARRAYUPS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。

3A3-60KSUPS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。

3A3-60KSUPS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

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±每模块

支持变频模式50HzIN60HzOUT或60HzIN50HzOUT

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）

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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

3A3UPS

容量

15~120kVA

输入

相数

三相（线电压）

接线

34W+G

电压

负载>70%

（277~520）Vac

70%负载>50%

（242~520）Vac

负载50%

（204~520）Vac

频率

40~70Hz

功率因素

旁路电压

（323~437）Vac

输出

相数

三相

接线

34W+G

电压

380（12%）Vac

功率因素

频率

与输入同步（市电模式）

50（1%）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%，秒后跳旁路

模块功率/块

15kVA

输出功率

15kVAX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（WxDxH）

（mmxmmxmm）

440x700x131

机柜外观尺寸（WxDxH）

（mmxmmxmm）

600x1000x2000

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EmersonHipulseU120KVAUPS，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。

3、解决方案简介

1.系统概述

两台3C3-EX40KSUPS组成的高可靠冗余供电系统，系统最大可以承担80KVA的负载量，此时系统没有冗余量，负载量不大于40KVA时，系统自动进入1+1冗余状态，整个系统有50%以上的余量，功率余量可以用来应付负载的同时启动产生的冲击电流。

系统特点是UPS主机电池系统双冗余。

正常时，2台UPS并联工作，负载均分（各承担50%负载），当一台UPS故障时，故障机自动脱离系统，负载由剩余的那台独立承担，故障机可以脱离系统进行维修，不影响系统正常供电；当2台机器全部故障时，2台UPS一同自动转到静态旁路供电，过载或故障排除后自动转回逆变器带载。

两台UPS共用4组组共192节12V100Ah蓄电池，使得系统无论在并联冗余或其中一台单机故障情况下，都能够保证40KVA负载后备4小时供电，一般的UPS要做到任何情况下系统后备4小时，就必须为每台UPS配置一组约192节12V100Ah电池（共382节），才能满足。

采用山特3C3-EX系列UPS可以节省一半的电池投资。

2．设备配置（系统1小时后备时间）

序号

名称

型号

数量

备注

1

UPS主机

EX-40KS

2台

并机附件，配6组12V100Ah电池

2

电池柜

C32

6柜

32节电池一柜，含直流开关

3

电池

12V100Ah

192节

分6柜安装

4

并机附件

2套

两台主机的通讯连接

3．配线及开关

输入开关

输入电缆

输出开关

输出电缆

地线

电池开关

电池电缆

150A3P

3x16mm2+1x25mm2

3P100A

3x16mm2+1x25mm2

10mm2

150A600Vdc

25mm2

4．主机及电池柜尺寸

设备

尺寸W*D*Hmm

重量（公斤）

静载荷（公斤/平方米）

UPS主机

470*710*1150

114

330

电池柜

不小于780*880*1200

1150（含电池）

1680

安装应考虑建筑承重能力，必要时采取加固措施或配置散力架。

三．3C3-EXUPS主机简介

3C3-EX系列UPS城堡并联冗余系列,采用双转换纯在线式工作方式，类模块化架构，是有效解决所有电源问题的最佳结构设计。

该架构能够有效阻隔异常电源对负载的冲击，同时保证输出电源的稳定、精密、可靠，让负载安全的运行，并且维护维修简单方便。

该产品采用数字化控制技术，能实现并联扩容和并联冗余的功能，为用户提供电源规划的弹性和更安全的保障。

3C3-Ex系列外形如上图，采用的是双转换的纯在线架构，经过滤波器后，再经PFC（PowerFactorCorrection，功率因素修正器）将交流转换成直流，最后经过逆变器（Inverter）将直流再转换成交流输出，这是目前解决电源问题的最佳架构。

此架构几乎可以完全解决所有的电源问题，如断电、市电高、低压、电压瞬时跌落、减幅振荡、高压脉冲、电压波动、浪涌电压、谐波失真、杂波干扰、频率波动等电源问题。

模块化的设计：

为提高维修保养的方便性，与兼顾成本、可靠度的考虑，EX是采用类模块化的设计，将每相的功率部份，整合在同一块PC板上，但又不是全模块化的高成本及多接触点的设计，接触点一多，可靠度自然可能降低，因此EX采用类模块化的设计。

双电源输入设计：

EX机器可以接受双路市电输入，应急旁路电源和主电源可以来自两个变电站的供电。

并机系统共用电池组：

EX可以实现最多8台UPS直接并机，组成N+X冗余或扩容并联自适应供电系统，并机系统可以实现共用电池组，大大节省电池投资。

备用电源

主电源

UPS1

UPS2

中文操作界面：

3C3-EX系列采用了简体中文的大尺寸LCD操作面板，清晰又操作简单。

上排LED可以清楚显示当前的UPS工作状态，LCD则进一步提供完整的UPS运转资料，如输入、输出资料，以及操作参数设定与查询，甚至经由特殊密码的输入，专业的技术人员可以更进一步取得UPS的详细工作参数记录，使技术人员可以很容易的了解UPS的状况。

智能化充电模块：

透过CPU的智能化控制，充电器可以依据不同的环境条件，修正充电参数，提供最佳化的电池充电方式，使得电池寿命可以获得保障。

同时，3C3系列的充电器采取两段式充电，先以定电流方式充电，后段再以定电压充电，回充时间较浮充减小一半以上。

精确的DSP运算：

为了提高系统控制的精密度、准确度与稳定度，在控制系统中，利用了DSP与CPU结合，形成了控制核心。

DSP利用高效能的运算能力，进行信号处理后，提供CPU做为系统控制，使得3C3系列的机器性能、保护性能、产品可靠度与工作稳定度都更加完备。

IGBT技术：

山特是最早将性能优秀的IGBT功率器件引入并成功应用于UPS电源系统的公司，经过十几年的不断优化，IGBT控制技术领先国内外同行。

完备的通讯接口：

3C3系列提供了RS-232、RS-485、AS-400、智能插槽（IntelligentSlot）及技术人员专用的PPVIS等监控通讯接口。

透过RS-232可以使用山特图形化管理的WinPower2000监控软件，智能插槽提供用户可以选购山特的远程监控管理卡WebPower。

同时AS-400监控通讯接口提供AS-400用户，可以直接利用AS-400系统的UPS监控功能，做为电源的监控管理。

而在并机使用时，必须透过RS-485进行UPS的监控管理，使得UPS的电源供应可以完全得到掌握。

PPVIS接口提供给专业技术人员使用，透过PPVIS技术人员可以对UPS进行更深入的参数设置，满足少数用户的特殊使用。

也可以经由PPVIS使技术人员获得进一步的UPS工作参数资料，对于UPS的状况可以更清楚的掌握。

四．3C3–EX系列技术参数指标

型号

3C3-EX40KS

额定容量

40kVA/32kW

输入

标称电压

380VAC（3Ф4W）

标称频率

50/60Hz（40~70Hz）

电压范围

-45%~+20%

旁路电压范围

±15%

市电同步范围

±5%

功率因数

＞以上

输入谐波失真（THDI）

＜3%

隔离

否/是

输出

电压

380VAC/220VAC（3Ф4W）

功率因数

电压稳定度

±1%

频率稳定度

±%（电池放电状态）

不平衡负载

100%

过载

125%10min，150%1min

电池

标称电压

384VDC

额定充电电压

432VDC

环境

工作温度

0℃~40℃

储存温度

-25℃~+55℃

工作湿度

0%~93%（40±2℃，无凝露）

海拔高度

海拔高度1000m以下（超出1000m需减额度输出）

外观

尺寸（W×D×H）

470×710×1150

重量（kg）

114

>>>符合国际EMC安全规定

EMS

IEC61000-4-2（ESD）:

抗静电能力

IEC61000-4-3（RS）:

抗辐射干扰能力

IEC61000-4-4（EFT）:

抗电源脉冲干扰能力

IEC61000-4-5（Surge）:

防雷击/突波能力

EMI

IEC62040-2:

对UPS的EMC输出的要求（>25A）