UPS系统方案介绍

UPS系统方案介绍

1.UPS系统方案

1.1.基本原理框图

1.2.总体方案说明

此系统为后备式UPS系统，其工作原理为：市电正常时，UPS一面通过滤波电路向用电设备供电，另一方面通过充电回路给电池充电，电池充满时充电回路停止工作，此时UPS 逆变电路不工作。当市电发生故障，逆变电路开始工作，后备电池放电，维持UPS输出。

根据技术要求，负载为15KW,且要求有交流380V及220V输出。考虑负载为15KW,故系统至少需配置容量为18KV A的逆变器；又要求有交流380V及220V输出，考虑相间平衡，故此系统共配置3台6KV A逆变器。

此系统要求事故时提供至少3小时的逆变电源输出。事故时逆变器由蓄电池为其供电，结合输出负载为15KW,即输出负载电流大约为68.19A。

市电正常时，充电模块给蓄电池提供均浮充电流，此系统配置2个K4B20模块，额定输出电流40A，由一套监控系统控制。监控系统由1台PM4主监控器、1台PM3A交流监控单元、1台PM3D直流监控单元、1台PM3K开关量监控单元构成。系统模块及监控单元均采用带电插拔结构，安装、维护方便。

正常情况下，监控系统自动控制模块的充电状态和充电电流完成自动电池管理。监控系统同时采集交流参数、直流参数、开关报警状态，可检测电池充放电电流，在主监控上集中处理实现信息显示、报警和上位机通讯。在PM4主监控失效时，整流模块可继续工作，仍具有对电池的管理功能。

1.3.直流系统技术特点介绍

1.3.1.简介

智能高频开关电源系统是我公司凭借高素质开发队伍、丰富的现场经验，集多年电源产品开发经验和广大用户设备网上运行经验设计开发的适合各类变电站的高频开关直流系统及相关配套设备。现已广泛应用于从500KV到10KV不同电压等级的变电站及开闭所，15MW-600MW发电机组的电厂，国家重点工程如地铁、油田、化工、冶金等，同时产品出口到南美、中亚、东南亚、非洲等许多国家和地区。

高频开关电源系统主要引用的标准如下：

DL/T459-92 《直流电源柜订货技术条件》

DL/T637-1997 《阀控式密封铅酸蓄电池订货技术条件》

ZBK45017-90 《电力系统用直流屏通用技术条件》

DL/T5044-95 《火力发电厂、变电所直流系统设计技术规定》

LS（W）30-40-JT 《电力系统用微机控制直流电源柜技术条件》

GB4208 《外壳防护等级（IP代码）》

GB5080.7 《设备的可靠性试验》

ZBK46004-88 《蓄电池充电浮充电用晶闸管整流器》

JB/T8456 《低压直流成套开关设备》

DL/T781-2001 《电力用高频开关整流模块》

IEC 60870-5 《远动设备及系统传输规约》

IEC 61000 《电磁兼容性EMC》

1.3.

2.系统特点

系统中的各监控单元受主监控的管理和控制，通过通讯线将各监控单元采集的信息送给主监控统一管理。主监控显示直流系统各种信息，系统信息还可以接入到远程监控系统。

系统配置交流监控、绝缘监测、电池巡检等功能单元，用来对直流系统进行全面监控。

2.各单元模块介绍

2.1.PM4系统介绍

2.1.1.基本原理框图

PM4主监控原理框图

2.1.2.技术参数

➢供电电压： 80VDC – 320VDC

➢显示器：320 * 240 点阵液晶

➢操作接口：触摸屏

➢通讯口：上位机通讯RS232/RS485接口；单元通讯RS485接口

2.2.K4B20模块功能介绍

2.2.1.保护功能

●输出过压保护

输出电压过高对用电设备会造成灾难性事故，为杜绝此类情况发生，我公司的电源模块内有过压保护电路，出现过压后电源自动死锁，模块上相应故障指示灯亮，并发出声光报警，故障模块自动退出工作；过压保护点设为300V±2V。

●输出限流保护

电源模块的输出功率受到限制，输出电流不能无限增大，因此每个模块输出电流最大限制为额定输出电流的1.05倍，如果超负荷，模块自动调低输出电压以保护。

●短路保护

模块输出特性如下图，输出短路时电源在瞬间把输出电压拉低到零，限制短路电流在限流点之下，此时电源输出功率很小，以达到保护电源的目的。电源可长期工作在短路状态，不会损坏，排除故障后电源可自动恢复工作。

电源输出特性

●并联保护

每个模块内部均有并联保护电路，绝对保证故障模块自动退出系统，而不影响其它正常模块工作。模块并机输出示意图如下图所示。

电源模块并机输出示意图

●过温保护

过温保护主要是保护大功率变流器件，这些器件的结温和电流过载能力均有安全极限值，正常工作情况下，系统设计留有足够余量，在一些特殊环境下，如环境温度过高、风机停转等情况下，模块检测散热器温度超过85℃时自动关机保护，温度降低到70℃时电源自动启动。

●过流保护

过流保护主要保护大功率变流器件，在变流的每一个周期，如果通过电流超过器件承受电流，关闭功率器件，达到保护功率器件的目的。过流保护可自动恢复。

2.2.2.测量功能

测量电源模块输出电压和电流以及模块的工作状态，并通过LCD显示，使用者可以直观方便的了解模块和系统工作状态。

2.2.

3.故障报警功能

在出现故障时模块会发出声光报警，同时LCD上显示故障信息，用户能方便的对模块故障定位，便于及时排除故障。

2.2.4.设置功能

●输出电压设置

通过LCD和按键设置电源模块的输出电压；根据设置的模块工作母线、充电状态、浮充电压、均充电压、控母输出电压等参数确定电源的输出电压。

●无级限流

限流点通过LCD和按键设置电源输出限流。

2.2.5.校准功能

●电压测量校准

通过LCD和按键校准模块输出电压测量；操作方法见“电源操作说明”。

●电流测量校准

通过LCD和按键校准模块输出电流测量；操作方法见“电源操作说明”。

●输出电压控制校准

通过LCD和按键校准模块输出电压控制；操作方法见“电源操作说明”。

2.2.6.电池管理功能

在“充电”方式下工作，电流持续10秒超过设置限流值90%自动转换为均充工作模式；电流小于设置限流值10%自动转换为浮充工作，如果均充电时间超过16小时，无论电流大小，强制转换为浮充工作方式。

2.3.PM3A交流监控单元

2.3.1.PM3A单元功能

➢测量两路三相交流输入电压、一路电流、交流接触器状态。

➢通过RS485串行接口将检测的信息传送给主监控，作为主监控管理电源系统和处理故障告警的依据。

➢根据测量的交流输入电压自动完成两路交流输入自动切换；实现两路交流互为备用供电。

➢提供防雷器故障状态和5个交流开关跳闸状态的检测。

➢电压测量直接接入，电流测量采用50A/5A电流互感器测量。

2.3.2.PM3A技术参数

➢供电电压：80VDC－320VDC

➢电压测量精度：1%

➢电流测量精度：1%

➢电压测量：6路

➢电流测量：1路