9315系列UPS产品介绍

伊顿爱克赛9315系列UPS介绍
一. 技术特点
Powerware9315系列UPS是经大量运行实践证明：它是一种性能优越，可靠性高，便于操作，易于维护，并可便于实现“1+1”型和多机冗余直接并机的高性能UPS。

该机采用的是先进的微处理器“数字控制技术”，正弦脉宽调制(SPWM)和内部网络通讯调控技术。

由于该机采用独特的双原边绕组(交流旁路和逆变器)隔离变压器设计，可向用户提供中线对地线间极低电压的“计算机级”接地系统(低于0.6伏),从而确保数据通讯的误码率达到最低，因而，它是计算机网络和通讯网络的最佳选用机型。

其单机的平均无故障工作时间(MTBF)为36万小时，明显高于其它公司的同类机型，它的优异技术性能如下：
Powerware 9315系列UPS的技术优势：
1. 采用高性能微处理器“数字信号控制技术”+软件可编程调控技术+控制板间
的网络通讯技术,大大减少控制板数量(整机只有4块控制电路板)和控制板之间的传输连接线,确保UPS具有高可靠性和高一致性。

*具有极强的“自诊断”检测能力，可提供190多种故障/报警/提示性信息，有利于缩短维修时间(MTTR)。

2. 具有极强的抗输出过载能力(125％负载，10分钟。

150％，30秒，300％，
300毫秒)，优良的抗输出短路限流能力，可确保逆变器安全可靠地运行。

3. 特殊的电路和机械设计，将UPS中的功放器件IGBT的温升降到很低水平(仅
3℃～7℃)，在此基础上，可得到极高的可靠性，预期的平均无故障工作时间(MTBF)高达40万小时。

4. 对于输出功率为30～160kVAUPS而言，具有输出电缆线路压降自动补偿功
能，可确保向用户终端负载提供高精度的稳压电源。

5. 独特的双原边绕组(逆变器和交流旁路)隔离变压器设计(30~160kVA)，确保
向用户的供电系统提供极低的中线对地线电位(小于0.6伏)，能向用户提供具有高抗干扰性能的“净化” 供电环境, 可大大降低网络通讯的误差率。

6. 为确保电池的有效使用寿命，配置具有完善的智能化电池管理系统，独特的
电池测试维护软件。

具有可编程定时“自诊断”测试电池容量和自动计算电池的实时后备供电时间的调控功能。

由于采用恒功率放电( 0.25C恒放电速率)及小容量定量放电(自诊断测试时，仅释放10% 电池安时容量) 双控技术。

其计算结果不仅精度高(误差<±3％),而且与用户的操作水平无关。

7. 具有优良的输入缓启动特性，本机采用输入功率“爬升”调控技术(最长的爬升
时间可达60秒)＋三阶”输入限流技术，大大缓和UPS电源对电网的“冲击”。

8. 采用易看和易操作的大屏幕液晶显示屏(30行，每行80字符)，借助于人
－机对话型的菜单操作随机记录UPS运行状态，提供可靠的原始数据，便于分拆故障原因，使UPS有极好的可操作性。

用户可获得如下信息：
*UPS实际运行参数(输入/输出的电压、电流，kVA,kW和功率因数，电池电压和电流等)
*UPS运行状态的“大事记(记录400多条报警/故障/提示性操作信息) *UPS各关键部件的运行统计资料(电池放电次数及放电容量AH数，逆变器电源，交流旁路电源及柴油发电机的运行时间统计值) *UPS工作状态的模拟流程图及UPS三相负载电流的不平衡度。

9. 在UPS输入端，内置有抗雷击，防瞬态浪涌的抑制器，它不怕雷电干扰。

10. 本机同时向用户提供RS232和RS485接口、一组继电器干接点输出接口和
一组“用户自定义”报警信号输入接口等四种通讯接口，再配置上本机公司所提供的电源监管软件，就可组成具有网络管理功能的智能化UPS供电系统，从而可实现远程集中监控。

11. 采用独特的“热同步”直接并机技术，在各UPS单机之间无需通讯电缆连接来
传递实时信号，就可实现并机的“均流”控制。

对于并机系统中的各台UPS，它们都处于完全“平等“的调控状态之中。

采用独特的“ 小步长，高频度” 同步相位调制法。

每台UPS 能“ 智能” 地将位于并机系统中的各台UPS的同步跟踪调到最佳状态
( 彼此之间的相位差几乎为零) 和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,并在逆变器万一发生故障时，将有故障的UPS 迅速，可靠地从并机系统中脱机，从而确保并机系统继续向用户提供高质量的逆变器电源。

并机系统的负载电流的” 均流“ 不均衡度小于2％(实际的“环流”几乎为零)。

由它所组成的“1+1”直接并机冗余系统的预期平均无故障工作时间(MTBF)为197万小时，并可实现8台UPS直接并机操作。

目前，其它公司的同类并机系统的负载电流的” 均流“ 不均衡度为5％。

二. 技术规格和UPS原理图:
PW9315-200KVA;250KVA;400KVA;500KVA;625KVA
三) 9315系列UPS的工作原理
1. 输入滤波器
该输入滤波器能有效地净化来自市电电网的脉冲、浪涌电压、尖峰电压、高频电磁干扰等所可能造成对UPS的危害。

另一方面,该系统也可以
减小由整流器所形成
的电流谐波对市电电网的谐波“污染”，并提高输入功率因数，补偿高阻
抗电源
如发电机所引起的输入电压波形低凹畸变(即电压谐波)。

所有这两种谐波都会对发电机造成损坏。

显然，由于输入滤波器的引入，大大地改善UPS 的输入电源供电质量。

2. 整流器/充电器
9315系列UPS采用微处理器控制的三相全桥可控硅式整流桥，其微处理器芯片采用16位80C166，该芯片除精确控制整流桥外，还与其它控制
电路的CPU形成通信
网络(HAWKNET )，进行快速的信息传递，通信频率高达300K 。

整流器检测如下信号：市电输入电压，直流母线电压、电流，电池电压和
电流，它们被用于整流器的精确控制，输入电流值是通过计算得出来的。

整流器的保护功能有：三级输入电流限制，线性输入电流“爬升”特性，初始磁化电流限流，高阻接地保护电路。

三级输入电流限制：
在正常工作时，整流器可供125％满负荷电流，并限定在125％，防止更大的电流损坏元器件。

在发电机给UPS供电时，输入电流限流值会自动变小，以保护发电机。

其大小可在43％－125％范围选择设定。

一旦发电机退出，限制值又会自动返回到125％。

UPS工作在旁路方式时，整流器输入电流的限流值会自动地变为更小值，以防止产生过大的充电电流而损坏电池。

限流值可在6％－34％范围选定。

一旦UPS带载，电流限制值会自动回复到设定的额定工作电流数值。

线性输入“爬升”特性：在市电输入加电后，为使UPS逐渐承担负荷，在整流器的控制电路中设有输入“爬升”电路，直流电压的“爬升”时间为4－6秒，一旦升至电池合闸电压，电流将以每秒10％满负荷电流的速率增加。

高阻接地保护电路，以检测电池对地之间泄漏电流。

3. 逆变器
9315 系列UPS 电源逆变器采用IGBT大功率器件，高速PWM正弦脉宽调制方式。

逆变器控制电路采用80C166 微处理器，该CPU通过HAWKNET网络与其它控制电路CPU进行通信，通信频率高达300K。

它能缩短闭环控制时间，提高UPS输出电压的精确性和稳定性及对故障的快速处理能力。

逆变器电路将检测如下信号：旁路电压、频率、相位，整流器输出的直流电压和电流，逆变器输出电压、电流，完成对输出电压、频率及相位的精
确控制。

电压经输出滤波后成为波形畸变率小于2％的正弦波电源。

输出电压的稳压范围380VAC±1％。

频率窗口为0.5HZ-3.0HZ可调，逆变器同步跟踪市电电源的相位角差在1度之内。

在发生下列情况之一时，逆变器的输出电压瞬态值变化不超过±5％：
A：100％阶跃负载的增加或减少
B：任何一台冗余并机的UPS出故障
C：逆变器满负荷切换到旁路
逆变器电源在20毫秒内、其瞬态电压值恢复到±1％。

逆变器过载能力：125％10分钟
300％15个周波
1000％1个周波
逆变器还具有输出线压降自动补偿功能：随着输出电流增加，该功能自动补偿由此所造成的在输电电缆上的电压下降，补偿范围0－5％。

4. 反馈信号检测电路
该部分电路完成对UPS各路输入电压、频率和相位，输出电压、电流、相位、旁路电压、频率，电池电压、电流等的检测和显示。

并控制LCD 显示板。

报警灯，提示灯，蜂鸣器，RS232接口，RS485接口，6个干节点接口。

该电路也用了一个80C166微处理器芯片。

与其它电路CPU之间进行300KHZ高速通信，并通过RS232，RS485接口完成与监控软件ONLINET的通信及远程监控功能。

5. 三块直流辅助电源板
这些直流辅助电源板负责同时向各控制电路板提供三路具有高度“容错”
特性的冗余式的直流辅助电源，三块直流辅助电源板的输入分别来自市电输入，旁路输入，逆变器输出。

这种冗余设计保证了主机控制电路在任何情况下都能正常工作。

这三块直流辅助电源板还给UPS内部的冷却风扇提供电源。

实际上，风扇在UPS各部件中占有非常重要的地位，一旦风扇出了故障，则整台机器将因过热而停止工作。

9315 系列UPS在风扇的设计上非常独特，它采用球形冗余风扇设计，前部进风
和配置专用通风风道方式。

从而提高冷却效率，不但工作宁静，而且风扇可热更换，以保证逆变器和整流器的功率器件正常散热。

6. 交流旁路的控制
9315系列UPS的交流旁路供电是采用三相可控硅型的“静态开关”和接触器相结合的方式。

当UPS出现过载或故障时，旁路控制板上的MC68HC70512 (8位处理器)会同时导通
旁路可控硅“静态开关”，合上旁路接触器，关断逆变器，由于这些开关的物理特性不同，实际上旁路可控硅首先导通，即旁路电源和逆变器电源有短时重叠供电时间，它的切换过程没有时间上的中断。

两秒钟后，CPU 才发出指令来断开位于交
流旁路通道上的“静态开关”中的可控硅，此后，由旁路接触器承担大电流给负载供电。

当UPS过载消失时，逆变器的输出首先确立起来，逆变器输出接触器合上后，逆变器电源与旁路供电通道有短暂重叠，然后交流旁路接触器才断开，由逆变器给负载供电。

因此，对9315系列UPS来说，它的交流旁路供电----逆变器供电的切换时间为零。

7. 电池管理和监控功能
电池管理系统在UPS电源管理中占有非常重要的地位，其检测和充电方式往往影响电池寿命长短和UPS本身的可靠性。

9315系列UPS由于采用微处理器控制，因此得以实现对电池的智能化管理。

它能够在不切断市电供电和不影响逆变器正常工作，基本不消耗电池容量的情况下(电池放电电容量仅为10％) 对电池执行可编程的“自诊断”测试，并以此为根据作出判断，并提前告警。

具体方法是定期控制整流器(如设定为一月检测一次) 降低直流母线电压，强迫电池小电流放电，控制整流器电压缓慢降低，保持电池放电电流恒定，通过分析电池放电电流和电压下降的曲线，即可判断出电池的状态，由于整流器一直处于工作状态，如果发现电池电压快速下降到设定值，CPU将会立即提高整流器的输出电压，保证逆变器能正常工作，并发出“电池故障报警”信号，提醒用户及早更换电池，从而防止因电池失效造成负载断电。

在电池放电过程当中，CPU通过分析电池放电曲线和负载大小，精确显示出电池剩下的后备时间，提醒用户采取措施。

通过电源管理软件，还可在危急情况下，自动地执行数据转存磁盘，有序地关闭计算机的操作系
统，关断设备，以保护重要的数据和程序。

8. 微处理器控制与监测
如上面所提到的，9315系列UPS采用了先进的计算机数字控制技术和网络通讯技术，其整流器控制板，逆变器控制器板和反馈信号检测板均采用
80C166 16位微处理器芯片，旁路控制电路控制板采用MC68HC70512 8位微处理器芯片，这四块微处理器之间构成通信网络(HAWKNET),以300K波特率相互通信，这不但使得整流器，逆变器具有良好的动态响应性能，而且使整机协调工作，各项控制，监测，保护功能快速和准确地执
行，同时大大减少模拟元器件和各控制板之间的连线数量，降低故障率，并使得通信及电源管理软件的遥测，遥信和遥控功能容易实现。

9. 大屏幕液晶LCD显示面板
9315系列UPS电源配备有大屏幕液晶显示面板(191毫米×1521毫米)，它利用人－机对话型菜单操作方式可显示如下内容：
真正有效值显示输入、输出、旁路的电压、电流、频率、KVA数、
KW数、功率因数，直流母线电压、电池电压、电流，电池组现在的容量百分比，电池后备时间等，方便用户及时了解市电，UPS和负载的情况。

长方条和百分比方式显示的负载大小。

以利于用户平衡UPS的三相输出负载量。

记录和显示400条当前和历史事件和报警信息，提供UPS运行“大事记”资料。

方便管理，维护与维修。

固定位置显示丰富的提示，报警和状态信息，提示操作步骤。

模拟框图直观显示UPS的各部分的工作状态。

以统计表方式显示自开机以来和当日处于正常的UPS供电，交流旁路供电
旁路，电池供电，发电机供电的次数，时间，累计运行时间，用户自定
义报警的次数。

由醒目的指示灯所组成的UPS运行模拟流程图来显示机器状态。

10. 通讯接口及电源管理软件
9315系列UPS电源的标准配置有RS232，RS485通信接口各一个，6路“用户自定义”报警信号输入接口。

它还可以直接连接远程关机开关，远程监视面板，继电器干接电控制模板。

当配置上Onlinet电源监控软件后，可在配置有WINDOWS3.1以上版本的PC机终端窗口上，直接读取和修改UPS的输入和输出参数，工作状态，
报警记录，电池状态，通过运行相应的软件，可以收集记录1000条各类指定的数据，并可以对用户所指定的UPS运行参数进行变化趋势分析。

以便预报可能发生故障或各种故障隐患，因此它也是一个很好的供电质量分析仪。

9315热同步并联技术
1. 并机原理：
关键负载
两台UPS在并机时，不需要互相获取对方的实时频率、相位，电压，
电流等参数信息，就能达到同步并均匀分担负载电流。

这种技术在强大
的微处理器的直接数字合成技术和自适应调控功能的支持下，只需要自己
关注自己的输出电压，电流及相位，就可达到输出同步并均分负载及故障
UPS快速脱机等调控功能，将UPS并机概念提高到一个崭新的高度。

该技术的好处在于，由于没有两台UPS之间的信号通讯电缆，完全避免了传统技术中所常见的“公共故障故障点”型的“瓶颈”问题。

那么UPS电源是如何实现并机的呢？
9315 系列UPS电源的单机输出电压可精确到380±0.1VAC，UPS逆变器
电源的相位与市电电源的相位差小于1度。

当并机时，两台UPS均会同步跟踪交流旁路电源的频率和相位，由于两台UPS的旁路电源是同一电源，因
还会小幅度地快速调整输出电源的相位，以使得可能出现在UPS并机系统中的各台UPS 之间的“电流不均衡度”尽可能地减小，理想情况下，“环流”为零。

为提高调节精度。

在并机系统中，采用“高频度,小步长”的调控法，它在1秒内对UPS的逆变器执行3000次同步跟踪调节。

当两台UPS之间出现相位差时，会导致从每台UPS所输出的负载电流不相等，通过各自的电流监测电路，当某台UPS发现它的输出电流增大时，它的CPU会控制输出电源的相位向相反方向移动，减少负载电流的不均衡度，反复多次，直到找到一个最小的”电流不均衡值”点，这就是同相点。

如何判断某台UPS出故障并立即将其自动脱离并机系统？
在正常情况下，两台UPS的电源输出具有同频率，同相位和同电压幅值的特性，并均分负载。

当负载加大时，会引起UPS输出电流加大(△I>0)，而输出电压降低(△V<0),电压及电流的变化值之乘积为负( △I*△V<0)。

当负载减少时，会引起UPS输出电流减少(△I<0)，而输出电压升高(△V>0),
电压及电流的变化值之乘积为负( △I*△V<0)。

当一台UPS出现故障时，该UPS的输出电压在升高或降低的同时，反而会引起它的输出电流同样升高或降低，即△I*△V>0.
因此通过分析△I*△V的正负，即可判断出UPS是否正常工作，并立即采取相应的处理措施。

相比之下，”热同步”并机技术具有如下优点：
两机之间没有信号通信用的电缆，减少故障率。

两套UPS均独立工作，无主从关系。

当两套UPS的交流旁路同时工作时，提供更大的故障清除能力。

单机系统可以很容易的扩展至直接并机系统。

当一台UPS的输入电源发生故障时，另一台UPS的输出电源可对这台出故障的UPS的电池进行充电。

确保电池组永远处于满充状态。

并机工作方式：
冗余供电系统的正常工作方式：两台机器的输入电源及旁路电源均正常，UPS 无故障，负载无过载，则两台机器均由逆变器输出，平分负载电流。

冗余供电系统的故障工作方式：负载无过载时，当一台UPS出现故障，逆变器不能正常工作时，该UPS会立即脱离并机系统，由剩下的一台UPS继续给负载供电。

冗余供电系统中的某台单机无市电输入的工作方式：当一台UPS的主输入电源发生故障时，这时该机的整流器不能正常工作，由电池支持逆变器继续运行，
9315系列UPS 采取了独特的调控方式，使该台UPS的电池并不提供能量让逆变器正常工作，和另一台UPS平分负载。

而是将逆变器的输出相位逐渐调整到和市电供电正常的另一台UPS的逆变器输出处于锁相同步状态，使另一台UPS 的输出不但独自承担负载。

而且还通过它的逆变器给位于市电供电不正常的UPS中的电池组充电，保持电池满容量，这样就减少了电池使用时间，保证了并机系统随时能使用满容量电池，而在其它公司的传统的并机中，在这种情况下都是让电池继续供电给逆变器工作，直至这组电池组被耗尽能量为止。

“1＋1”型双机冗余供电系统，遇到无市电输入的工作方式：当两台UPS的主输入电源均有故障时，这时两台机器中的电池组均向逆变器提供能量，两台UPS 平分负载，直至电池的能量被耗尽，两台UPS同时跳到公共交流旁路供电状态。

“1＋1”型增容供电系统的正常工作方式：当并机系统处于增容工作方式时，两台UPS平分负载。

在此条件下，并机系统将报警提示用户UPS处于增容方式。

增容供电系统遇到单机故障时的工作方式：当一台UPS出了故障后，该机首先从并机系统中脱开，由另一UPS工作以过载方式运行，当过载超出所规定的时间后，两台机器同时转到交流旁路，由两套UPS的公共交流旁路给负载供电。

增容供电系统遇到单机无市电输入时的工作方式：当一台UPS没有市电输入电源后，该台UPS的电池会供电给逆变器工作，与另一UPS平分负载，直至进入因“电池电压过低”而自动关机，并脱离并机系统，由另一UPS工作在过载状态下运行，当超出过载时间后，两机同时转旁路，由两套UPS的公共交流旁路给负载供电。

增容供电系统遇到双机无市电输入时的工作方式：当两台UPS电源均没有市电输入后，两套UPS的电池支持逆变器工作，平分负载，直至进入因“电池电压过低”而自动关机后，至此，整个UPS供电系统进入完全关机状态，此时会造成对负载的突然停电。

为避免发生此类事故，当用户在听到“电池电压偏低报警”的喇叭信号后，应执行有序的关闭用户负载的操作。

五. PW9315 UPS可靠性指标(计算依据美国军标: Mil-std-217)
MTBF: 40万小时. (UPS平均无故障时间).
MTTR: 0.5小时. (UPS故障平均修复时间).
六. 9315系列UPS的尺寸和重量
1. 电池接线端子位置:
电池接线端子
2. 电池电缆线径：。