UPS双母线一体化配电解决方案

0 引言

结合上海某电力系统具体情况,我们做出了艾默生专业机房设备解决方案。该方案展示了最新专业机房系统全貌，为最安全最可靠的UPS并机双母线冗余供电系统。

1 机房配电方案

根据机房的实际情况，配置情况如图1所示。

图1 双母线一体化配电方案

配置4台容量为300kVA的Hipulse系列12脉冲整流UPS,每2台（1＋1）带并机柜提供双母线供电，每台UPS配置192节GNB1000AH/2V电池，两台合计384块。双母线合计768块。

系统1由UPS1－1和UPS1－2两台带并机柜并机。并在旁路柜前增加一台隔离变压器,当UPS转旁路时,消除市电对负载谐波干扰及降低零地电压。两台UPS平时可各带50％负载，当一台UPS有故障时，另一台可带100％负载继续供电。当两台UPS同时有故障时，可经UPS静态旁路开关柜MSS转到旁路供电。

系统2由UPS2－1和UPS2－2两台带并机柜并机。并也在旁路柜前增加一台隔离变压器。系统2的结构和工作原理同系统1。

平时，系统1与系统2分别带自己的负载。系统1经UPS1输出柜和静态转换开关600ASTS1带重要PC负载,系统2经UPS2输出柜和静态转换开关600ASTS2带通信设备、电梯照明等负载。当其中一个系统供电母线上的任何设备或电缆需要维护或故障时，其负载可经静态转换开关切换至另一个系统供电。由此，做到了点对点的冗余，极大增加了整个系统的可靠安全性。

在两套系统的相互切换过程中，为保证二者可以同频率、同相位，艾默生提供一种LBS负载总线同步跟踪控制器。在它的控制管理下，如果UPS供电系统2出现供电故障，具有自动跟踪控制功能的负载总线同步跟踪控制器和静态转换开关会让系统1暂时承担起全部负载的供电任务。在此期间，用户就可对系统2进行脱机检修。

两套系统分别配外置维修旁路，外置维修旁路由1个空气开关组成。当系统需要维护时，可由该旁路供电。在外置维修旁路柜及UPS系统并机柜的内置维修旁路开关上，各安装有一个CASTELLKEY互锁装置，以保证二者之间的安全正确切换，使逆变器输出和维修旁路永远不会短路。

2 艾默生Hipulse系列UPS特点

艾默生7000 Hipulse系列UPS产品是艾默生公司在大中型计算机电源设备中的主流产品，其独特的技术可简述如下。

2.1 高可靠性

衡量一台UPS可靠性高低的重要指标之一是其应具有极强的抗输出过载能力。这意味着，即使因用户投入大负荷或非线性负载而形成瞬态浪涌过载输出局面时，不但应保证UPS逆变器的完好无损，而且还不能出现因逆变器输出过载能力差而转交流旁路供电的局面。这是因为，当UPS在执行逆变器供电→交流旁路供电切换操作的期间，有可能因不稳压的市电电源与具有稳压输出特性的逆变器之间的瞬态电压差过大而损坏UPS。艾默生UPS的典型过载能力，三相工作时110％额定负载为1h，125％额定负载为10min，150％额定负载为1min；单相工作时，200％额定负载为30s。

当过载量和在该过载量下的持续时间没有超过上述范围时，将一直由逆变器向负载供电。

2.2 具有极强的抗“阶跃性”负载及抗短路能力

在UPS运行中最严重的情况是输出被短路。由于配置有设计独特的输出限流电路，即使用户因不慎而造成输出短路时，逆变器也不会被损坏。艾默生UPS的典型抗短路能力，在三相工作时，短路电流被限制在160％标称输出电流5s；单相工作时，短路电流被限制在290％标称输出电流5s。

2.3 优越的带三相不平衡负载的能力

对于三进/三出型UPS来说，即使用在波峰因数(crest ratio)为3:1的计算机之类的非线性负载时，也能在不降低额定输出功率的条件下，向用户提供失真度3％～5％的高质量的正弦波电源。此外，由于配置有自适应平衡调整电路，当接100％不平衡负载（一相空载，两相满载）时，也可确保三相相电压差2％，相位差在120°±1°的范围内。

2.4 高输入功率因数

由于大量整流滤波型负载（例如：计算机、通信设备、家用电器或一般的UPS）被引入市电而使电网被“污染”，造成大量的高次谐波电流流过整个供电系统，导致中线电流过流及电动机负载异常发热。为解决上述问题，而向用户提供如下技术方案来消除谐波“污染”，确保用户电网的供电质量达到“绿色电源”标准，即在大型UPS中，采用输入滤波及12脉冲整流滤波方案，将输入功率因数从一般UPS的0.8提高到>0.92。

2.5 优异的并机输出特性

在设计独特的直接并机调控系统中，设有频率母线和电流母线分别精密调控各台UPS对市电的同步跟踪相位关系和均流输出特性。因而，它不仅确保整个UPS供电系统中的每台UPS都能