随着社会的发展趋势,能源的短缺,竞争日益白热化,对于企业来说“节能环保”是必然考虑的因素,直接的体现就是为企业节省运营成本。
据统计,2007年我国电力供应严重缺短,全国电力供应缺口达3000万千瓦,这个数字相当于全国2个多月的用电需求量。频繁的断电不但严重影响了经济发展,也给人民生活带来了极大的不便。但同时我国的能源利用率很低,能源耗费的现象十分严重。“节约能源、保护环境”已是各级政府、全民参与的大事,特别是大型企业和用电大户更是责无旁贷。
本文根据某省国税局一征税大厅对UPS电源倡导“节能环保”号召,针对用户的具体需求做一方案,并对该方案做简单的说明。
1.用户需求
该用户已经配置有大容量发电机组,在配置UPS时具有以下的要求:
1) 要求UPS能够与原有的旧式发电机组配合使用,提供供电系统的容错功能;
2) 对负荷的统计最大容量38KVA,UPS电源具有N+1冗余功能;
3) UPS的整机效率要高,能够充分的利用电能,降低功耗,节省电费;
4) UPS的输入功率因数要高,输入总谐波电流要小,能够节省电能;
5) UPS主机安装于二楼传输机房,由于安装空间有限,希望配置的UPS主机能够以最优化的摆放,节省空间;此办公楼宇为90年代建设,UPS主机系统要满足承重要求(≤500Kg/m2),避免破坏楼层结构(电池安放置地下室电池配电室内);
6) 安装空间的限制,要求UPS具备前后维护功能,维护简单、方便,维修时仍然能保障可靠供电;
7) UPS要提供快速关机功能,如果发生地震、火灾等紧急事故情况时,能够快速关断UPS,避免事故扩大化造成更严重的损失;
8) 确保具有完善的售后服务。
2.解决方案
根据上述用户对UPS系统的需求,中达电通配置台达C系列UPS的解决方案,具体说明如下:
1) 针对用户需求第1条,台达C系列UPS具有宽广的输入电压范围:380/220V -32%~+20%、45Hz~65Hz,另外C系列UPS采用了最先进的IGBT整流技术,其输入电流谐波失真度小于3%,输入功率因数高达0.99,使得UPS成为电网的纯阻性负载,消除了UPS电源对电网的谐波回馈干扰,减少了电网中的无功功率传输损耗,成为对电网无污染、无无功损耗的“绿色” 负载。同时,确保C系列UPS与柴油发电机组的良好容量匹配,匹配比接近1:1,减少了传统UPS要求高匹配比导致的柴油发电机容量的浪费。
2) 针对用户需求第2条,台达C系列UPS具模块化设计,单个模块容量为15KVA或者20KVA,每个机箱可放4个模块,支持4个机柜并联工作,空量最大可扩展至320KVA。根据负载要求可以先配置3个20KVA的模块,实现2+1冗余,如果负荷增加时只需购买模块,实现容量扩展,C系列UPS系统架构如图1所示;

图1 C系列UPS系统架构图
3) 针对用户需求第3条,台达C系列UPS高达94%的整机效率,极大地减少了用户的运行成本。与传统的相控整流型UPS相比,在同样保证输入谐波失真小于5%的条件下,传统UPS需增加12脉冲和11次滤波器,其满载效率大约为85%左右,这样其购置成本大量增加,浪费能源,运行成本大大的高于台达C系列UPS;
4) 针对用户需求第4条,台达C系列UPS高输入功率因子(PF>0.99),总谐波电流低(iTHD<3%),达到洁净电力与节省能源的效益;
5) 针对用户需求第5条,台达C系列UPS具高功率密度设计,单柜最多4个20KVA模块的机箱总尺寸为:520mm(宽)×850mm(深)×1165mm(高),总重量仅为:244Kg。体积小,重量轻,外形美观,节省安装空间,无需考虑承重问题;
6) 针对用户需求第6条,台达C系列UPS采用模块化设计可降低平均维护时间(MTTR),维护时只需更换模块,模块采用前抽出式,使维护工作更简单;
7) 针对用户需求第7条,台达C系列UPS配置有紧急关机接口,此功能一经启动,UPS立即关闭,可避免灾害的扩大;
8) 针对用户需求第8条需求,中达电通股份有限公司在全国共设有三十四家全资分公司及办事处,销售和服务网点遍及全国,拥有一支完善的、专业的服务团队,以主动迅捷的服务达到100%的用户满意。
3.配置方案
经过与用户的技术交流,充分了解用户的需求及对安装现场的勘察,确定了UPS系统的配电系统图,如图2所示;UPS采用台达模块式C系列60KVA UPS,模块2+1冗余方式运行,模块化UPS扩容经济、方便,蓄电池以后备4小时配置,UPS设备配置清单如表1所示。
表1 UPS配置表
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序号
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设备名称
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品 牌
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规格型号
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数 量
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备 注
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1
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UPS主机
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台达
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GES-C60KVA
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1台
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模块2+1冗余
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2
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蓄电池
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中达
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DCF126-12/200
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80节
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模块共用电池组
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3
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电池柜
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中达
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DBC20B
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4个
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4
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双电源切换屏
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中达
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TGMEs200/4P
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1个
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发电机与市电之间切换
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5
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电池连接线
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中达
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――
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若干
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电池间、电池到主机线缆
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图2 UPS系统配电系统图
4.方案效益及特点分析
针对上述的方案设计做以下的效益及特点分析:
4.1 购置成本效益分析
台达C系列模块化UPS一个柜内可轻松实现模块2+1冗余运行,与采用单并联N+1冗余方式,可为用户节省大量的购买资金投入;
C系列UPS体积小、重量轻,配置的电池组数量少,可节省安装空间、承重加固的资金投入。
4.2 运营成本效益分析
台达C系列UPS高达94%的整机效率,极大地减少了用户的运行成本,且整流器采用IGBT整流技术,其输入电流谐波失真度小于3%,输入功率因数高达0.99,达到洁净电力与节省能源的效益;完美的与发电机匹配(发电机选择可按1:1)。
机箱内的3个模块可以共享电池组,不会因为某个模块故障而缩短整个系统的放电时间。所以在投资较少的情况下,可以发挥电池的最大效能,提高电池利用率。
4.3 安全性效益分析
具有EPO紧急关机功能按键的设计,可以在紧急事故诸如火灾、地震中能快速地被近端或远端用网络监控紧急关闭UPS系统,避免了火灾、地震等事故时财产损失的再扩大;
整个系统有发电机组和市电两路电源供应,UPS的配置也采用模块2+1并联冗余的,所以整个系统的可靠度很高。
4.4 维护性效益分析
台达C系列UPS具有大型中文及图形化LCD显示,内容详细、直观,便于管理和操作;
N+1冗余的系统模块化架构以及标配的维修旁路开关,可使维修快速、方便,负载不受影响;
UPS内置500笔事件记录,更有助于查找故障真因,彻底解决问题。
5.总结
本文首先描述了某省国税局征税大厅用户对UPS系统的需求,并且依据需求逐一给予做设计方案的说明,针对用户需求做了方案的配置及说明。在效益分析方面,针对购置成本、运营成本、安全效益及维护性上作了深入的分析。
希望能利用此文提供给更多的用户作参考,以作为日后台达UPS能为众多客户服务的机会。