科士達ups電源YDC3320三進三出

科士達ups電源YDC3320三進三出

    三種運行模式 

    一、逆變器優(yōu)先運行模式(雙變換) 

    工頻機高頻機從電氣變換技術角度來看,都是采用的雙變換在線式技術,即能量經(jīng)過整流器逆變器兩次能量變換后,由逆變器提供電壓精度為1%、諧波含量小于5%的正弦波交流電給負載供電。這種運行模式也可以稱為:逆變器優(yōu)先運行模式(雙變換)。 

    逆變器優(yōu)先模式的優(yōu)勢是輸出電壓精度高達1%。劣勢是由于能量的兩次100%轉換,在正常15%～60%負荷下,UPS整機效率較低僅88%～95%。同時電流每秒鐘都流經(jīng)整流器逆變器的功率器件,元器件疲勞老化嚴重,壽命降低,導致UPS可用性降低。而可用性才是用戶對UPS的重要需求。 

    逆變器優(yōu)先模式(雙變換)本身就是一種低可用性的運行模式。這是這么多年以來才痛苦認識到的一個事實。有沒有新的思路?小功率的后備式UPS和在線互動式UPS正常情況下是旁路市電輸出供電,不是也保護了IT負荷嗎? 

    仔細研究我們會發(fā)現(xiàn)兩點: 

    1、IT負荷其實對交流電的要求不高,允許電壓-20%/+10%,頻率40～70Hz,允許中斷時間10～20ms。逆變器優(yōu)先模式驕傲的1%輸出精度其實沒有意義。 

    2、今天市電電網(wǎng)的可用性得到了很大提高,城市10kV電網(wǎng)可用性達到99.94%。這兩個因素促使我們認識到三相中大功率UPS其實也可以和小功率UPS一樣選擇旁路優(yōu)先運行模式。事實上早在2010年,各廠家三相UPS就允許用戶選擇工作在旁路優(yōu)先模式,即ECO模式(經(jīng)濟模式)。 

    二、旁路優(yōu)先運行模式(ECO模式) 

    在正常情況下,UPS優(yōu)先運行在靜態(tài)旁路,由市電直接給負載供電。當旁路電壓超出設定窗口范圍時,會切換到逆變器輸出模式。該模式的優(yōu)勢是效率高達99%。劣勢是由于市電直供,會產(chǎn)生雙向*,輸入功率因數(shù)輸入諧波電流指標較差。更重要的是,當旁路故障需要切換回逆變器模式時,會出現(xiàn)4～20ms的切換時間,某些情況下會造成負載運行中斷,降低了UPS的可用性。 

    在這種情況下,能否找到一種運行模式,既有高可用性,還能提高運行效率,同時性能指標參數(shù)也能滿足負載要求,就成為各廠家研發(fā)的重要目標。 

    三、超級旁路優(yōu)先運行模式(E變換模式) 

    正常情況下,逆變器與旁路市電并聯(lián)工作,相當于有源濾波器,逆變器提供諧波電流和無功功率,旁路市電回路提供基波電流和有功功率。輸出電壓由旁路決定。這種模式的優(yōu)勢是整流器和逆變器的功率器件流過的電流較小,元器件疲勞老化輕微,壽命延長,UPS可用性提高。由于逆變器一直在并聯(lián)運行,當旁路市電超出窗口范圍時,系統(tǒng)會0ms切換回逆變器工作,不存在切換失敗切換時間長的問題。該種模式效率高達98.8%,僅次于ECO模式。另外,由于可控制旁路回路只提供基波電流和有功功率,因此輸入功率因數(shù)0.99,輸入諧波電流<5%。 

    目前主流*廠家在三相大功率UPS系列上均與E變換技術類似的運行模式,供用戶選擇使用。 

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    多電平逆變器技術 

    工頻機采用變壓器交流升壓技術。工頻機一般配置32只12V電池,浮充狀態(tài)下直流母線電壓432V,較低,只能逆變出160V交流電,只好在逆變器后端采用升壓工頻變壓器,輸出220/380V交流電。逆變器功率器件的承壓為432V,較低,選用800V耐壓值的IGBT即可滿足要求。 

    高頻機采用DC/DC直流升壓技術。高頻機一般配置40～64只電池,為取消變壓器,保證逆變器可以直接逆變出220V/380V交流電,高頻機在整流器后增加了一個IGBT的DC/DC升壓環(huán)節(jié),使得兩電平逆變器前端的直流母線電壓達到800V,這樣逆變器功率器件的承壓為800V,需要選用1500V耐壓值的IGBT才能滿足要求。 

    通過研究場效應管和IGBT等功率器件的失效率曲線,發(fā)現(xiàn)1500V耐壓值的功率器件其失效率數(shù)倍于800V耐壓值的功率器件。這樣,研發(fā)人員意到降低功率器件的承壓從而選擇低耐壓值的功率器件理論上可以提高逆變器的可用性。用戶體驗實踐也證明工頻機逆變器比兩電平高頻機的逆變器可用性高。為改善高頻機的可用性,業(yè)內研發(fā)了三電平四電平逆變器。 

    新型物理架構的大功率并機系統(tǒng) 
    大型及超大型數(shù)據(jù)中心及半導體行業(yè)的用戶,經(jīng)常會搭建功率為1500kW及以上的UPS系統(tǒng),這就需要采用多臺UPS并聯(lián)的系統(tǒng)架構。并機電氣架構大家都知道有兩種,多臺UPS直接并機,和公用靜態(tài)旁路的多臺UPS并機。 

    而并機物理架構目前也發(fā)展出有兩種。 

    并機物理結構1,為傳統(tǒng)的多臺單機通過外部配電柜和電纜進行并聯(lián),總共需要7個外部配電柜和多組電纜。每臺UPS都有外配的主輸入、旁路輸入、UPS輸出、電池回路等四把交直流斷路器和四組交直流電纜,使得UPS系統(tǒng)操作復雜造成可用性降低、配套的配電柜和電纜成本高、對現(xiàn)場施工環(huán)境要求高、對現(xiàn)場施工人員技術要求高、施工工期長。 

    為解決上述問題,必須采用新的集成化預制化的物理結構的并機系統(tǒng)。 

    新型的并機物理結構簡化了整個UPS系統(tǒng),簡化了開關機操作,銅排連接使得輸出阻抗一致性高,這些特點都有利于提高UPS系統(tǒng)的可用性。 

    新型的并機在電氣架構上還包括了公用的1500kW靜態(tài)旁路,這種電氣架構早就被證明可用性高于普通的多臺UPS直接并機的電氣架構。減少了外部配套的配電柜和電纜。 

    新型的并機物理結構其實也是模塊化的并機架構,可以根據(jù)用戶需求增減功率柜,目前市場上的功率柜一般為200～300kW。靈活性與適應性更高。 

不間斷電源主要用于給單臺計算機、計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)或其它電力電子設備提供不間斷的電力供應。當市電輸入正常時，不間斷電源將市電穩(wěn)壓后供應給負載使用，此時的不間斷電源就是一臺交流市電穩(wěn)壓器，同時它還向機內電池充電;當市電中斷時, 不間斷電源立即將機內電池的電能,通過逆變轉換的方法向負載繼續(xù)供應220V交流電，使負載維持正常工作并保護負載軟、硬件不受損壞。

總結來說，不間斷電源有以下作用

1、隔離作用。將瞬間間斷、諧波、電壓波動、頻率波動以及電壓噪聲等電網(wǎng)千擾阻擋在負載之前，即使負載對電網(wǎng)不產(chǎn)生干擾，又使電網(wǎng)中的干擾不影響負載。

2、電壓變換作用： 輸入電壓等于或不等于輸出電壓，如380V1380V，380V/220V ，包括穩(wěn)壓作用。

3、頻率變換作用：輸入頻率等于或不等于輸出頻率，如50Hz/50Hz，50Hz/60Hz，包括穩(wěn)頻作用。

4、提供一定的后備時間：UPS的電池貯存一定的能量，在電網(wǎng)停電或間斷時繼續(xù)供電一段時間來保護負載; 后備時間為10分鐘、30分鐘、60分鐘或更長。

正式由于不間斷電源具備以上作用，所以，不間斷電源的應用非常廣泛。

1.軍用：軍用飛機，航天器，服務器，雷達等固定設備及艦船，坦克等移動設備

2.通信行業(yè)：如移動，聯(lián)通，電信等，他們的服務器以及通信站要保證全天候工作，不能收到電網(wǎng)的影響，我們很少出現(xiàn)打不出去電話也是因為此。

3.銀行業(yè)：比如取款機，服務器等等。

4.超市，金店等商鋪：如果沒有后備電源，若夜間突然停電。

5.數(shù)據(jù)中心

6.工業(yè)：為保證工廠運營可持續(xù)性，必須保證工廠設備運轉正常，此部分UPS以中端為主。

7.個人PC：目前這部分主要以中低端UPS為主。

8.實驗室或高精設備：某些設備只要突然停電就會損壞，損失很大，因此配備UPS是必須的。