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科士達(dá)UPS電源標(biāo)機(jī)YDC9110S

工作模式

· 雙變換在線式設(shè)計(jì)

· 輸入功率因數(shù)校正（PFC）技術(shù)，輸入功因高達(dá)0.99

DSP全數(shù)字化控制

· 數(shù)字化控制，控制系統(tǒng)更加穩(wěn)定可靠

ECO功能

· 6KVA-10KVA機(jī)型具有ECO運(yùn)行模式，高效節(jié)能，降低用戶使用成本

智能充電方式

· 用戶可設(shè)定充電電流，恒流、恒壓和浮充充電模式可自動(dòng)平滑切換

· 1-3KVA充電電流可擴(kuò)展，6-10KVA充電電流可設(shè)置

環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)

· 寬廣的電壓輸入范圍，避免頻繁地切換至電池供電

· 輸入頻率范圍大，接入各種燃油發(fā)電機(jī)均可穩(wěn)定工作

科士達(dá)ups電源10VKA標(biāo)機(jī)YDC9110S

保護(hù)周全可靠

· 開機(jī)自診斷功能

· 輸出過載、輸出短路，逆變器過溫、電池欠壓預(yù)警和電池過充電保護(hù)功能

· 靜態(tài)電子旁路開關(guān)

· 直流啟動(dòng)功能

· 1～3KVA機(jī)型具備輸入零火線偵測(cè)功能

· 風(fēng)扇智能調(diào)速設(shè)計(jì)，延長(zhǎng)風(fēng)扇壽命，高效節(jié)能

1 傳統(tǒng)UPS供電系統(tǒng)的技術(shù)現(xiàn)狀和存在的問題
  
  圖1給出了傳統(tǒng)UPS的典型架構(gòu)和工作狀態(tài)。從圖1可以看出傳統(tǒng)UPS是如何工作的,必然存在的固有問題,已經(jīng)做過的和正在做的技術(shù)改進(jìn)或補(bǔ)救措施。
  
  (1) 傳統(tǒng)UPS供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)
  
  ①具有不停電供電功能的UPS設(shè)備配置在交流供電系統(tǒng)中;
  
  ②選用直流電池做備用能源,電池需要AC/DC變換充電和DC/AC變換供電;
  
  ③能源多次變換:UPS設(shè)備AC/DC和DC/AC兩次變換,還包括IT設(shè)備內(nèi)部開關(guān)電源的AC/DC和DC/DC兩次變換;
  
  ④兩個(gè)諧波電流源:UPS設(shè)備AC/DC變換和IT設(shè)備開關(guān)電源AC/DC變換;
  
  ⑤交流輸入能源和備用能源(電池)都要經(jīng)過UPS向負(fù)載供電,其供電可靠性取決于UPS系統(tǒng)可靠性;
  
  ⑥系統(tǒng)復(fù)雜,維護(hù)難度大,存在多環(huán)節(jié)串聯(lián)形成單路徑故障點(diǎn),可靠性差。
  
  (2) 當(dāng)前的技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r
  
  從當(dāng)前用戶關(guān)注的焦點(diǎn)和UPS廠家技術(shù)改進(jìn)的重點(diǎn)來看,要解決的問題和技術(shù)措施歸納起來有以下三點(diǎn):
  
  ① 提高系統(tǒng)可用性
  
  ?提高設(shè)備可靠性;
  
  ?增大成本,對(duì)設(shè)備采用冗余配置,使其有容錯(cuò)功能;
  
  ?對(duì)系統(tǒng)采用雙總線冗余配置,不但UPS有容錯(cuò)功能,還可大限度地減少整個(gè)系統(tǒng)的單路徑故障點(diǎn);
  
  ?配置模塊化UPS,有冗余功能,并大幅度降低故障修復(fù)時(shí)間;
  
  ?提高設(shè)備智能監(jiān)測(cè)和管理功能,便于維護(hù),提前消除潛在的故障隱患;
  
  ?采用集成化系統(tǒng)設(shè)計(jì),解決系統(tǒng)中各類設(shè)備阻抗和連接方式的匹配問題,提高系統(tǒng)集中管理功能,并大限度地減少安裝和維護(hù)中的人為錯(cuò)誤。
  
  ②抑制系統(tǒng)中諧波電流的產(chǎn)生及其治理問題
  
  ?加大零線規(guī)格和前端設(shè)備(變壓器、油機(jī)、配電開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)等)容量,以便降低諧波電流的影響;
  
  ?6脈沖整流前加5次無源濾波器,PF=0.9,THD≤20%;
  
  ?輸入改為12脈沖整流+11次無源濾波器,PF=0.95,THD≤10%;
  
  ?6脈沖整流前加有源濾波器,輸入電流成正弦波,PF=0.99,THD≤5%;
  
  ?輸入改為PFC高頻整流,PF=0.99,THD≤5%;
  
  ?要求負(fù)載(IT設(shè)備)輸入開關(guān)電源采用PFC整流。
  
  以上這些技術(shù)改進(jìn)措施,還可以分為UPS設(shè)備和系統(tǒng)方案配置兩個(gè)方面,如表1所示

科士達(dá)ups電源10VKA標(biāo)機(jī)YDC9110S
  
  (3 )當(dāng)前UPS供電系統(tǒng)運(yùn)行中存在的問題
  
  傳統(tǒng)UPS存在的問題,可綜合歸類于以下六個(gè)方面:
  
  ①系統(tǒng)可靠性
  
  系統(tǒng)復(fù)雜、單路徑故障點(diǎn)多、設(shè)備可靠性差、維護(hù)難度大等;
  
  ②系統(tǒng)電流諧波*
  
  系統(tǒng)中存在兩個(gè)諧波源,對(duì)電網(wǎng)和系統(tǒng)本身形成*、降低輸入功率因數(shù)和能源利用率、對(duì)地線系統(tǒng)提出苛刻要求等;
  
  ③系統(tǒng)成本和能源消耗
  
  兩次轉(zhuǎn)換效率低、系統(tǒng)復(fù)雜提高購置和運(yùn)行成本、電流諧波大增加濾波設(shè)備、輸入功率因數(shù)的低而降低了系統(tǒng)設(shè)備容量利用率;
  
  ④系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化
  
  系統(tǒng)復(fù)雜為標(biāo)準(zhǔn)化帶來困難,系統(tǒng)設(shè)計(jì)建造停留在手工業(yè)階段;
  
  ⑤系統(tǒng)的靈活性和可擴(kuò)展性
  
  計(jì)劃容量一次性投入、難以變更和擴(kuò)展,縮短了生命周期;
  
  ⑥系統(tǒng)使用維護(hù)難度
  
  要求較高的維護(hù)水平,多供應(yīng)商和非標(biāo)準(zhǔn)化使故障修復(fù)困難;
 
  (4)值得思考的問題
  
  ①供電系統(tǒng)的現(xiàn)狀和趨勢(shì)是,系統(tǒng)不斷復(fù)雜化;設(shè)備堆積、結(jié)構(gòu)臃腫;成本不斷攀升;效率難以再有效提高;系統(tǒng)構(gòu)成五花八門,難以標(biāo)準(zhǔn)化。
  
  ②系統(tǒng)可靠性問題的存在,是因?yàn)閁PS設(shè)備本身的可靠性不高;
  
  ③通過方案設(shè)計(jì)和智能管理提高可用性還有多大潛力?
  
  ④系統(tǒng)中的諧波是負(fù)載和UPS設(shè)備自身產(chǎn)生的;
  
  ⑤系統(tǒng)復(fù)雜性和設(shè)備容量利用率低下,造成了系統(tǒng)能源效率難以有效提高。傳統(tǒng)UPS設(shè)備在滿載時(shí)可達(dá)92%以上,在系統(tǒng)中實(shí)際的工作效率在85%～90%,而整個(gè)供電系統(tǒng)效率為75%～80%;
  
  ⑥維護(hù)難度增加,原因是系統(tǒng)復(fù)雜、可靠性差、沒有標(biāo)準(zhǔn)化。
  
  2 傳統(tǒng)UPS供電系統(tǒng)的能源架構(gòu)的形成
  
  談到不停電供電系統(tǒng),重要的條件是必須具備兩種能源:
  
  ①主供電能源:通常是市電電網(wǎng);
  
  ②備用能源:通常包括交流備用能源—發(fā)電機(jī)和直流過渡備用能源—蓄電池。
  
  任何供電方案的形成,從根本上講是由兩種能源的特性和配置方法決定的。因此,在我們討論一個(gè)方案的優(yōu)劣和探討可能的變革時(shí),也必須從能源類型的選擇和配置方法入手。
  
  (1)對(duì)傳統(tǒng)UPS供電系統(tǒng)進(jìn)行改革的思考
  
  談到傳統(tǒng)UPS的技術(shù)進(jìn)步和變革,通常是指設(shè)備功能和電路技術(shù)的進(jìn)步、系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)的進(jìn)步、新設(shè)備的應(yīng)用和系統(tǒng)方案的改革。
  
  但是,以下四個(gè)問題是傳統(tǒng)UPS系統(tǒng)難以解決的固有問題,使任何技術(shù)進(jìn)步和改革都會(huì)遇到不可逾越的障礙:
  
  ①UPS供電系統(tǒng)可靠性差的主要原因是UPS設(shè)備可靠性差,前面講的所有提高系統(tǒng)可靠性措施主要是針對(duì)UPS設(shè)備的,UPS的AC/DC和DC/AC變換是整個(gè)供電系統(tǒng)中可靠性薄弱的環(huán)節(jié);
  
  ②AC/DC和DC/AC雙轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)形式形成對(duì)提高系統(tǒng)效率改革的制約,AC/DC和DC/AC變換運(yùn)行效率難以再提高。提高可用性需要冗余并機(jī)系統(tǒng),使供電系統(tǒng)設(shè)備容量利用率低于40%。設(shè)備容量利用率在20%～30%情況下,整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行效率會(huì)降到80%以下;
  
  ③AC/DC和DC/AC雙轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)形式形成對(duì)提高可靠性改革的制約,AC/DC和DC/AC變換決定了UPS設(shè)備和系統(tǒng)的復(fù)雜性,已經(jīng)采用過的各種技術(shù)措施在降低復(fù)雜性方面都沒有明顯的成效,甚至技術(shù)越進(jìn)步,系統(tǒng)越復(fù)雜,進(jìn)而可靠性越差;
  
  ④提高功率半導(dǎo)體器件性能的局限性對(duì)提高UPS設(shè)備的容量形成制約。提高單臺(tái)設(shè)備容量可降低系統(tǒng)的復(fù)雜性,但是當(dāng)前的IGBT功率器件的輸出能力和電氣性能決定了單臺(tái)UPS輸出能力在400kVA左右,模塊化UPS可拔插的大功率模塊限制在40kVA。