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1、工业级不间断电源单机技术方案书佛山市凯普信电子科技有限公司2012-10-27一、用户对UPS电源系统的需求 1.1 用户的基本状况 1.2 用户对系统的要求 1套60KVA(3/1)：输入三相380V、输出单相220V,为单机使用。一台KP-NT31主机。 断电后备用2小时配置：1）电池：每台配备3 组 120 AH 电池，每组 32节(共96节)，配 3个 C32 电池柜。 断电后备用4小时配置：1）电池：每台配备7组 100 AH 电池，每组 32节(共224节)，配 7个 C32 电池柜。二、 KP-NT31系列UPS产品介绍2.1 KP-NT31系列概述 KP-NT31系列采用目前世
2、界上最先进的DSP全数字控制处理技术及IGBT高频脉宽调制技术（PWM）结合。双变换在线式拓朴结构设计,使UPS的输出为频率跟踪、锁相、稳压和滤除噪声、不受电网波动干扰的纯净正弦波电源,使UPS对用户设备提供更为全面和完美的保护。经过凯普信研发中心十多年的精心设计出的模块化结构，整体运行可靠，稳定性能比普通UPS高出5倍之多，MTBF超过30万小时，MTTR仅为15分钟。 KP-NT31系列包括三进单出KP-NT3106KP-NT31100，可多台直接并机，方便快捷。灵活的并机技术可适用于不同负载及系统，按客户的需求构成N+1或N+X工作架构，还能根据客户的不同需求，进行不同容量的随意8台并机
3、，由并联冗余系统中全部UPS来平均负担系统负载，并联冗余系统中任何一台UPS发生故障，其余UPS立即分担其负载，确保系统正常运行。并且在并机过程中，并不用特意设定主机备机，而是灵活的随客户选定，首先开通的机器自动设定为主机，当主机出现系统故障时，主机身份即时转移到另一台机器上去，从而保证了客户在使用过程中的电力供应，成为真正的不间断电源。性能特点：DSP全数字控制技术KP-NT31系列采用世界上最先进的DSP全数字控制技术，可有效保证UPS核心系统的精确、快速运行。先进的IGBT逆变技术高效率高可靠的TGBT逆变技术高频脉宽调制技术PWM相结合，降低系统噪音及电力损失，确保用户能在各种工作负荷
4、状态下获得高品质电压输出及最高的经济效益，更使得输入效率超过95%以上。双变换纯在线技术可靠、稳定的经过滤波和调节的正弦波输出的双变换纯在线技术，不仅具有大气扰动抑制滤波器，还标配输出隔离变压器、静态旁路、维修旁路，让本款产品具更高的搞短路电流能力，可以应用于最恶劣的工作环境。完美的保护功能完美的系统保护功能：有交流输入过、欠压，输出过、欠压，输出过载，短路保护，逆变器、整流器过温保护，电压欠压预警，电池过充电保护等多种保护于一体，保证系统运行的稳定性和可靠性。系统结构耐用可靠的工业型模块化结构设计，再加上DSP全数字控制技术的核心系统，让本款产品不但拥有可以用于N+1/N+X冗余并机或增容的
5、能力，还允许不同功率、不同时间的机器进行随意并联使用。大大的降低了用户的前期采购成本及后期增容成本，还抗大了后期的增容空间。强大的通讯系统强大的通讯功能，标准配备RS232接口、干接点继电器、紧急切换装置EPO输入接口。低功耗高效率在ECO经济模式下达到了98%以上的超高运行效率，可有效的降低了系统本身所消耗的电力，有效的符合了国家要求的节能目标。人性化面板显示人性化的面板设置，用户可自行设置系统参数、日期、输出电压、电池容量、报警功能、轻负载关机、系统定时开机、MODEM设置等命令，还能诸存多达120条的异常故障信息，可供用户随时查询。强大的过载能力逆变过载能力达到了110%/125%/15
6、0%过载时能维持300min/10min/1min。旁路过载能力达到了150%/170%/250%过载时能维持60min/10min/1min。型号概述KP-NT31系列使用双变换纯在线技术，标配输出隔离变压器、静态旁路、维修旁路。逆变过载能力达到了110%/125%/150%过载时能维持300min/10min/1min。旁路过载能力达到了150%/170%/250%过载时能维持60min/10min/1min。耐用可靠的工业型模块化设计，更能适应恶劣的使用环境。产品特点在经济/旁路模式下达到了98%以上的超高运行效率LCD面板自动检测功能，及时提前预报警具有开机自诊断功能，能及时避免了因U
7、PS隐患而可能引发的故障风险及人身安全灵活的（N+1/N+X）冗余并机结构，允许不同功率机型并机宽广的输入电压范围，减少电池的运行时间，延长电池寿命先进的恒流恒压自动转换充电技术，能精确控制电池过压、欠压保护智能温控风扇，延长风机使用寿命，且能降低机器的噪声手工维修旁路SWMB，实现在线服务紧急切换装置EPO输入接口3.2 KP-NT31系列UPS的独特技术 KP-NT31系列UPS是凯普信中大功率三进单出在线式UPS，容量从6KVA到80KVA，该系列产品是以精致的工艺，优异的性能及简便的操作为目标而设计的。内部线路采用CPU控制自动侦测管理，高频IGBT逆变效率、低失真，面板液晶显示重要参
8、数一目了然。高频程控大功率充电器，重量轻、体积小、充电快，充电效果与电池的充电特性完全吻合，延长电池寿命15%以上，输入输出均采用EMI滤波，适合与各种不同的用电设备，可提供最佳的纯净正弦波电源。 核心系统采用世界最先进的DSP全数字控制技术 高可靠的IGBT逆变技术与高频脉宽调制技术PWM相结合 双变换纯在线技术，标配输出隔离变压器、静态旁路、维修旁路 方便灵活的（N+1/N+X）冗余并机结构，允许不同功率机型并机 强大的通讯功能，标准配备RS232接口、干接点继电器、紧急切换装置EPO输入接口 人性化的面板设置，用户可自行设置系统参数、系统功能 强大的逆变过载能力提高到了在110%/125
9、%/150%过载时能维持300min/10min/1min 完美的系统保护功能：输入、电池过欠压保护，短路、过温等 3.3KP-NT31系列UPS的技术特点 3.3.1 高可靠UPS KP-NT31系列UPS是我司成熟可靠产品多年生产和用户使用见证，技术成熟，可靠性高。 KP-NT31系列内部采用模块化设计，结构简洁、清晰流畅，令人赏心悦目。 KP-NT31系列 采用DSP控制，运行整体性一致可靠，稳定性好。 KP-NT31系列采用了业界众多的先进技术：l 双变换纯在线技术：宽广的输入电压范围减少电池的使用损耗，延长电池寿命。 纯在线的静态旁路技术，提供了极强的过载及故障保护装置。3.2.2
10、智能化UPS 智能人机界面： LCD面板显示输入电压、频率，输出电压、频率，负载大小等UPS运行指标。 智能电池管理：配有高频程控大功率充电器能自适应各种不同的电池，进行电池温度补偿充电，电池充电时根据温度的变化而改变充电特性， 从而延长电池使用寿命，避免因电池故障而影响工作。智能UPS管理；自动启动，软启动，自检测，系统关机及实时负载等检测功能。3.2.3环保型UPS 外观稳重大方，尺寸小，低噪音。 UPS整体运行效率高节能省电。3.2.4 适合中国用户的UPS 性能价格比高：实用、够用、好用的UPS。 安装、维护简便：配件价格便宜，维护成本低。 致力与UPS行业多年的凯普信集团遍布全国叁拾
11、多个城市的销售、服务网为中国用户提供完善的电源解决方案及细致的售后服务。3.3 KP-NT31系列的技术原理 3.3.1 内部组成 KP-NT31系列三进单出在线式UPS，按其结构划分，由以下9个功能模块组成： 交流滤波输入回路及全控式桥式整流器，滤波器。 蓄电池组及智能型充电器。 SPWM脉宽调制型逆变器及交流输出滤波器。 交流旁路供电通道与逆变器供电通道之间自动转换装置及与之相配套的锁相同步电路和电子静态开关装置。 逻辑控制电路。 各种采样电路。 各种保护电路和相关的指示灯、报警电路。 LCD液晶显示驱动电路。 与计算机实现双工异步通讯电路。3.3.2 网络功能详述 为了克服传统的UPS与
12、计算机负载、通讯设备间互为独立，相互之间无任何协调关系的弊端，在UPS主机增设RS232通信接口，在计算机网络管理平台上安装适应各种操作系统，具有UPS监控管理功能的软件，使UPS与计算机网络组成一个具有相互监控、管理、保护功能的智能化供电系统。UPS作为一种特殊的电源产品，兼有电气及计算机两个行业的特征。随着计算机网络的不断普及以及数字技术应用的深入，UPS已经由从前的纯电气产品成为了计算机标准外设（对小型电源而言）等高度数字化的智能电源。佛山市凯普信科技发展有限公司作为UPS软件的倡导者之一，与广州凝智科技发展公司合作开发并推出了业界第一套具有自动关机功能的UPS管理软件，进而提出“UPS
13、=UPS硬件+UPS软件”的新观念，由此开创了电源管理软件的新时代。随着整个UPS行业的发展，目前UPS监控软件已经形成了一定的行业规范，并且与软件公司合作越来越紧密，凯普信的监控管理软件也不断推出新版本，在建立行业标准方面起到了应有的作用，完全兼容（包括RS232口级/状态口级）凯普信全系列 UPS，并一定程度地兼容（状态口级）其它品牌UPS，适用于各种流行的操作系统，以下就UPSilon2000软件为例展开说明。先进的通讯功能1.运行参数显示-电压、电流、频率、电池温度、负载百份比、当前负载下电池剩余后备时间。2报警信息-多达120多条常用报警信息及内部故障实时记录，当机器出现故障时，UP
14、S系统会自动记录故障编码与时间，编码内容可参照用户手册查询。3命令-电池测试、系统关机、参数设置、在LCD上或远程控制面板上可操作紧急关机等。4运行参数设置-可设置当前日期、输出电压、电池容量、报警功能、轻负载关机、系统定时开关机、MODEM设置等。5电池管理功能-显示输入/输出旁路电压、频率、负载百份比、电池备用时间等。-启动电池测试，可以得出电池电压、电流、放电时间等数据。-设置预报警功能，当电池放电到备用时间小于某一设定值时报警。6支持软件界面-Windows9x、2000、NT、Me、XP、Linux、Novell、Macosx、NT4.0等 基本功能：UPS自动安全关闭计算机系统功能
15、 配置功能：电池维护时间表 参数图表记录功能：任意时段UPS输入/出电压、电池电压、负载率、频率等参数记录及绘制可供分析的趋势图 报警扩展功能：用户自定义针对UPS72种报警的4种措施（自动网络广播、提示框报警、执行一组批命令、） 监视功能：提供图形/数字2种方式显示UPS当前运行状态 附加功能： 支持UPS利用SNMP适配器直接上网功能；支持单台UPS与多台同/异类服务器的通讯功能； 支持多台UPS接受单台计算机的监控功能；功能详解 基本功能：最基本的功能就是实现无人值守时UPS所带计算机的自动安全关机。市电停电后，UPS开始放电工作，在达到电池放电终了之前，或到达事先软件设定的延时时间，先
16、对计算机及网络进行有序的关机，再关闭UPS输出，确保UPS电池耗尽时，网络设备不至于因为电源故障造成数据丢失或硬件损坏。 配置功能：电池维护时间表用户可根据现场情况通过软件对UPS进行电池自动维护周期的设定。UPS按照设定周期自动执行电池维护并在每次维护后通过UPS面板提示电池状态。 参数图表记录功能：作为UPS报警事件记录的有效补充，UPSlion2000软件还提供任意时段内UPS输入/出电压、电池电压、负载率、频率等参数的定时记录，并将所记录的数据绘制为可供分析的趋势图，将UPS运行历史中参数变化情况以最直观的方式反应出来。 报警扩展功能：可后台运行，对UPS输入输出，电池运行等各项指标进
17、行监视，对72种UPS可能发生的报警提供用户自定义的4种反应方式：当报警发生时（1）自动执行一项针对该报警的命令（用户根据具体的需要自行定义）；（2）若有EMAIL软件支持，可向某一地址发送EMAIL；（3）若与UPS通讯的PC接有MODEM，可通过MODEM向一特定的电话号码拨号，可将该号码设为值班人员的传呼号，在报警发生时及时通知有关人员；（4）向全网广播报警信息。 监视功能：提供图形及数字2种方式的界面用于显示UPS当前运行状态,可直观地反应出UPS目前的工作模式，工作流程以及延时时间、负载率等参数。三、 工作原理 3.1UPS框架结构UPS系统主要包括由整流模块(REC)和逆变模块(I
18、NV)组成的AC-DC-AC变换主回路、由可控硅组成的旁路静态开关和逆变静态开关、输出隔离变压器、DC/DC变换器构成的充电器、蓄电池组以及输入输出配电开关等。系统组成如图3-1所示，其中，整流开关控制交流电源输入，整流器将交流电源变成直流电源，逆变器进行DC/AC变换，将整流器和蓄电池组提供的直流电源变换成交流电源，经过隔离变压器输出。蓄电池组在交流停电时通过逆变向负载供电。输入电源也可以通过旁路静态开关从旁路回路向负载供电。另外，要求对负载供电不间断而对UPS内部进行维修时，使用维修旁路开关。图2-13.2正常供电模式在市电正常时，UPS一方面通过整流器、逆变器给负载提供高品质交流电源；另
19、一方面通过充电器为电池充电，将能量储存在电池中。图2-23.3电池供电模式当主路市电异常时，系统自动无间断地切换到电池工作模式，由电池通过逆变器输出交流电向负载供电。市电恢复后系统自动无间断地恢复到正常工作模式。原理框图见图2-3。图2-33.4旁路供电模式旁路供电工作方式有两种：一种可以自动恢复到正常工作模式；另一种需人工干预才能恢复到正常工作模式。在逆变器过载、逆变器承受大负荷冲击等情况下，系统自动无间断切换到静态旁路电源向负载供电。过载消除后，系统自动恢复正常供电方式。当用户关机，或主路市电异常且电池储能耗尽，或发生严重故障等情况下，逆变器关闭，系统会切换并停留在旁路供电工作模式。在电池
20、耗尽的情况下，如果市电恢复正常，系统可自动恢复到正常工作模式，其它情况需恢复到正常工作模式，则需要用户重新开机。原理框图见图2-4。图2-4四、方案报价 佛山市凯普信电子科技有限公司 _专业电源生产基地 报 价 表序号产品名称型号单位数量单价金额备注1Kaipuxin UPSKP-NT3160台10.000.00标准色为电脑白，铁灰色可选2蓄电池*台320.000.003配电柜*台10.000.00 总金额合计（大写）： 零万零仟零零拾元整（￥：0.00元） 注备：此价格含税，不含运费。此价格1个月内有效 注:报价含税不含运费,质保叁年。（2）UPS尺寸重量型号重量(kg)宽深高（mm）KP-
21、NT31604505507201000（3）电池尺寸重量电池规格重量(kg)长宽高（mm）12V/100AH30329712214 五、技术性能指标5.1 KP-NT31性能指标三进单出 KP-NT31系列上标技术参数 此标准尺寸指型号KP-NT31机型货物名称品 牌型 号主要技术参数及性能（配置）UPS电源凯普信KP-NT31系列KP-NT31601. 电源设备容量工频带隔离变压器60KVA2. 额定电压380V（三相四线地线）3. 输入电压范围380V25%4. 输入频率50Hz10%5. 输入功率因数0.956. 输出频率稳定度60Hz0.05% 7. 输出功率因数0.958. 输出电压
22、纯正弦波220V1%（单相相四线地线）9. 整机工作效率95%10.纯正弦波失真度线性负载满载时3%，非线性负载5%11. 直流电压384V12. 过载容量能力150%13. 三相不平衡负载时自动调节平衡负载工作，即相载自动平衡功能。14. 过载能力125%10秒，150%20秒后自动跳至旁路，机体内温85时自动跳至旁路，自动恢复功能。UPS异常时自动跳至旁路由市电供电，15. 冷启动瞬间加载情况0-50%-100%负载变化3%，电压调整10ms调节正常16. 充电模式为PWM恒流定压，电池智能管理系统，连续8小时充电恢复至90%17. 逆变输出切换时间为纯在线式0时间转换。18. 冗余并机
23、N+1、N+X、支持不同功率并要, 最多可并多台。19. 整机尺寸5507201200/450kg，注意尺寸如大于此尺寸位置安装不下。20. 英文液晶LCD显示器，显示输入输出及电池详细电压，输入输频率，输出功率、负载%，1只LED电池低压时会明亮。21. 有短路保护、电涌浪涌吸收、稳频、稳压、防雷、过流过载过热、防尘防潮设计、逆变隔离变压器、SMNP卡远程网管功能、旁路工作开关、24h故障维护不间断工作开关，来电自动恢复功能、自动充放电、电池低电压保护、等保护功能。主机为工频纯在线式正弦波输出。22. 通讯功能 多达120条常用报警信息及内部故障时,UPS系统会自动记录故障编码与时间。 附：凯普信工业型UPS机器图片 (KP-NT3108KP-NT31860 (KP-NT31系列控制部分 ) (KP-NT31系列系列内部结构 ) (KP-NT31系列系列内部结构 )
