引言：随着企业生产现代化水平不断提高，订单式生产的时间性要求越来越高，企业间的竞争日益加剧，订单交货的准时性、产品质量的良品率、生产成本的不断降低等等对企业的竞争力要求越来越高。于此同时，国际、国内能源的紧缺，供电环境及供电质量却日益恶劣，而用电设备对于供电电网的质量要求也越来越高。这就使很多企业日益将UPS应用到生产在线，以提高生产力来应对日趋激烈的竞争。下面以某大型现代化生产企业生产线UPS电力解决方案为例，介绍DELTANTUPS在大型生产供电的动力解决方案。本次UPS供电系统建设主要是为中山纬创资通工厂产线生产设备供电，因产线几秒钟的断电也会让用户蒙受很大的损失，因此客户希望采用UPS来为产线保驾护航，提高产线供电系统的可靠性。一、用户需求分析通过与企业自动插件生产线部门沟通，得知客户生产线的设备主要为***T机，产线主要为某国际公司生产游戏机。产线单条容量***大为25KVA,共有22条生产线，总容量即为：25KVA*22=550KVA。根据客户初期的规划，打算为每台生产线配置一台UPS50KVA的ups，即分布式供电方案。主要考虑的因素是，风险相对较小，即使UPS损坏，也仅仅影响一条产线的生产。另外，客户以前也是这样配置的，已经形成了固有模式。我们总结客户的需求特点为以下两条：1)要为多条产线提高供电保障，并且希望供电可靠度有一定保证，降低风险;2)预算有限，花***少的钱，办***大的事。二、UPS电源供电方案基于以上客户需求分析，我们为客户定制了如下解决方案。此方案的出发点，主要是从降低整体成本、提高供电可靠性方面着手。2.1UPS容量的确定及选型1)根据以往经验，在正常生产中产线设备的实际功率约为标称值的60%左右。即以上负载实际使用时负载量约为550*60%≈330KW。我们以此负载量来配置UPS，做到为客户配置合适、够用的UPS，尽量避免UPS容量配置过大，造成浪费和成本的提升。2)UPS的容量选择主要是由负载的大小,负载的特性以及预留容量的大小来确定的.通常的计算公式是:UPS容量=首先,UPS的容量必须大于所带负载的总容量;其次,不同特性的负载对UPS的容量要求也不同.如负载接近电阻特性,输入功率因子大于UPS的输出功率因子(一般为0.7-0.8),则按UPS的输出功率因子来计算;如负载的输入功率因子小于UPS的输出功率因子,则按负载的输入功率因子来计算.第三,为保证UPS长期稳定地运行,负载容量一般不超过UPS容量的80%,并且新装UPS一般还要留出一定的负载扩容余量.3)根据上面的分析及计算公式，我们建议配置的UPS总容量应为：330KW÷0.8÷0.8≈520KVA;(说明：*个0.8为UPS输出功率因子，第二0.8为UPS预留容量和超载、负载量变化时考虑的***佳带载量。)故，UPS的总容量应该为考虑为600KVA。因此，建议使用DELTANTUPS并联冗余系统，其容量范围为20-3200KVA，其是专门设计用在大型工矿企业。采用全桥逆变架构和内置输出隔离变压器，负载适应性***强，超载能力突出，设备技术成熟，性能稳定可靠，运行效率高。***适合为企业的大型生产线稳定运行提供可靠保障。2.2供电解决方案的分析及选择2.2.1方案一分散的供电方案每条生产线由一台NT50KVAUPS来供电(留有余量)。此供电方案优点是：每条生产线各由一台UPS承担，即使一台UPS故障，也不会导致所有的负载得不到保护。缺点是：1)22台50KVAUPS的总成本高于方案二，整体拥有成本***高。2)每台UPS都留有余量但并不一定每条生产线以后都会加设备，而且，这些余量，只有这条产线才能利用，其它产线无法利用，这样就造成一定程度的UPS余量资源浪费。3)设备众多，管理、维护工作繁杂，造成后期使用、管理成本增大。4)所有产线都由单台UPS供电，系统供电可靠性低。2.2.2方案二2+1机并联冗余共享电池组的集中供电方案这是一种优化的供电方案，既大大提高了系统供电的可靠性，而且也可以充分的利用现有的资源，***大化的节约成本。这种方案是由3台NT320KVAUPS组成并联供电系统，电池组采用共享的方式。见下图。此供电方案的好处是：1)供电可靠性大大提高。3台UPS并联工作，共同承担负载，给系统供电。即使一台UPS损坏，负载还可正常工作，继续受到另外两台UPS的保护。2)3台UPS共享电池组，可大大降低用户成本，且电池也不会因为UPS损坏而不能利用，大大提高了电池的利用率。3)比分散式供电方案(采用22台UPS来供电)的成本要低很多。(三台UPS并联共享电池组原理图)三、UPS分布式供电方案与集中供电方案的比较分析3.1可靠性为了确保重要负载不会因为UPS、电池、内部模块系统等的故障造成断电等问题，在现有技术条件下，采用“N+1”型UPS冗余并机供电系统是消除这些故障较容易实现和较可靠供电方案。它是在确保各台UPS单机的逆变器输出电源处于同幅度、同频率和同相位的条件下(出现在各种UPS单机之间的“环流”等于零)，将“N+1”台具有相同输出功率的UPS单机的输出端置于并联输出状态来运行的供电系统。(见三台UPS并联共享电池组原理图)。这种并机方案大大优于UPS的单机运行方式。采用冗余并机供电系统的可靠性体现在以下方面：1)确保在有一台UPS出故障时，仍然能够为所有负载提供不间断的高可靠的电源。2)冗余并机系统带来了负载用电的可靠性的显着提升，并使该类负载的供电可靠性达到99.999%甚至更高。3)在随着客户业务的增长，对负载设备进行扩容时，只需对现有的并机系统进行扩容即可，而无需新建一套新的UPS供电系统，从而为客户节省相应的成本，并依然保持该供电系统的高可靠性。3.2优劣分析比较表就本次的UPS需求来看,集中供电还有如下优点(见表格)，22条生产线，若每条产线采用一台UPS供电，则需要22台50KVAUPS。若采用DELTAUPS集中供电方案，需要3台320KVAUPS供电。序号项目22台50KVAUPS供电方案3台320KVAUPS共享电池组供电方案1可靠性单机供电，可靠性低并联冗余供电，可靠性是单机供电的2倍以上2维护管理管理者面对22台UPS，维护量大，管理成本高只有3台UPS,维护、管理成本低，可更专注于产线生产3容量利用率总容量为22*60KVA,实际总容量高。因冗余容量分散到了每条产在线，导致利用率低，每台UPS的剩余容量只能被一条产线利用，其它产线无法利用。且每条产线容量固定，当此产线扩容时，容量又可能不足。实际总容量为3*320KVA，小于22*60KVA,容量利用率高。冗余的容量可被所有产线利用。功率需求小的产线，可把剩余容量让给功率需求大的产线利用。并且还可把剩余容量集中起来，提供系统冗余。，供电可靠性提高。4扩容方便性分散供电，扩容受限制，且扩容的容量，只能被一条产线利用并机共享电池，扩容时无需增加电池，集中供电，扩容方便5电池颗数22台UPS，至少需要22*30颗电池，（假设每台UPS30颗电池），电池数量越多，电池故障机率越高。3台UPS共享电池，电池数量在保证***的集成上，可尽量的降低，***低只需60颗电池，电池维护成本、购置成本、损坏机率等都会大大降低6发热量假设一台UPS的效率为92%，则22台UPS的发热量为60*（1-92%）*22=105。总发热量大，电费高，增加空调***及费用。同样，3台UPS的发热量为：320*（1-92%）*3=76.8,远低于105。节省电费，介绍空调费用。7占地面积每台UPS除了自身的尺寸外，还需要预留安装空间，假设，预留的安装空间为左右各300mm，前后各500mm，则每台UPS安装预留的空间为600mm*1000mm=0.6平方米，22台ups，则需要22*0.6，电池也以一台UPS计算，则不算UPS及电池自身空间，光预留安装空间就需44*0.6=28.4平方米，对其它设备来讲，这些空间全部浪费，不能利用。显然，采用3台UPS，无需预留大量的安装空间，占地面积大大减小，空间利用率大大提高。节省宝贵的厂房用地。8电池组利用率每台UPS单独使用电池，若此UPS损坏，即使电池正常，电池组也不能利用。电池组采用共享的方式，UPS损坏，电池组还能被其它UPS利用，电池组利用率大大提高，整体***时间得到根本保证。9整体拥有成本22*（50KVAUPS单价+电池单价*30）---高3*（320KVAUPS单价+电池单价*30）---低备注：电池以每台UPS配置30颗电池计算。小结：通过以上分析，不难看出，集中供电解决方案更符合客户需求，即为客户解决了可靠性问题，有使客户整体拥有成本降低，因此，我们推荐集中供电方案给客户。3.3多机并联共享电池组供电模式多机并联共享电池组方案有多种供电模式，具有非常高的供电可靠性，为客户提高生产力提供了强有力的保证。1)正常供电模式当UPS处于并联模式时(容量、电压及频率必须相同)，输出负载由并联中的UPS平均分配。UPS并联中有UPS发生故障，若负载容量小于其它并联中UPS的总容量，则此故障之UPS输出会关闭，且负载由其它并联中的UPS平均分配。若负载容量大于其它并联中UPS的总容量，则所有UPS的逆变器关闭，负载转由备用电源供电。2)电池供电模式UPS处于并联模式时，当交流市电无法正常供应电力时，例如：电压不稳定、突波、跳电或电力中断等电力异常现象，UPS会自动由正常供电模式转态至电池供电模式，在转态期间其输出电压无变化。(3)备用电源供电模式当逆变器遇到异常情况，如(1)温度过高(2)超载时间过长(3)输出短路(4)输出电压异常(5)电池放电终止时，逆变器会自动保护锁机，如此时备用电源供应正常，则所有UPS会自动转由备用电源供电，使负载供电不会中断。当逆变器异常状况排除后，UPS会自动由备用电源供电模式转态回正常供电模式。(4)维护旁路模式UPS需***或维修时，此时在确定备用电源供电正常下，可用人工方式将其供电模式转态至维护旁路供电模式，在此供电状态下，可将UPS内部电源完全切除，除了端子座及”维护旁路”开关有高压以外，UPS内部没有高压，可进行UPS维护的动作。)