一． 項目概述 2009年6月1日，黑龍江省國稅局項目公開招標，此項目是國家將要興建的4個國稅信息中心試點項目之一，伊頓公司憑借良好的品牌信譽、卓越的綠色產(chǎn)品設(shè)備和專業(yè)細致的服務(wù)，從眾多競爭對手中脫穎而出，成功斬獲該項目訂單，為黑龍江國稅局新建辦公樓及容災備份中心，構(gòu)筑綠色穩(wěn)定的供電保護屏障。 黑龍江省國家稅務(wù)局于1994年分設(shè)成立，擔負著千萬戶納稅人的稅收征管任務(wù)，為能更好的為大眾提供更周到全面的服務(wù)，黑龍江省國稅局在此次招標活動中對機房中起保護作用的UPS設(shè)備尤為重視，明確要求所需產(chǎn)品必須性能安全穩(wěn)定、綠色節(jié)能、便于安裝、調(diào)試、使用、維護，更重要的是要具有方便的擴展功能，以應對未來業(yè)務(wù)的需求。 伊頓公司此番能夠成功中標與參加此次競標團隊的密切協(xié)作和伊頓的“綠色”精神是密不可分的。由于該項目是黑龍江全省有史以來最大的一個UPS項目，競爭異常激烈，所有供貨商都針對用戶需求，提供了最優(yōu)秀的產(chǎn)品與最成熟的方案，以期在競爭中占據(jù)先機。但要滿足用戶如此的使用需求，供應商本身就需要具備多年的實踐經(jīng)驗和行業(yè)積累、擁有領(lǐng)先的技術(shù)以及不斷創(chuàng)新和具前瞻性的理念。在如此的壓力之下，伊頓公司攜手哈爾濱澤源機電設(shè)備有限公司，憑借“綠色”產(chǎn)品與“綠葉方案”脫穎而出，一舉獲得招標方的一致贊許，成為黑龍江國稅局指定的UPS產(chǎn)品供應商，為其推薦了擁有伊頓專有“綠葉標識”的新一代不間斷電源產(chǎn)品-伊頓9395系列UPS。 二． UPS系統(tǒng)設(shè)計原則 1． 安全穩(wěn)定的新型不間斷電源系統(tǒng) 黑龍江國稅局擔負著千萬納稅人的稅收征管任務(wù)，電力不穩(wěn)定不但影響國稅局的正常工作，甚至可能造成巨大的經(jīng)濟損失。伊頓9395采用雙轉(zhuǎn)換在線式結(jié)構(gòu)設(shè)計，功率范圍在225～1100KVA，專為最關(guān)鍵的敏感負載提供純凈、不間斷、高質(zhì)量的電力保護，以確保負載處于最安全、可靠的運行狀態(tài)并有效延長它們的使用壽命，足以確保黑龍江國稅局辦公樓和災備中心持續(xù)穩(wěn)定的電源供應。 2． 綠色環(huán)保 我國一直倡導綠色環(huán)保，作為國家級信息中心試點項目，此次招標必然也對“綠色”提出很高的要求。伊頓9395在設(shè)計之初就引入使用可持續(xù)材料和高效率的制造工藝，使產(chǎn)品在市場上的碳排放最低，僅在使用維護中就能夠節(jié)約大約80%的能源需求；而新型的無變壓器設(shè)計，通過減少鋼、銅等原材料，減少有害物質(zhì)，使產(chǎn)品單位重量減輕，在運輸過程中減少20%的碳排放量，降低了運輸成本；小巧的機身加上獨特的模塊化裝配構(gòu)架及智能化增容設(shè)計，節(jié)省了寶貴的機房空間；而優(yōu)異的節(jié)能設(shè)計更可以大大減少二氧化碳排放量，節(jié)約大量電力和制冷花費。 3． 便捷的安裝與測試 簡便易行是黑龍江國稅局對UPS產(chǎn)品的重要參考標準。9395輕便小巧的機身便于運輸與安裝；與生俱來的負載測試功能，避免租用昂貴的假負載做滿載測試，簡化了測試程序；冗余的邏輯控制電源與冗余的冷卻風扇，讓黑龍江國稅完全不用考慮額外的布線和冷卻系統(tǒng)的問題，僅僅一臺9395 UPS就可以滿足其所有的電力保護需求，節(jié)約了更多的人力、物力、財力。 4． 靈活的容量升級與擴展能力 規(guī)模龐大的工程要求靈活的擴展功能與之相適應。伊頓9395獨特的模塊化裝配構(gòu)架及智能化增容結(jié)構(gòu)設(shè)計，使UPS的N+1并機冗余及容量擴展工程變得極為簡單，充分滿足了黑龍江國稅局對未來容量升級、后備時間延長等變化的需求。同時，獨有的工廠化“預置電纜連接”并聯(lián)擴容解決方案，將未來擴容安裝工程及調(diào)試時間減少為原來的1/5，成倍的縮減了工程期間負載供電的風險，為黑龍江國稅未來業(yè)務(wù)的迅速開展提供可靠保障。 三．系統(tǒng)配置 根據(jù)項目需求，系統(tǒng)配置了兩套Eaton Powerware 9395 UPS 900KVA系統(tǒng)，每套系統(tǒng)按照雙總線配電模式進行設(shè)計，使整套配電系統(tǒng)達到了極高的供電可靠性。 為每套系統(tǒng)根據(jù)后備時間要求配置相應數(shù)量的免維護鉛酸蓄電池，9395 UPS系統(tǒng)可以定期自動對電池組進行充放電和性能檢測。 在UPS輸入端和輸出端分別配置輸入配電柜和輸出配電柜，并在配電柜中配置相應的電壓，電流和其他參數(shù)檢測裝置。 雙總線供電系統(tǒng)配置系統(tǒng)圖 四．產(chǎn)品特點 9395系列是伊頓愛克賽公司推出的第五代大功率UPS電源，單機容量從225KVA至1100KVA。它由伊頓愛克賽位于美國和芬蘭的工廠聯(lián)合研發(fā)，是美國軍方指定的UPS產(chǎn)品。9395系列采用當今最先進的電力電子技術(shù)，充分考慮新時代用戶負載的實際使用環(huán)境和使用特點，并且集其在電源系統(tǒng)設(shè)計方面40余年的先進技術(shù)與豐富經(jīng)驗，全力打造出的一款為最關(guān)鍵負載提供高可靠供電保護的、具有創(chuàng)造性的不間斷電源系統(tǒng)?？梢匀鏉M足大型數(shù)據(jù)中心、通訊中心、機房、工廠自動化、大型醫(yī)療系統(tǒng)或大型辦公等應用場所的電力保障要求。 1．全IGBT設(shè)計，輸入功率因數(shù)>0.99，輸入THDI<3% 9395系列UPS采用了全IGBT結(jié)構(gòu)，即UPS的整流器和逆變器均采用IGBT作為功率開關(guān)元件。IGBT作為當今最先進的、技術(shù)成熟的功率電子元件，已經(jīng)被所有的UPS廠商用于逆變器電路，而伊頓愛克賽更是自2000年起開始將IGBT成功用于UPS的整流器，并成功造就了8～1100KVA的綠色電源系統(tǒng)。 IGBT整流器所帶來的結(jié)果是將UPS對電網(wǎng)的電力諧波污染降至前所未有的水平，9395系列UPS的輸入電流諧波總失真度<3%，輸入功率因數(shù)高達0.99以上，對電網(wǎng)而言UPS相當于純阻性設(shè)備，電壓和電流之間無任何相位差，真正實現(xiàn)了綠色環(huán)保電源的理念。 傳統(tǒng)的12脈沖整流器采用可控硅作為功率元件，其開關(guān)頻率僅為50Hz，僅僅是為了達到5%的輸入電流失真度要求，就需要為此加裝沉重的移相變壓器、輸入濾波器。然而即便如此，5%的諧波失真也只有當12脈沖UPS滿載時候才能達到，而實際情況是絕大多數(shù)UPS的負載率不到50%或更輕載，此時12脈沖UPS的輸入電流諧波失真度將高達15%以上。無論是采用12脈沖整流器，還是采用6脈沖整流器加輸入濾波器，或是采用6脈沖整流器加有源濾波器的方式，其處理方式都是：先是由于UPS的可控硅整流電路不可避免的產(chǎn)生大量電流諧波污染，然后用戶被迫再花費大量金錢去治理諧波污染，因此這些處理方式都屬于被動式治理。在上述表格中的輸入諧波失真度還都是指在滿載時的效果，當負載半載或更輕時，諧波污染將更加嚴重。此外在加裝大量的變壓器和濾波器后，UPS的整機效率將下降5～7%，從而浪費了更多的電能。 而伊頓愛克賽的IGBT整流器，則是從根本上解決問題，即UPS從源頭上抑制了諧波的產(chǎn)生源，因此也無需再進一步花費來抑制。這屬于超前的主動式治理。 以下是伊頓愛克賽UPS的輸入電壓電流波形（示波器抓拍） 2．高達0.9的輸出功率因數(shù) 9395系列UPS的設(shè)計完全符合當今負載的實際應用要求，10年前的計算機和服務(wù)器負載功率因數(shù)普遍為0.7～0.8，而當今的主流計算機和服務(wù)器功率因數(shù)均為0.9，即新負載需要的有功功率增加了，而需要的無功功率減少了。這就要求UPS必須適應這一現(xiàn)實情況的改變，必須要能夠提供更多的有功功率KW。 9395系列UPS的輸出功率因數(shù)高達0.9，完全符合負載的實際要求。與傳統(tǒng)的只有0.8輸出而當功率因數(shù)的UPS相比，9395可以提供更多的有功輸出，因而具有更強的帶載能力。當負載功率因數(shù)降低時，9395同樣能夠提供滿負荷容量的輸出。 3．全球最高的整機效率，即使在半載時依然可達95% 在當今機房供電系統(tǒng)中，80%的UPS帶載率都小于50%。由于并機、雙總線冗余系統(tǒng)的大量使用，分攤到每臺UPS的實際負載非常小，幾乎所有的UPS的應用現(xiàn)狀都是大馬拉小車， 因此對于用戶而言，UPS在半載或更輕負載時的整機效率才真正具有實際意義。 4．ABM（Advance Battery Management）： ABM智能電池管理系統(tǒng)在充電過程中采用了三段式充電方式： 限流均衡充電 恒壓浮充 電池自放電狀態(tài)的停止充電 利用“均衡充電”及時消除位于電池組中的各個單元電池所可能發(fā)生的電池端電壓的不平衡度，并縮短電池的充電時間。 電池并非一直處于浮充狀態(tài)，電池充滿后從直流母線上脫開，此時注入電池的充電紋波電流為零，消除了電池極板的“鈍化”和腐蝕現(xiàn)象。延長了電池50%的使用壽命。 5．DSP數(shù)字控制技術(shù) 伊頓愛克賽9395系列UPS采用32為的DSP數(shù)字信號處理器，比傳統(tǒng)的CPU速度快50倍以上，大大縮短了閉環(huán)控制時間，提高UPS輸出電壓的精確性和穩(wěn)定性及對故障的快速處理能力。 由于采用了DSP芯片，大大減少控制板數(shù)量（整機只有2塊控制電路板）和控制板之間的傳輸連接線。確保UPS具有高可靠性和高一致性。 9395系列UPS整機內(nèi)部無任何電位器，避免了模擬控制固有的硬件差異及參數(shù)漂移等缺陷；整機系統(tǒng)的集成度高，減少板件，簡化電路連接，降低故障率；處理速度快，事件處理及時、準確。 6．整流器和逆變器的一體化、通用化、模塊化設(shè)計 為了使9395 UPS 的制造、維修部件更加通用化和標準化，減少器件的數(shù)量和種類，縮短故障的分析及維修時間，9395 UPS采用了獨創(chuàng)性的結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)，其整流器與逆變器采用完全相同的電路原理，完全相同的、可互換的結(jié)構(gòu)設(shè)計。 7． Hot-Sync熱同步并機專利技術(shù)，模塊化冗余并聯(lián)設(shè)計 愛克賽9395采用專利的熱同步并機技術(shù)，徹底拋棄了傳統(tǒng)UPS并聯(lián)所需要的通訊線，消除了單點故障，提高了系統(tǒng)的可靠性。充分發(fā)揮了數(shù)字控制軟件的功能，控制UPS的并聯(lián)運行，將環(huán)流降到最小，負載的均分不平衡度<2%。 UPS在并機時，不需要互相獲取對方的實時頻率、相位，電壓，電流等參數(shù)信息， 就能達到同步并均勻分擔負載電流。這種技術(shù)在強大的數(shù)字處理器的直接數(shù)字合成技術(shù)和自適應調(diào)控功能的支持下，只需要自己關(guān)注自己的輸出電壓，電流及相位，就可達到輸出同步并均分負載及故障UPS快速 脫機等調(diào)控功能，將UPS并機概念提高到一個嶄新的高度。 8． 風道式冷卻系統(tǒng)，冗余風扇，風扇轉(zhuǎn)速檢測技術(shù) 風扇作為易損件，在UPS各部件中占有非常重要的地位，一旦風扇出了故障，UPS主機輕則因溫度過高而導致元器件老化性能下降，重則會因過熱而停止工作造成負載斷電。9395采用風道式冷卻方式，前進風、上出風，風扇位于UPS中部，向外吹風，UPS進風口設(shè)有除塵過濾網(wǎng)，避免將灰塵抽入UPS機內(nèi)。愛克賽9395則是利用霍爾傳感器對于風扇轉(zhuǎn)速進行實時檢測，UPS的LCD面板可監(jiān)測每個風扇故障，并通過監(jiān)控系統(tǒng)進行聲光報警。 9． 冗余邏輯電源設(shè)計 邏輯電源是UPS的核心控制電源，一旦出現(xiàn)故障將會導致UPS整流逆變電路無法工作，因此每臺9395 UPS都采用了兩塊冗余的邏輯電源板，同時采用三路取電方式，邏輯電源板的獲電來自市電輸入，旁路輸入，逆變器輸出。這種冗余設(shè)計保證了主機控制電路在任何情況下都能正常工作。 10． Easy-Load負載測試專利技術(shù) 當UPS系統(tǒng)安裝完畢后，通常用戶需要租用昂貴的假負載對系統(tǒng)進行加電實驗，此時會產(chǎn)生大量的散熱和功耗。而9395采用專利的EASY-LOAD負載測試技術(shù)， 這是一種完全綠色的測試，無需外部負載箱，無需相應的電纜安裝工程，UPS自己在內(nèi)部即可產(chǎn)生一個滿負載，可以對對UPS內(nèi)的所有功率部件及連接件進行滿載測試，測試UPS, 旁路, 電纜，開關(guān)設(shè)備上的發(fā)熱現(xiàn)象，并可以進行滿載電池放電測試。 11． 簡潔方便的可操作維護性 9395標配上進線和下進線走線方式，無需額外的上進線柜，可靠墻或并排擺放。預置式電纜連接，在進行擴容時無需復雜的二次電纜布線，從而為用戶節(jié)省了大量工程開支。 內(nèi)置的構(gòu)件化冗余設(shè)計, 系統(tǒng)無須轉(zhuǎn)旁路，就能完全隔離地執(zhí)行模塊維護，剩余模塊將承擔全部負載。與普通UPS廠家采用的字符LCD顯示屏不同，9395采用易看和易操作的大屏幕圖形化液晶顯示屏，借助于人－機對話型的菜單操作隨機記錄UPS運行狀態(tài)，提供可靠的原始數(shù)據(jù)，便于分析故障原因，使UPS有極好的可操作性。 9395標準內(nèi)置了SNMP網(wǎng)絡(luò)適配器，此外還有： 標準內(nèi)置RS232接口 環(huán)境輸入節(jié)點煙霧、濕度、溫度等 繼電器干接點 EPO接口 9395隨機贈送LANSAFE監(jiān)控軟件光盤，可以對UPS進行實時網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控， 此外還有大量通訊選件可以加裝，例如MODBUS協(xié)議卡，干結(jié)點卡等。可用于用戶的動力集中監(jiān)控系統(tǒng)和樓宇自動化系統(tǒng)。