如何提高设备可靠性UPS可靠性

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UPS设备的可靠性设计
摘要:一台UPS设备设计到微电子、电力电子、电路技术、精密机械和化学等各个领域,是一种相当复杂的高科技产品。由于它是供电设备,发生故障会造成相当严重的危害,因此UPS的可靠性设计就显得尤为重要。
第1页:UPS设备的可靠性设计
第2页:UPS设备的可靠性设计
  对于电子设备而言,可靠性设计是一件繁杂而且涉及面广的工作。在产品设计、实验、定型知道形成产品的整个过程中,都要把可靠性设计放在考虑之中,它涉及到总体方案、电路技术设计、元器件选用、物理环境设计、结构设计等各个方面。一台设备设计到微电子、电力电子、电路技术、精密机械和化学等各个领域,是一种相当复杂的高科技产品。由于它是供电设备,发生故障会造成相当严重的危害,因此UPS的可靠性设计就显得尤为重要。
  UPS设备的可靠性模型
  对于由控制电路、功率变换电路组成的UPS,一般来说任何器件的失效均会导致叨治工作异常,因此,从逻辑关系的角度来看,通常UPS所有器件之间的可靠性关系为串联型。如图3-8所示,的可靠度要比其中任何一个器件的可靠度都要低。
  UPS可靠性设计的第一步就是必须采用高质量的元器件,然后才能进行其他方面的可靠性设计。不同的器件失效后对整机性能的影响是不同的。例如,功率器件、输出转换开关等损坏可能会直接导致UPS输出的异常,影响负载设备正常工作;而有些器件(如一般滤波环节、监测电路、保护电路中的电阻和电容等)失效就可能仅仅影响UPS的某项功能正常发挥甚或便某项功能丧失,并不影响UPS的正常输出。可见,不同器件失效对于正常使用中的UPS的可靠性的影响是不同的,在可靠性模型的实际建立和分析时要区别归类。
  UPS设备的可靠性设计
  高可靠性是对最重要的技术要求。对于UPS的可靠性设计,除了采用高可靠的元器件外,其他方面的设计也在很大程度上影响UPS的可靠性。下面从UPS电气性能的可靠性、设备耐受环境的可靠性、电磁兼容可靠性和安全要求的可靠性等方面进行讨论。
  (1)电器性能的可靠性设计
  1、控制电路的可靠性,
  UPS的控制电路包括逻辑与保护电路、逆变控制电路和人机界面接口电路。逆变控制和驱动电路主要应从闭环的静态、动态的稳定性角度来考虑,保证逆变器在各种条件下均可以稳定工作。为了达到上述要求,通常对于逆变器的闭环控制方案应进行详细的理论计算和分析,并结合仿真手段进行各种模拟验证,然后再用实际电路进行试验的方法对逆变器的各种工作状态逐一加以确认,确保其可靠性。
  对于逻辑控制与保护电路、人机界面接口电路,除了考虑其正常条件下的稳定性以外,还应考虑在各种超边界条件下的正确性和可靠性,如高电压、低电压和临界点电压等。这部分电路虽然不会给UPS设备带来致命的故障,但在出现异常保护和逻辑控制错误时,往往也会影响到UPS工作的稳定性和供电质量。因此,这部分电路的可靠性也应该受到重视。
  2、功率器件的可靠性
  从的实际维护和故障统计分析来看,通常主电路功率器件损坏故障所占的比例最大,有效降低主电路功率器件的故障率是提高UPS可靠性的重要一环。功率器件的可靠性主要是从加在器件上的电压、电流和温升等方面考虑,只要在各种动态、静态的设计和实测结果都不超出器件的安全工作区,器件的稳态温升不超过其技术要求,功率器件是不会损坏的。为了达到上述要求,功率回路必须设计合适的缓冲电路、吸收电路、限流电路、过流保护电路、短路保护电路和温度监控电路等,应保证一旦遇到严重过流和壳温过高时,功率回路系统能有效地进行自我保护,使其始终处于安全工作区的范围之内。
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2010年第6期
UPS装置的运行及提高其可靠性的建议
(上海市电力公司 超高压输变 电公司 ,上海 200063)
摘 要 :介绍了变 电站 UPS不间断电源系统 的工作原理和典型配置方式 ,针对 现有 UPS装 置在现场运行 中
的一些 问题 ,提 出了运行注意事项 以及改进设想 ,将现有 自动化 UPS装置 的主一从方式 ,改为互为备用 的单
母 线分段接线方式,有助于提高现有 UPS装置的可靠性 ,可以在较大程度上避免现有配置方式的缺点 。
关键词 :UPS;配置方式 ;可靠性
中图分类号 :TM911
文献标识码 :B
变 电站不间断电源 (UPS)在变 电站辅助设备
中起着举足轻重的作用 ,担负着 向变 电站前置机 、
后台机 、通信设备、五防模拟屏、故障录波仪 、火灾
。 — 兰芋流输开关
报警装置 、事故照明等设备供 电的重任 。UPS系
统的运行可靠性 ,直接关系到变 电站一、二次设备
瘫丽磷 古i
逆变器 输出 交流侧 晶闸管 出开关
。 —≮苎 矍
变压器 滤波器 切换开关
的安全运行口]。
直流输入开关
1 UPS装置的工作原理
1 PBD-3型 UPS装 置 原理 框 图
UPS不间断电源是一种在外部 电源突然失
流 电压经过输出隔离变压器的隔离升压和交流滤
却的情况下不间断地 给负荷供 电的特殊 电源装
波器的滤波 ,变成恒定的220V单相交流电压 ,再
置 ,变 电站 中的 UPS装置一般有 2~3路输人 电
经过晶闸管静态切换开关 向负荷供 电。一旦 由于
源 ,正常运行时装置 自动取用其中的一路交流 电
某种原因交流输入侧失电时,由于直流屏送来的
源 ,当这路交流电源失却后,装置通过晶闸管无触
ll0V直流也加在逆变器单元 的直流输入侧 ,因
点开关迅速切换到另一路交流 电源上,或切换到
此逆变器能不间断地继续 向负荷供 电;如此时直
直流供 电,将直流 电源逆变成交流后继续 向负荷
流电源也失却,逆变器将无法工作 ,但此时晶闸管
供电,保证站内 自动化 、事故照明、通信等设备在
静态切换开关会迅速将交流输出侧与电子旁路接
发生事故或全站停 电时能继续工作 口]。现 以许继
通 ,由电子旁路的交流 电源继续向负荷供 电,电子
电源公司生产 的 PBD一3型电力专用 UPS为例 ,
旁路的电源则来 自另一台UPS装置 ,可见其具有
介绍 UPS逆变模块的工作原理。
很高的可靠性 。
PBD一3型 UPS装置 的原理框 图如 图 1所示 ,
整套 UPS装置采用微机主控单元集 中控制,
主要 由输入隔离变压器 、整流桥 、直流侧滤波器、
具有较强的故障诊断能力 ,一旦装置发生故障,主
逆变器 、输 出隔离变压器 、输 出交流侧滤波器 、晶
控单元会 自动通过 RS485通讯接 口向 自动化系
闸管静态切换开关等部件组成 。
统发信 ,同时通过装置上 的面板显示器和 LED指
正常运行时 ,交流输入开关、直流输入开关、
示灯显示故障信息。当UPS内部模块需要检修
电子旁路开关以
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& & 有专家指出,目前市电电源的可靠性达到3个99(99.9%),有些重要的负载更采用双路市电供电,市电的可靠性可以说已经达到了4个9,即99.99%。万一市电中断,后备电源的可靠性也可以达到3个9,从市电到后备电源的切换,在技术上只需要10秒的时间,这是一个公开的标准。目前,欧洲已经将这个时间定在了8秒,既然是10秒钟以内就可以满足需求,为什么要存储15分钟、30分钟甚至是两三个小时呢?从投资和运维管理角度来看,纯粹是浪费?从环保角度来看,更是一种不负责任的行为。我们既不要麻痹大意,也不要矫枉过正。在够用的情况下,保持高可靠性,才是理智之举。
  UPS的理念或者设计初衷来讲,不是一个电源设备,它不像市电或者柴油发动机可以提供可靠、长时间的输出。UPS实现第一个功能是电源质量的保证,即能够过滤市电或者柴油发电机的各种谐波、瞬断;UPS第二个功能是储能功能,是用来满足在可靠电源之间切换的过渡能源。切换过程中需要多长时间,这才是决定UPS要存储多少能量的关键。两路供应,一路市电到二路市电电最快一秒,最慢是两三秒。如果两路市电同时中断,切换到柴油发电机的时间,10秒钟之内完全可以切换,国内外主流发电机厂商均已明确表示,这是非常普遍的技术,已经成为行业标准。欧美国家甚至将其列入数据中心规范里,要求8秒钟实现发电机切换。
  目前,全球最大的搜索引擎商、最大的服务器商、最大的零售商都在使用我们的产品,道琼斯工业指数前十五名的厂商均已开始选用飞轮UPS为其数据中心保驾护航。然而,飞轮UPS所提供的瞬间供电能力只有15秒的时长,令很多国内用户感到担心。美国ActivePower公司总裁对此发表评论说“如果您对几秒钟启动汽车毫无疑问,就不会质疑美国ActivePower飞轮UPS不间断电源所保障的15秒切换时间。”
  有人也许会问,飞轮UPS精确到15秒的绝对保障从何而来呢?王桓指出是机械储能特性本身使然。传统的UPS电源厂商通常采用“免维护铅酸蓄电池”进行储能。这种号称“免维护”电池事实上每年年至少需要两次检查,以确保它们无腐蚀、工作状态良好以及单只蓄电池之间连接紧密。同时,为了保障蓄电池的可靠性,唯一的途径是对蓄电池进行监测。然而每次测试蓄电池都会减少其容量并缩短其使用寿命。监测时,无论是离线方式还是在线方式,都必须设置备用电源作为防范措施,以保证安全,但是,检测时因为电池组数量多,放电时间长,放电后又要及时进行充电,存在很多的安全隐患。对于飞轮储能来说,则不存在这些问题。因为飞轮旋转的速度可以监测,ActivePower智能软件直观显示用户可以准确的了解飞轮由快速到减速到停止的时间,而这个时间段恰好充分满足了油机启动,从而有效保护了负载的安全。
  在市电、油机可以达到4个9的高可靠性,而飞轮达到6个9的可靠性的情况下,备份时间长短已经不是问题。这就好比是汽车发动,几秒之间的启动有区别吗?果真启动不起来,恐怕就不是几个小时的问题了。因此,在连续供电上,飞轮UPS供电系统是不会出现短板效应的。
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提高电源可靠性的技巧――UPS安全安装要求
如果您企业的数据中心不能保证24/7全天候提供服务,那么您的业务可能不会保持长期正常的运转。我们生活在一个始终不间断运营的商业环境中,最终用户需要随时随地的访问他们所需要的应用程序。
作者:佚名来源:| 11:15
如果您企业的数据中心不能保证24/7全天候提供服务,那么您的业务可能不会保持长期正常的运转。我们生活在一个始终不间断运营的商业环境中,最终用户需要随时随地的访问他们所需要的应用程序。
您企业需要增强数据中心的弹性和可靠性。本文中,我们将与您分享有关不间断电源(UPS)安装的安全要求和技巧,以及提高电源可靠性的一些技巧。
在今天的24/7全天候运营的商业大环境中,&永远保持在线运行&的业务环境、可靠性和韧性始终是关键任务设施的首要任务。然而,这方面的目标极有可能受到这些设施的日常使用和运行的实际方面的威胁。
有鉴于此,来自Eaton公司的业界专家们将在本文中为您提供对数据中心配电系统的全面了解;其借鉴了该公司在这些领域多年的经验,提供了教科书可能无法提供的相关设计指导和实用性的提示,但却有助于显著提升您企业系统的可靠性、电源可用性和正常运行时间,同时确保安全性和对于相关标准的遵守。
数据中心配电系统作为一个整体是从可用电源延伸而来的&&其通常往往是从变压器、发电机和不间断电源(UPS)输入,然后通过交换设备、断路器进入到所支持的ICT、冷却设备和相关负载进行输出。因此,我们不仅要了解与电力设备的每个项目相关的问题,还有必要了解这些项目是如何相互影响的。而鉴于这些项目之间的相互影响还可能随着数据中心负载的变化而变化的本质属性,使得我们对于这方面需要特别注意。
在正常运行和发生故障的两种情况下,保持安全和消除人员和设备的风险无疑是至关重要的。同时还需要考虑电弧,注意其危险性及如何缓解。在本文中,我们将看到同时具备变压器和发电机的电力系统的设计应该能够处理过载的电流和短路条件以及额定运行,尤其注意三极和四极开关的影响、静态旁路、不同的断路器类型和选择性问题。与此同时,电力基础设施未来增长的相关影响也被考虑了&&当模块被添加到可扩展系统时,发生故障情况和选择性问题应如何解决?还讨论了如何最大限度地减少人为误差所造成的影响,并回顾了通过互锁实现的保护。
文章中还探讨了必须防止静态开关故障引起的反向馈电电流;借助现代UPS系统减轻这些现象,以及过载条件,特别是阶跃变化,以及整流器电流限制。文中还涉及到相关的国际安全立法。在正常运行、维护期间及发生故障的不同条件下的UPS操作的详细考虑因素;系统的可用性和对关键负载的保护及安全性的影响将凸显在开始任何新的UPS安装或升级之前,咨询经验丰富的UPS供应商的可行性。
虽然本文第一部分着眼于配电,但其重点是UPS.而在接下来的几个部分中,则涵盖了UPS和配电主题;馈线和优化,三极和四极开关和选择性问题。总的来说,本文将为大家提供关于如何提高数据中心可靠性和安全性的相关知识,以及如何防止不必要的停机中断。
在动态环境中保持最新状态
最关键应用程序的管理人员发现自己需要不断地在可靠性与投资之间进行最佳平衡。伴随着新课题的出现,相关的焦点也随之出现频繁的变化;这方面的例子包括抗震性、环境硫磺污染、EMI、散热、职责的转换等等。
反向馈电保护(Backfeed protection) 立法
反向馈电保护是由《IEC 08不间断电源系统(UPS)
标准》的第1部分:《UPS使用的一般要求和安全要求》所规定的。该标准也是欧洲规范,并规定了带有法律强制性要求,以确保UPS安装过程中维修人员的安全。该标准允许反向馈电保护的两种替代方案;在UPS内安装一款内部反向馈电隔离装置,或安装外部输入线路隔离装置,只在UPS内部执行反馈检测和控制,同时在安全标准描述的相关开关设备中需要警告标签。当输入电源丢失时,反馈保护装置必须在15秒内通过分离的方式将电源中任何永久连接的UPS的输出隔离,以防止在上游导致可能的危险电压。请注意,
&反馈&这一术语和本文中涉及到的人员安全和危险电压或能量要求,并不是有时被误认为的反向功率流。
重要的是要理解,包括半导体和晶闸管的静态开关以及相关联的控制和缓冲电路可能不能为上游电气网络的安全维护提供足够的隔离,即使其正如企业所预期的那样工作。当静态开关晶闸管的门极信号(gate
signal)关闭并且不通过电源时,电路可能会在上游泄漏一些电压和电流,其足以对人员造成危害。因此,反向馈电保护主要是在正常运行条件下用于UPS系统,而不仅仅是经常被认为的故障情况。
图1:具有内部反馈保护装置的UPS与左侧静态旁路开关串联;外部输入线隔离装置的原理在右边实现。
如果依赖于一款外部设备,则该要求将涉及到安装,而不是产品本身。在这种情况下,履行最低立法要求的责任在于电气承包商或安装业主,他们对UPS设备和安装产品的特定安全标准要求可能缺乏足够的了解。
如果外部连接的反馈保护装置在存储能量模式下工作,则可能会受到来自UPS的危险电压的影响。为了让维修人员知晓这种风险,UPS产品安全标准要求用户在UPS和外部反馈保护装置之间的所有开关设备接入点和开关设备上均需明确标示警告标签。
图2:IEC 08中所述的警告标签,与外部反馈保护装置以及在永久连接的UPS上游使用四极开关时一起使用。
一些UPS型号有内部反馈保护作为标准,但其他UPS型号则没有。在某些情况下,来自同一家供应商的不同UPS型号产品是否具备内部设备会根据版本的不同而变化。因此,在选择UPS产品,并验证是否必须将反馈保护装置安装到UPS电源中时,必须小心留意。
对于某些UPS产品型号而言,依靠外部反向馈电保护可能会影响UPS供电配置。其可以强制使用双馈电源,为整流器和旁路供电,而不是采用在许多情况下可以接受的单一馈电,同时节省成本。
还值得一提的是,在UPS外部的反馈保护装置将为UPS系统增加&隐藏成本&。该设备将需要与开关设备内的UPS相同或相似的组件,以响应主电源状态进而控制其开关。一款电动机断路器或与过流保护串联的接触器是实现此目的的典型方法。
这些可能会对批准的开关设备的类型产生影响,并带来额外的成本。在安装外部反馈保护装置和相关的控制线路时,也会存在与设计、协调、人力和材料相关的成本。
使用具备安装就绪且经过了工厂测试的内部反馈保护装置的UPS产品有助于确保安全要求是由UPS供应商来履行,而不是依靠他人来处理;这使得解决方案对企业客户而言更容易。
对容错的影响
在UPS系统中,反馈保护的主要目的是防止当供电从UPS中移除,并且UPS正在以存储能量模式运行时,在上游发生危险电压。由于在实践中,反馈保护将UPS系统输出与输入电源隔离,并与静态开关串联,因此也可用于另一目的;具体来说,将系统中的故障静态开关隔离开来。
这种反向保护的辅助功能有助于提高系统的弹性,并且在考虑UPS系统中的反馈保护时,其通常成为更广泛讨论的话题。然而,应该强调的是,如前所述,反馈保护是为了确保人员安全和强制性的要求。
隔离故障旁路电路的功能可以使UPS系统在线,并保护关键工作负载,即使是有故障的静态开关;从系统中消除单点故障并增加容错能力。因此,在UPS的二次使用反馈保护功能,以减少故障静态开关的影响是非常受欢迎的。
单一UPS系统中的反馈保护
如图3所示,Eaton公司所提供的三相UPS设备包括一款内部反馈保护装置作为标准。其包括一款内部反馈接触器(K5),可在静态开关内自动防止故障情况。
如果一款静态开关发生故障,将其驱动到不需要的导电状态,则将在UPS输出和电源之间供电;电源可以在任一方向上根据变频器及输入电源之间的电压差和相位移动进行传输。
这种意外的电流可能导致UPS系统过载,激活变频器的电流限制,并且由于各种原因导致旁路跳闸甚至关闭。因此,故障可能对系统运行和可靠性产生重大影响。
图3:具有静态开关和内部反馈保护(K5)的UPS
当UPS不处于旁路模式且静态旁路开关未打开时,反馈检测电路和UPS固件可以检测旁路线路中的电流。然后打开内部反馈接触器以隔离故障并防止UPS输出和电源之间的电力流动,从而允许UPS在双转换模式下仍继续运行,即使是在静态开关故障时。
警报将通知现场人员,或者远程监控站(如果使用的话)检测到了单元中的缺陷,将以激活一系列计划中的纠正措施。
并联UPS系统中的反馈保护
UPS在UPS系统中并联,以获得更高的可用性或更大的容量。图4显示了具有内部反向馈电接触器K5的分布式旁路配置的并联UPS系统。
在其中一个静态开关中所出现的故障将潜在地允许并联的逆变器在系统输出和电源之间馈送或抽取电流。因此,单个静态旁路开关中的故障最终可能导致系统中的严重故障。但是,由于电路故障导致的电流流失可以被检测到,并且在相关联的UPS模块内部的反馈接触器会自动打开,允许系统保持双重转换操作,以保护负载。
并联系统的静态旁路线路具有冗余性,因为一个静态旁路故障不会阻止其他旁路线路的运行。在冗余并行系统中,静态旁路故障不会以任何方式影响系统的旁路能力;然而,在容量并行系统中,旁路容量将略有降低。
一些并联UPS系统使用集中旁路拓扑,其中系统旁路模块(SBM)为所有并联UPS单元提供了一条通用的旁路线路,如图4所示。
SBM与UPS的内部旁路开关一样,包括反并联连接的晶闸管。因此,服务人员存在相同的安全隐患,可能会发生类似的故障机制;因此,反馈保护对于集中式旁路系统同样重要,也是强制性的要求。在并联UPS系统中,内部反馈保护意味着分布式旁路系统中的每个静态开关都包括反馈接触器,因此可以保持配置冗余。相比之下,具有外部反馈接触器通常意味着仅为多个静态开关安装一个接触器,因此其中一个开关的故障或将导致连接到公共反馈接触器的所有静态旁路线路的全部损失。在一些模块化UPS设计中使用了类似的实施方案,其中一个反馈电源接触器用于多个或所有静态开关。对系统冗余和弹性的影响可能更大。
有一种观点认为,反馈保护装置本身可能会降低系统的可靠性,因为它是一个组件,就也可能会出现故障失败。
这是非常真实的,但有很多因素要考虑。这些因素包括组件通常如何发生故障失败,其在系统中如何使用以及可能的影响。
如果反馈接触器故障关闭,并且在供电丢失时不打开,那么直到静态旁路开关发生故障,都不会影响UPS系统的运行;需要发生第二次故障才会影响UPS系统的运行。该系统将几乎像一个没有反馈保护的系统。无论如何,这种故障失败是罕见的。
另一种更典型的故障模式是反馈接触器未按照适当需求被打开或关闭。在实践中,这意味着如果有相应的需要时,旁路线路不可用。只有一条静态旁路线路的系统将失去所有旁路容量;那些具有多个静态旁路,而且每个都有自己的反馈接触器的,仅会损失部分容量。
请注意,只有当主旁路电源可用时,UPS旁路线路才可用&&旁路管路可用性不能高于其供电。显然,具有相关控制电路的反馈保护装置的可靠性远远高于主电源,因此对旁路线路总体可用性的影响可以忽略不计。
具有反馈保护和短路静态开关检测的UPS可以隔离故障的静态旁路开关,任何时候这都是系统的关键故障,并将消除系统中的单点故障。这种优势胜过由反馈保护引起的对旁路可用性的边际影响,并提高整体系统的弹性。
最后,个人偏好不是决定因素。确保维修人员的安全是UPS设备和设备安装的强制性要求。UPS系统的设计必须安全;唯一的问题是如何实现安全设计,以提高系统级弹性的形式实现最大的额外收益。
IEC 08&&2013修改件
《IEC 08不间断电源系统(UPS)
标准》的第1部分:《UPS使用的一般要求和安全要求》为UPS产品及其安装提供了强制性的安全相关要求。CE标示要求遵守本标准,并具有法律效力。最新要求,IEC
08&&2013修订版,于2016年2月起正式成为强制性要求。这要求UPS制造商声明:
短时耐受电流(ICW):短时电流的有效值由UPS制造商声明,可以根据当前电流和时间定义在特定条件下进行,而不造成损坏,
额定限制短路电流(ICC):根据UPS制造商声明的预期短路电流的价值,可以在特定条件下经受对短路保护装置(SCPD)的总运行时间(清除时间)。
实际上,UPS供应商必须说明UPS输入终端允许的最大允许故障电流水平,以维持UPS产品的安全和安装。所选设备的额定值必须等于或超过UPS安装中发现的故障电流水平,并且在任何情况下不得超过这些声明值。
当使用条件短路电流ICC额定值时,通过短路保护装置(SCPD)(通常为保险丝)将故障电流降低到UPS内部电路和组件的安全水平。
SCPD可以是UPS的内部部分,也可以是UPS的上游电源中的外部。
鉴于标准中的要求仅适用于UPS的低阻抗路径,假设存在这样的路径的话。这个低阻抗路径既可以是UPS的内部旁路电路,也可以是多个UPS的大型通用旁路。它包括从旁路输入终端到UPS输出终端的静态旁路开关电路;如果其是UPS的一个组成部分,或基于UPS产品标准所出售的UPS系统组件,那么其也可以延伸到UPS机械(维护)旁路电路。当外部维护旁路用作低压开关柜组件的一部分时,它将自动落入开关设备产品类别和相关要求。
该标准还要求每个旁路电路必须在可用故障电流水平下保持独立安全。假设所有电路都将共享故障电流,则不能在系统级别评估安全性,因为在维修活动和调试期间或者系统的某些部件出现故障或不运行时,产品和人员的安全也必须得到保证。换句话说,并联更多的UPS单元或静态开关不会降低对各个静态开关或UPS单元的要求
图5:UPS的耐受额定电流必须匹配或超过安装中的可用故障电流。在上述示例中,UPS承受电流要求是基于主电源可用的故障电流。如果发电机与变压器并联运行,导致更高的故障电流水平,则必须选择额定值以适应此条件,并且必须连同UPS的合规性一起验证,以及将来的可能的安装变化。
在标准中给出了故障电流水平的最低要求,但这些要求可以略低于实际安装中通常所见,特别是在较大的UPS单元内。无论如何,UPS供应商可以宣称比所需数字更高的数字;从应用程序的角度来看,这些也是可取的。
符合安全要求的UPS产品必须通过由UPS供应商(制造商)进行的测试来验证。测试是强制性的,仅有两个例外,即:要么声明的耐受电流额定值&10
kA要么峰值通过的电流被SCPD限制在&17 kA.
在测试结束时,产品需要被证实满足了以下标准的合规性:
a)UPS不得发出火焰、熔融金属或燃烧颗粒,除了当清除故障时通常从断路器所发射出的金属颗粒
b)从带电部件到UPS底盘或外壳不得发出电弧
c)组件,例如用于安装带电部件的母线支架不得远离其初始位置
d)任何外壳门不得快速打开(因为可能造成人身伤害),只能通过其正常闩锁来防止
e)导体不得从其终端连接器拔出,不得损坏导体或导体绝缘体
f)UPS应成功通过电气强度试验
当使用限制短路电流ICC额定值时,UPS供应商将对所选SCPD进行产品测试。UPS供应商有责任选择保护装置,并根据需要进行测试来验证设计。如果使用外部保护装置,UPS供应商应说明设备类型。只有当保护装置经由UPS供应商说明,并通过测试进行了验证,其才能够被使用。
如果UPS供应商依靠UPS供电开关设备内的外部短路保护装置,则UPS系统安全要求落在设备安装方面,并由其设计人员、电气承包商和业主负责。这些人可能不具备足够的产品特定标准和要求的相关知识,以确保保护装置的正确使用,并且从未被替换为具有较少保护和具有较高的通过能量的设备。
图6:如上所述,UPS的耐受额定电流适用于UPS静态旁路电路,无论是在UPS内还是作为集中式系统级旁路。如果这是UPS(系统)的组成部分,它也适用于机械旁路。通常使用外部维护旁路;如果是这样的话,其必须遵循低压开关设备要求。
从一开始,UPS故障电流额定值就必须大于现场最坏的情况。对于多个馈电,必须允许可能的并行运行电源以及将来更改和升级到上游电气基础设施的可能。并联多个器件不会降低每个单元的故障电流要求。任何影响故障电流水平的安装变更后,都必须重新评估UPS的合规性。如果使用外部SCPD来保护UPS,这一点尤为重要。这些必须是经批准的类型,并且将来不应替换为其他类型,例如在开关设备组件上执行更改和升级时。
作为法律要求,UPS的安装必须满足人员和基础设施的安全要求。然而,很少有人意识到UPS产品特定的安全要求,造成了这些方面可能被忽视的风险。
为了降低安全相关要求中的错误风险,指定和使用具有内部SCPD并且具有高故障电流水平的,经过了实验室测试的产品可能是有益的。市场上有具备内部SCPD且高达100
kA额定值的UPS产品。这些超出了标准的最低要求,并且允许它们在几乎任何安装中使用,对于第一天安装使用或之后的变更的供电没有特殊要求。这样,作为产品技术专家的UPS供应商们将通过在产品中内置安全和验证的设计来保护自己。他将放心,产品和安装符合了所有法律监管的强制性要求。【编辑推荐】【责任编辑: TEL:(010)】
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