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伊顿ESS交流直供提高UPS电源转换效率

2021/11/01

UPS系统中,旁路实际上有两条:

    静态旁路

    维修旁路

现在,我们来逐一看看。

1、静态旁路
       一般是在UPS机框内部,属于UPS主机的一部分,也被称为内部旁路。它由静态旁路输入开关、静态转换开关(STS)和线缆构成。主要功能有:

      在双转换主回路出现故障时,自动切换到静态旁路对负载供电;

      在主输入电源质量比较好时,直接通过静态旁路对负载供电,节省能耗。

2、维修旁路
       一般是在UPS主机外部,因此也被称为外部旁路。维修旁路一般由维护旁路输入开关(MBS)、线缆及维护旁路柜组成。在UPS主机需要维修时,用于隔离静态旁路的逆变器以便进行维护、维修。维修旁路平时是断开的,只有在系统需要维修时才会使用到。市电经过维修旁路给负载供电。此时负载不受UPS保护。


       那么旁路是如何工作的?接下来我们来聊聊UPS的几种不同的旁路模式。这里我们反过来,先说说结构简单的维修旁路模式。


       如前面说到,维修旁路一般只在UPS主机进行维修时才会使用到。但是在设计时需要考虑一个至关重要的问题,就是维修旁路应该在UPS内部还是外部?伊顿认为这和选用的UPS主机结构有关。


       塔式或大模块UPS的单机和并机系统,在进行任何内部器件的维护或维修时,为了避免人身伤害风险和设备断电风险,都需要做整体的电气隔离(即需要利用外部开关将UPS单机或并机系统完全脱离带电环境),所以输入输出开关和维护旁路开关配置到UPS主机的外部是必须的。
       而模块化UPS内部的所有器件,包括功率模块、旁路模块、通信与控制模块都实现了热插拔设计,在进行内部任何器件的维护或维修时仅需要进行插拔操作就可完成,人身不会有接触带电部件的可能性,所以不需要做整体的电气隔离。因此,在内部配置输入输出开关和维护旁路开关即可实现与外部开关同等的维护安全性。并且这样可以省去维护旁路柜的资金和空间需求。


        在UPS近半个世纪的发展中,已经证明双转换模式可以保证负载获得优秀的电能质量。但是随着国内电能质量的稳步提高,尤其是在节能减排的大环境下,双转换模式的弊端也渐渐被大家认识到。如,能量损耗大。
       虽然伊顿的93PR系列UPS已经达到了97.5%的双转换效率,但是以600kW单机为例,每年的电能损耗依然在十万千瓦时的数量级。而且能量损耗基本是转换为热能,这为本就捉襟见肘的空调资源雪上加霜。再比如双转换模式下的电磁辐射和噪音大的问题,会在如医疗行业的关键场所造成一些困扰。因此,伊顿的研发团队一直在寻找一种既能实现成本目标,又不会降低可靠性的替代方案。


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伊顿独家秘笈 ESS交流直供!


1. 瞬时响应。ESS 电路响应异常情况的时间通常不超过千分之二秒(2 毫秒),是双转换电路所能补偿的最快速度,且在可调用 UPS 来支持的任何敏感型关键设备的容差范围内。事实上,ESS 开关时所需的功率比双转换模式少得多。

     同时,ESS模式下 UPS 电子器件和电源电路门控始终与输入电网保持同步。进行转换时,UPS 无需等待同步,因此可以实现几乎瞬时的切换。


2.电压和频率调节。ESS 系统可在 2 毫秒内响应电压骤降/浪涌或频率变化,在 50 Hz 频率下为 1/10个周波。这样就可以保保证UPS 输出不间断。


3.与谐波较多的重要负载设备隔离。可以同时使用 ESS 与伊顿谐波消减系统 (HRS),消除负载谐波,防止谐波出现在 UPS 输入终端,避免客户设施出问题。


4.机械开关保持闭合。只需让断路器和接触器始终处于闭合状态,ESS 在运行期间就不需要任何开关进行动作。因此也减少了开关出现机械故障的可能。


5.UPS系统效率。ESS模式下,伊顿UPS系统效率可以保持在99%以上,如果还以93PR 600kW单机为例,每年可以节省5万千瓦时以上的电力资源。尤其是在负载较低的情况下,使用ESS的节能效果更为客观。


6.极少的电磁辐射和噪音。ESS 无需使用整流和逆变中的IGBT回路,因此电磁辐射极少。并且,ESS 模式下可以少使用 88% 风扇,从而增强了系统可靠性和 MTBF。也就是说,相较传统双转换模式,ESS 不但更适用于需要低电磁辐射的场所,也节省了风扇的维护成本。



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