整理典型的玻璃厂UPS供电方案.docx

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整理典型的玻璃厂UPS供电方案

XX超白玻璃项目

生产线UPS供电系统技术建议书

XX电源有限公司

二零壹壹年七月

目录

前言

承蒙对XXX电源公司的信任和支持，提供我们参与贵厂不间断供电系统（UPS）的机会，我们不胜感激及深表荣幸。

本公司将本着诚挚、科学的态度，充分考虑贵院的需求，利用我们先进的科技和丰富的设计、项目经验，提供最佳的专业服务，以及高性价比的系统设计方案，为数据中心提供一套优质的不间断电源建设方案。

第一章项目设计目标与原则

一、设计的目的

不间断电源系统项目是为解决生产线熔解区及成型区设备不间断，并随时提供优质电源的供电，特别是成型区的设备供电更为重要。

为此，需要考虑新建系统的安全、可靠为基本原则。

本方案建设的目的，主要分为2个部分：

保障所有设备的不间断供电，保障向所有设备提供优质电源。

其次，还须坚持“绿色环保”的原则。

在我们的建议方案中所使用的设备都是目前具有先进可靠技术的环保绿色设备，在系统中尽量避免出现“单点故障”的瓶颈处，同时需合理布局电源机房及电池房。

同时我们也考虑到未来几年的发展，并给出一些建设性意见。

二、设计的基本原则

这次项目的建设，主要以不间断供电、安全可靠和绿色环保这几个方面为基本原则，确保供电系统的正常运行。

鉴于不间断电源系统在整个中心机房系统中的重要地位和关键作用，因此，我们制订并遵循如下的基本原则：

安全可靠性

为保证中心机房全部系统的毫无间断地正常运行，不间断电源系统必须具有高可靠性，以保障整个中心机房所有系统毫无丝毫的间断。

实用性和先进性

采用先进成熟的技术满足不间断供电的需求，兼顾成本的投入，尽可能地完善设计达到整个系统在一段时期内保持技术的先进，并具有良好的发展潜力，以适应未来业务发展和升级的需要。

灵活性与可扩展性

根据业务的不断发展，其信息系统也会随之而发展。

因此，不间断电源系统应该具有良好的扩展性。

能够根据未来业务的不断深入发展的需要，方便地扩展、提高使用地灵活性。

开放性/跨平台互连性

系统能够具备与多种协议计算机通信网络互连互通的特性，确保可以使用网络系统对其进行管理和监控。

在通讯界面上真正实现开放。

经济性/投资保护

以较高的性能价格比构建系统，使资金的产出投入比达到最大值。

能以较低的成本、较少的人员投入来维持维护系统的可靠运转。

提供高效能与高效益，使得系统投入使用后，有一个合理的运行费用支出。

绿色环保

鉴于环保切实需要，目前不间断电源系统也正朝着这个利国、利民的趋势发展。

为此，在设计建设时，采用绿色环保的材料及设备就显得至关重要。

传统的UPS在运行时，将向电网注入大量的谐波电流，引起谐波损耗和干扰，同时还出现装置网侧功率因数恶化的现象，即所谓“电力公害”。

谐波电流不仅污染电网，而且首先污染了系统本身。

由于它的输入功率因数低，输入无功功率大，要求系统配电容量和系统中其他设备的功率容量都要增大50%；这将使得电网的电压波形受到干扰，电网配线的载荷能力下降，严重时可能导致该线路供电系统的震荡或者其他设备工作异常。

高次谐波还消耗大量无功功率，增大线路的损耗，引起电子保护装置的误动作，使电机会产生附加力矩和附加损耗，影响仪器、仪表的计量准确度，对计算机网络、通信系统产生电磁干扰现象等。

UPS在为所保护的负载提供纯净电源的同时，自身又会产生新的电磁干扰。

如何有效消除这些电磁干扰已成为UPS技术发展的一个重要问题，用户对无污染的绿色UPS的呼声也越来越高。

电源系统的绿色化有两层含义：

首先是显著节电，这意味着发电容量的节约，而发电是造成环境污染的重要原因，所以节电就可以减少对环境的污染；其次这些电源不能（或少）对电网产生污染。

国际电工委员会（IEC）对此制定了一系列标准，如IEC555、IEC917、IECl000等。

1996年1月1日起，欧洲联盟EU（15国）开始强制执行89/336/EEC有关EMC（欧洲电工委员会）的指令，要求所有的电子电器产品（含变频器和UPS装置）必须符合EMC要求，并加贴CE标记才能在欧洲市场上销售。

IEC国际电工委员会对电磁兼容定义为：

“设备或系统在其电磁环境中能正常工作，且不对环境中任何事物构成不能承受的磁干扰的能力”。

由电磁兼容的定义可见:

设备系统不仅应具有抑制外部来的电磁干扰能力，而且其所产生的电磁干扰不得影响同一电磁环境中其他电子设备的正常工作。

UPS既是一个受电设备，电网在向它提供有功、无功功率的同时，电网中的浪涌、尖波毛刺等谐波及辐射、感应偶合进来的电磁干扰信号也一并输入；UPS又是一个干扰源，它除了向负载提供稳频、稳压净化电源外，其整流部分对电网产生的高次谐波反向注入电网，造成电网电压畸变，影响同一个电网上的电气设备，它变成干扰源。

另外，这些高次谐波还以电磁场方式，向内部和外部空间产生射频干扰，会影响计算机、电子仪器仪表，通信和无线电设备正常工作。

传统6脉冲整流UPS在工作时，会产生30%以上的谐波干扰。

为了使UPS不对电网造成干扰，必须抑制传统可控硅整流技术产品的高次谐波，并限制其电磁干扰。

抑制UPS电源输入侧高次谐波，需要增加一定的补偿功率因数环节或滤波器，增加整流器的脉冲数，改6脉冲整流为12脉冲整流等。

但各种滤波器不但增加了配置UPS的费用，效果也并不理想，且必须消耗额外的电能为代价，系统运行效率大大降低。

由于12脉冲整流是在6脉冲的基础上增加一套6脉冲整流电路，因此，其中的一套6脉冲整流必须通过变压器作30度的相移，而变压器工作时的损耗大大降低了整机的效率，另一方面也增加了体积和重量。

由于两套6脉冲整流器并联工作，就需要对并联的整流器增加电流分配均衡电路，从而又增加了故障环节。

为了降低采用可控硅整流器的电流谐波，需要在原本单一的整流器环节外，增加移相变压器、多一套整流器、并联均流器等3个以上的故障节点！

在大功率UPS系统中，使用12脉冲整流器和增加谐波滤波器后的体积及重量会增加2～3倍，既增加安装成本也限制了安装场地。

而采用有源滤波装置，虽然重量体积不需要增加很多，但是需要耗费比12脉冲整流更多的电能，去抵消谐波，可以说是不得已而为的补救措施。

从以上分析得知，采用传统可控硅整流技术的UPS，低污染、低能耗、靠可靠是完全矛盾的，无法兼顾。

第二章XXXUPS系统建议书

一、系统设计

1．基本情况

一厂UPS供电设备列表（工艺）

窑炉溶解区域

工段

设备名称

设备功率（KW）

数量

运行数量

备注

DCS控制系统

10

1

1

池炉仪表控制

10

1

1

投料机

5.5

4

2

变频

主横通路天然气控制

3

1

1

支横通路天然气控制

1.5

2

2

熔化池天然气控制

5

2

2

主横通路助燃风机

11

2

1

用1备1

支横通路助燃风机

30

3

2

软启用2备1

通道助燃风机

37

6

4

软启用4备2

通道燃烧盘控制系统

2

4

4

备用柴油泵

5

2

0

备用

备用才有控制燃烧系统

5

1

0

备用

成型区域

工段

设备名称

设备功率（KW）

数量

运行数量

备注

成形

压延机

11

4

4

变频

过渡段传动

3

4

4

输送辊传动

3

4

4

退火窑

主传动

15

4

4

变频

主传动（备用）

15

1

0

变频

冷端

应急落板前传动

3

4

4

应急横切机

3

4

4

根据生产设备的重要性及区域，分别配置UPS。

从筹建处及设计院了解到，熔解区的控制系统要单独配置UPS；该区域其它设备的功率在360kW，需要配置一台UPS；成型区的设备功率约190kW，该区域的设备特别重要，供电绝对不能中断。

2．方案设计

1）设计原则

由于生产设备24时运转，要求UPS及配电系统也必须24小时连续不间断运行，为确保供电安全可靠，UPS系统需要有充足的负载余量及系统冗余能力，特别是成型区设备，要求采用冗余运行。

在保证系统可靠性的前提下，降低乃至消除返灌谐波电流，同时保障系统的运行效率。

选择高可靠的、成熟的节能环保产品，减少UPS设备自身的功耗，在降低碳排放的同时，也能够降低用户的电费开支，包括可以减小空调配置、节省空调运行费用。

以目前市场上技术最先进、产品最成熟、可靠性最高为原则，我们选择XXXXXX的全IGBT技术产品。

XXXUPS基于军用级的可靠性要求设计，配合优秀的热同步无数据线并机技术，可以彻底消除并机单点故障点，将并联系统的内的设备融为一体；本方案所推荐的XXX9395系列，采用IGBT整流、逆变技术，且都是XXX公司的成熟产品，具有广泛的高端客户、重要机房应用案例。

IGBT整流技术的优势在于，可轻易地将功率因数提高到接近1，从根本上解决了对电网回馈干扰的问题，如下图所示。

增加整流器的脉冲数会减少高次谐波电流的次数及数值。

若采用6脉冲叠加的方式，即12脉冲、18脉冲、24脉冲，则随着脉冲数的增加，电源侧输入谐波电流也随着降低，但会导致整流结构复杂、成本增加及可靠性降低。

一般大于12脉冲较少有实际采用。

使用IGBT整流技术的整流器利用高频切换脉宽调制电流，达到正弦波式输入电流的目的。

IGBT整流技术可将输入谐波电流降至极低，IGBT整流技术还不受负载量的影响，克服了滤波器效率随功率大小变化的问题，滤波器实现无输入电流真正正弦波输入。

IGBT整流技术的UPS单一的输入功率因数>0.99，对于电网表现为近似纯阻性负载。

IGBT整流技术的优势明显。

目前对于大功率三相整流电路进行功率因数校正通常只能做到无源功率因数补偿，6脉冲整流不加滤波器仅为0.65左右，12脉冲整流仅为0.8左右，而且滤波器体积大、重量高、价格昂贵。

表1为三者具体参数对比。

以发电机兼容性为例：

300kVA的6脉冲UPS需要配置750kVA的柴油发电机组的功率容量；300kVA的12脉冲UPS需要配置450kVA的柴油发电机组的功率容量；300kVA的IGBT整流UPS只需要配置300kVA的柴油发电机组的功率容量。

简而言之，使用IGBT整流技术的UPS具有重量轻，拓扑结构简单的特点，稳定性更高，电流谐波值小，可以适应各种负载，功效与负载多寡无关，且组件少、体积小，无共振及过容量危险。

使用IGBT整流技术的UPS可以实现双向保护，除了可以降低自身对电网的污染外，还可以消除所带负载对电网谐波污染和校正功率因数。

采用IGBT整流技技术，为UPS后端提供纯净的正弦波，对于电网前端其所带的负载组表现为低谐波的近似阻性负载。

2）设计依据

UPS主机设备采用节能环保、无污染的绿色电源；并根据负载量及设备是否分区域来规划供电系统，熔解区控制系统，下称控制系统单独配置三进单出UPS一台，熔解区除控制系统以外的设备下称熔解区设备，和成型区设备不在同一地点，我们准备了两个方案供选择。

鉴于熔解区的设备用电量为360kW，重要性相对较低，至少配置一台450kVA单机UPS；而成型区的设备用电量为180kW，负载重要性很高，至少配置2台300kVA并机UPS。

两区合计540kW，按照正常运行80%实际用电量计算为430kW。

综合安全性与经济性的考量，建议将2区做集中供电，配置3台300kVA不间断电源并联，组成2+1冗余系统。

系统在负载量不大于480kW时，具备1台300kVA的UPS容错能力。

集中供电的好处是，在不损害成型区核心设备供电安全性的情况下，可以降低熔解区的UPS容量，并且使得该区域的供电具备冗余性。

二、系统方案

1．控制系统供电方案

1）UPS主机

熔解区控制系统的额定功率为20kW的单相负载，运行时按照80%计算实际功率约16kW。

按照UPS安全运行建议，配置一台XXX9155-30kVA三相输入单相输出UPS，带载率为60~70%。

2）电池配置

熔解区控制系统按实际20kW负载计算，电池配置2组并联，以提高可靠性。

30分钟和15分钟后备时间配置如下：

序号

UPS型号

后备时间

电池型号

电池数量

单位

备注

1

9155-30-N

30分钟

12HR80

72

节

2组并联

2

9155-30-N

15分钟

12HR60

72

节

2组并联

选择法国RUZET路盛电池科技公司高倍率HR系列电池（10年寿命HR系列），查RUZETHR系列数据彩页中的恒功率放电参数表（DischargeratingsinWattspercell）,在30分钟列、放电终止电压为1.67V时：

12HR80型电池在30分钟、终止电压至1.67V的恒定放电功率参数为52.2（瓦特/2伏单元）,大于计算要求值48.75瓦特/单元.

采用2组并联，每组36节12HR80型RUZET法国路盛电池能够满足XXX30KVAUPS（实际负载20KW）后备不小于30分钟的要求，终止电压大于10.02伏/节。

选择法国RUZET路盛电池科技公司高倍率HR系列电池（10年寿命HR系列），查RUZETHR系列数据彩页中的恒功率放电参数表（DischargeratingsinWattspercell）,在15分钟列、放电终止电压为1.67V时，12HR60型电池在15分钟、终止电压至1.67V的恒定放电功率参数为60.4（瓦特/2伏单元）,大于计算要求值48.75瓦特/单元.

采用2组并联，每组36节12HR60型RUZET法国路盛电池能够满足XXX30KVAUPS（实际负载20KW）后备不小于15分钟的要求，终止电压大于10.02伏/节。

3）设备清单

序号

设备

规格型号

数量

单位

尺寸（W*D*H）/说明

1

UPS

9155-30-NC

1

台

494*762*1684

2

通信卡

AS400

1

块

干接点告警

3

电池柜

定制含开关

1

台

800*762*1684

4

电池

12HR80

72

节

30分钟（2组*36节）

12HR60

15分钟（2组*36节）

4）系统图

5）外部配电

开关规格

电缆规格

主输入

80A3P

3x16mm2

旁路输入

160A1P

2x50mm2

检修

160A1P

2x50mm2

输出

160A1P

2x50mm2

注：

零线不通过开关

6）安装建议

15分钟配置

30分钟配置

UPS主机外型尺寸图

2．熔解区设备供电方案

1）UPS主机

综合安全性与经济性的考量，建议将2区做集中供电，配置3台300kVA不间断电源并联，组成2+1冗余系统。

系统在负载量不大于480kW时，具备1台300kVA的UPS容错能力。

集中供电的好处是，在不损害成型区核心设备供电安全性的情况下，可以降低熔解区的UPS容量，并且使得该区域的供电具备冗余性。

正常工作时，三台UPS并联运行共同承担430kW负载，并自动均分，每台UPS承担33%约合145kW，负载率约60%。

一旦其中一台UPS因故退出供电系统，剩余的2台UPS将承担所有负载，此时每台UPS的带载率约90%。

2）电池配置

熔解区控制系统按实际430kW负载计算，每台UPS至少配置2组电池并联运行，提高可靠性。

30分钟和15分钟后备时间配置如下：

序号

UPS型号

后备时间

电池型号

电池数量

单位

备注

1

9395-300kVA

30分钟

12LPG200

72

节

2组并联

2

9395-300kVA

15分钟

12LPG150

72

节

2组并联

每台UPS实际负载P1=145kW，XXX9395系列UPS的逆变器效率取η=0.97，一组12V电池个数N=36节（XXXUPS要求为36~42节/组12伏电池），2伏单元的放电终止电压取1.67伏/单元。

本项目要求蓄电池至少采用2组及以上并联，以确保在一组中有电池故障时，可由其他电池组保障供电来提高可靠性；但不能超过4组并联，以确保减少电池内环流，保证安全性；由于现场负载大部分为容性负载（泵负载），建议使用15年设计浮充寿命的胶体蓄电池。

在30分钟里，每个2伏单元蓄电池（12伏电池内有6个2伏单元）应持续向UPS提供的恒定功率P：

P=

UPS实际负载功率kW×1000

=

145KW×1000

=

692W/Cell

逆变器效率η×一组12V电池个数N×6

0.97×36×6

如果用2组并联，则每节的放电功率为P/2=346瓦特/2伏单元。

选择法国RUZET路盛电池科技公司高耐用胶体系列电池（15年寿命LPG系列）：

查RUZETLPG系列恒功率放电参数表（DischargeratingsinWattspercell）,在30分钟列、放电终止电压为1.67V时，12LPG200型电池在30分钟、终止电压至1.67V的恒定放电功率参数为365.4（瓦特/2伏单元）,大于计算要求值346瓦特/单元.

因此每台UPS配置2组并联，每组36节12LPG200型RUZET法国路盛电池能够满足XXX300KVAUPS（实际负载145KW）后备不小于30分钟的要求，终止电压大于10.02伏/节。

查RUZETLPG系列恒功率放电参数表（DischargeratingsinWattspercell）,在15分钟列、放电终止电压为1.67V时，12LPG150型电池在15分钟、终止电压至1.67V的恒定放电功率参数为399（瓦特/2伏单元）,大于计算要求值346瓦特/单元.

因此每台UPS配置2组并联，每组36节12LPG150型RUZET法国路盛电池能够满足XXX300KVAUPS（实际负载145KW）后备不小于15分钟的要求，终止电压大于10.02伏/节。

3）设备清单

序号

设备

规格型号

数量

单位

尺寸（W*D*H）/说明

1

UPS

9395-300kVA

3

台

1350*880*1880

2

并机

CANBUS

3

块

3

通信卡

史雁飞雪下得很大，也很急，街道上空空的，没有几个人。

绵软柔滑的积雪，蓬蓬松松地挂在枝梢上，亮白而倦怠的枝条被压低了头。

偶尔有一阵风，也极微小极细弱，还没有感觉到，就消逝了。

在这样的天气，不会有什么顾客来当东西，当铺老板早早地关了店门，捅旺火炉，懒洋洋地趴在柜台上，一边翻看图片，一边哼着京戏。

突然，有人敲门，声音极轻。

他抬头，支起耳朵细听，什么声音也没有。

他怀疑自己听错了，于是，他又低下头继续翻看手里的图片。

敲门声又起，这次声音很重，他很吃惊，自语道，这样的鬼天气，有谁会来当东西呢？

他迟疑着打开门。

雪地里，瑟缩地站着一个男孩，十二三岁的样子，很瘦，穿得单薄，头戴一顶破旧的棉帽。

厚厚的积雪没了他的双脚，他双手揣在怀里，脸冻得通红，衣服上满是雪。

他问。

”孩子，你要当东西吗？

“小男孩支支吾吾半天，也没说出什么来。

……”我，我“男孩从雪里拔出双脚，走进店，站在门口，不敢再”哦，孩子，进店说吧。

“一朵朵大大的雪花翻飞着落在男孩的额头上，男孩打了个冷战。

”那你要做什么？

“”孩子，那你究竟来做什么呢？

“向前迈一步。

他的两只手仍在怀里揣着。

老板摘下男孩的棉帽，一边拍打棉帽上的积雪，一边说：

男孩低着头，怯怯地说。

”我妈病了。

……我“”你是来跟我借钱？

“当铺老板根机敏，一下子就听出男孩的意思：

我妈病了，老咳嗽，夜里咳嗽更厉害，医生说，是肺痨。

家里没钱，我想“男孩显得局促不安，”噢，不，不，我不是。

“男孩一边”我想把这个当给你们。

……说，一边从怀里掏出一个精致的红盒子递给老板。

男孩鞋子上的积雪，在暖烘烘的屋子里很快化成了雪水，在男孩脚下，一圈一圈，慢慢湮散。

老板眼睛盯向男孩。

”啊！

青花瓷瓶？

你是从哪儿并来的？

“老板接过红盒子，慢慢打开。

男孩变得更加局促起来，眼神中藏着遮掩”在哪呢？

快让我看看。

哇，这么漂亮的青花瓷瓶。

“老板娘听说有人来当青花瓷瓶，兴冲冲地从屋里走出来，说：

”是我家的，是我爸爸留下来的。

“不住的慌乱，他躲闪着老板的目光，慌忙说：

”我爸老早就去世了。

“老板问。

男孩目光暗淡，说：

”那你爸爸为啥不来当啊？

——你爸爸“老板娘一边仔细翻看着青花瓷瓶，一边问。

男孩低下了头，半天才说：

”那，是你妈让你来当的吗？

“你是“老板疑惑地盯着男孩：

”不，不是，我妈不知道。

“”背着你妈，来当这个瓷瓶的？

男孩流泪了，默默地点头。

老板娘拿着青花瓷瓶，上下左右地翻看，看着看着，忽然皱起了眉头，赶紧把瓷瓶递给老板。

老板接过来，又翻来覆去仔细看了一会，没吭声，拿着瓷瓶走老板温……”你要做什么？

你看仔细了，那瓷瓶“进柜台，然后走向那个放着营业款的抽屉。

老板娘急了，三步并做两步，挡住老板，双臂护着抽屉，嚷道：

“和地看着老板娘说：

”我已经仔细看过了，没问题。

把这瓷瓶放到你的梳妆台上吧。

说着，老板把瓷瓶递给老板娘，老板娘半信半疑地边看边向屋里走去。

”孩子，瓷瓶我们留下了。

这些钱拿回去给你妈治病。

不够的话，你再过来拿。

“老板笑了，回过头来对男孩说：

男孩笑了，说了声谢谢，拿着钱，跑了出去。

”噢，我是说，我先付给你一半钱，另一半你下次再来拿。

“男孩不解地看着老板。

老板说：

外面的雪不知啥时候停了，阳光照在雪面上，耀眼刺目。

老板眯着眼，看那小小的身影消失在远方。

男孩再也没来。

又是一个春天，天气格外好，明媚的阳光照得人暖洋洋的，当铺的生意红红火火。

当东西的，赎东西的，出出进进。

一个少妇带着一个男孩远远地走来，走到当铺门口，少妇一下就跪下去了，当铺老板慌忙走出来，看见站在少妇身边的男孩，明白了一切。

（选自《小小说期，有改动）12年第2012选刊》，分）2小说开头的雪景描写很精彩，请问：

这样的描写有何作用？

（32.当铺老板是作者精心刻画的一个人物形象。

当铺老板有着怎样的性格特点？

请作简要分析。

33.（分）3分）3文中有多处细节描写，请你对文中画线处的细节作具体的赏析。

（34.分）4青花瓷瓶到底是真是假，小说始终没有给出明确答案，这样的情节安排好吗？

请联系小说谈谈你的看法。

（35.开头的雪景描写营造了一种凄清、冷寂的氛围，为故事的发展作了很好的铺垫。

32.有同情心，扶危济困，他留下男孩的青花瓷瓶，给男孩救命钱，并告诉男孩钱不够还可以再来拿。

性情温和，对男孩和自己的妻子，耐心而沉着。

机敏，33善于经营，当铺的生意做得红红火火。

．），也反衬出老板故作糊涂的善良。

”假的“．形象地写出了老板娘的担忧和焦急，从侧面表明青花瓷瓶有可能是赝品（或仿品、34没有必要再给出明确答案。

都已经清楚地暗示了青花瓷瓶是假的，到小说结尾小孩母亲下跪，从老板娘对青花瓷瓶的强烈怀疑，这样安排好。

：

1答案示例35.这样安排，给读者留下了广阔的思考空间，使小说的意蕴更为深远丰厚。

：

这样安排不好。

小说如果明确指出青花瓷瓶是假的，就能更鲜明地表现出老板2答案示例拿钱给男孩纯粹是出于帮助人的目的，不带有商业色彩，也能更好地突出主题，有利于突出老板扶危济困的德行。

湖北武汉分）18（五、13-16阅读下面的文章，完成题。

美丽的邂逅①我喜欢读书，喜欢到旧书摊淘书。

②那是一个深秋雨后的傍晚，在路边一个不起眼的书屋里，我随意地在杂乱