版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)
文檔簡介
1、雙電源STS靜態(tài)換轉(zhuǎn)開關(guān)輸入配電系統(tǒng)解決方案(TalentPower天普1配置負(fù)載自動(dòng)切換開關(guān)的必要性當(dāng)今的市場經(jīng)濟(jì)和社會(huì)活動(dòng)對信息網(wǎng)絡(luò)(互聯(lián)網(wǎng)、電信網(wǎng)、工業(yè)自動(dòng)化控制網(wǎng)、政府的電子政務(wù)網(wǎng)站等的依賴程度是如此之高,那怕是僅幾分鐘的“網(wǎng)絡(luò)癱瘓”就可能會(huì)給公司,企業(yè)及行政管理機(jī)構(gòu)的銷售,經(jīng)營管理、社會(huì)生活的正常運(yùn)行、聲譽(yù)、及公眾形象帶來難以估量的損失。鑒于公眾對“信息網(wǎng)絡(luò)”的正常運(yùn)營服務(wù)所期望的高度“時(shí)效性”,為此要求負(fù)責(zé)向它供電的UPS供電系統(tǒng)必須具有提供100%”高可利用率”的供電能力。目前,常采用的技術(shù)措施之一是:在各種重要的信息網(wǎng)絡(luò)機(jī)房中、配置“N+1”型UPS冗余并機(jī)系統(tǒng), 從而為確保各
2、種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備能安全、可靠地處理/傳輸/存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和各種信息資料創(chuàng)造出優(yōu)良的電源運(yùn)行環(huán)境。多年來的運(yùn)行實(shí)踐證明:“N+1”UPS冗余并機(jī)系統(tǒng)具有如下技術(shù)優(yōu)勢:增強(qiáng)UPS供電系統(tǒng)的“容錯(cuò)”功能:在由“N+1”臺(tái)UPS所構(gòu)成的UPS冗余并機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行中,如果其中某臺(tái)UPS因故”出故障”時(shí)、剩下的N臺(tái)UPS具有足夠的”帶載能力”向后接的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備提供純潔的、穩(wěn)壓的UPS逆變器電源,從而確保各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的安全運(yùn)行。這意味著:對于這樣的帶“容錯(cuò)”功能的UPS 冗余供電系統(tǒng)而言,即使在遇到某臺(tái)UPS因故出故障時(shí),它仍能向它的負(fù)載提供具有100%“高可利用率”的高品質(zhì)電源。提高UPS供電系統(tǒng)的可靠性:例如“1+1”
3、并機(jī)系統(tǒng)的平均無故障工作時(shí)間(MTBF是UPS單機(jī)6倍左右。如果再考慮到:當(dāng)今的中、大型UPS的MTBF 值已高達(dá)40-50萬小時(shí)的話,“1+1”UPS冗余供電系統(tǒng)的MTBF值可達(dá)250萬小時(shí)左右。同普通市電電源的99.9%的“可利用率”相比,它可將UPS供電系統(tǒng)的”可利用率”提高到99.99997%以上。由此可見:它對提高供電系統(tǒng)的可靠性的作用是多么的巨大。提高UPS供電系統(tǒng)的可維護(hù)性:它允許在UPS的逆變器電源供電的條件下、對位于UPS并機(jī)系統(tǒng)中的某臺(tái)UPS單機(jī)執(zhí)行”不帶電”的定期維護(hù)/故障檢修操作。盡管在配置“N+1”型UPS冗余并機(jī)系統(tǒng)后、可極大地改善信息網(wǎng)絡(luò)的供電環(huán)境。然而,近年來對
4、當(dāng)今IDC機(jī)房的運(yùn)行狀況的調(diào)查發(fā)現(xiàn):僅靠“N+1”型UPS 冗余并機(jī)系統(tǒng)并不可能100%地確保在它的輸出端、再也不會(huì)出現(xiàn)”停電”事故。相關(guān)的統(tǒng)計(jì)資料證明:由于UPS的機(jī)型選配不當(dāng)或輸入配電系統(tǒng)/輸出配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不當(dāng)而造成在UPS冗余并機(jī)系統(tǒng)中、出現(xiàn)從幾十毫秒到幾秒的“短暫停電”或超過幾分鐘的“長時(shí)間停電”的事故仍然時(shí)有發(fā)生(注:發(fā)生這種故障的相對比例很低。眾所周知:在“信息網(wǎng)絡(luò)”的運(yùn)行中,如果遇到出現(xiàn)超過20毫秒以上的“瞬間供電中斷”故障發(fā)生時(shí),就可能會(huì)導(dǎo)致服務(wù)器、小型計(jì)算機(jī)、網(wǎng)關(guān)等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備出現(xiàn)“開機(jī)自檢”誤動(dòng)作(此時(shí)的服務(wù)器會(huì)在瞬間“自動(dòng)關(guān)機(jī)”后,在極短的時(shí)間內(nèi)、自動(dòng)執(zhí)行重新”開機(jī)啟動(dòng)”操
5、作。這樣一來,它必然會(huì)導(dǎo)致信息網(wǎng)絡(luò)的操作系統(tǒng)和用戶的應(yīng)用軟件破壞及關(guān)鍵數(shù)據(jù)的丟失,從而致使“網(wǎng)絡(luò)癱瘓”事故發(fā)生。相關(guān)的統(tǒng)計(jì)資料證明:一旦出現(xiàn)這種局面,要使信息網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)正常工作、往往需“耗時(shí)”短則幾十分鐘、長則到幾小時(shí)以上,從而致使“網(wǎng)絡(luò)癱瘓”事故的影響面被急劇地?cái)U(kuò)大。例如:某電信公司的電信網(wǎng)絡(luò)在運(yùn)行中,因UPS供電系統(tǒng)出現(xiàn)約3秒的“短暫供電中斷”而導(dǎo)致其計(jì)費(fèi)系統(tǒng)及電話號(hào)碼的自動(dòng)查詢等關(guān)鍵系統(tǒng)停止工作,從而造成高達(dá)數(shù)百萬元的營運(yùn)損失及用戶的大量投訴。為消除這種不幸事故的發(fā)生、所釆用的有效技術(shù)途徑之一是配置如圖1所示的UPS“雙總線輸出”供電系統(tǒng)。從UPS-A和UPS-B兩套UPS供電系統(tǒng)送出的兩
6、路交流電源負(fù)責(zé)向各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備供電(注:在這里,UPS-A和B兩套系統(tǒng)既可以是UPS單機(jī)、也可以是“N+1”型UPS冗余并機(jī)系統(tǒng)。在工作實(shí)踐中,在重要的IDC機(jī)房中,常釆用“1+1”/“2+1”型UPS冗余并機(jī)系統(tǒng)來作為它的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的供電電源。位于UPS“雙總線輸出”供電系統(tǒng)的輸出端的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可分為三大類:(a非關(guān)鍵性的設(shè)備(例:打印機(jī)、復(fù)印機(jī)及供瀏覽網(wǎng)絡(luò)用的PC機(jī)等;由于對非關(guān)鍵的設(shè)備而言,當(dāng)因電源問題而造成它們發(fā)生“停止工作”的故障時(shí),一般說來、它僅會(huì)給用戶帶來工作不便/工作時(shí)間的浪費(fèi)的煩惱,并不會(huì)造成重大的經(jīng)濟(jì)損失。因此,僅向它們提供單路供電電源。(b釆用“1+1”式冗余供電的、帶“雙電源
7、輸入端”的關(guān)鍵的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(例:服務(wù)器、磁盤陣列機(jī)、網(wǎng)關(guān)等;對于帶“雙電源輸入”的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備而言,從UPS-A和B的輸出配電柜所輸出的兩路UPS電源被分別送到這種設(shè)備的兩個(gè)輸入端上。在這樣的冗余式“雙路交流電源”供電設(shè)計(jì)的條件下,當(dāng)遇到某套UPS供電系統(tǒng)因故出現(xiàn)“停電”事故時(shí),它也能確保這些IT設(shè)備的正常運(yùn)行。通過對當(dāng)今的信息網(wǎng)絡(luò)機(jī)房的調(diào)查發(fā)現(xiàn):因各類用戶的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的配置水平/更新的速度的不同、所釆用的“雙電源輸入”供電的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在總網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的配置中所占的比例大約在30% 到90%之間(注:對于某些重要的服務(wù)器而言,它們甚至釆用“2+1”冗余式的“叁電源輸入”供電設(shè)計(jì)方案。(c 帶”單電源輸入端”
8、的關(guān)鍵的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備:為確保向位于“信息網(wǎng)絡(luò)”中的關(guān)鍵“單電源輸入”供電的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備提供365*24小時(shí)的高品質(zhì)UPS電源,就需要配置一種“負(fù)載自動(dòng)切換開關(guān)”(LTM: Load Transfer Module。分別來自兩套UPS并機(jī)系統(tǒng)A和B輸出端的兩路“逆變器電源”被送到“負(fù)載自動(dòng)切換開關(guān)(LTM開關(guān)”的兩個(gè)輸入端上。在此,用戶可以通過調(diào)整它的系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置的辦法,將其中的一路UPS電源設(shè)置為“優(yōu)先供電電源”、將另一路UPS電源設(shè)置為“備用電源”。正常工作時(shí),“單電源輸入”的負(fù)載同用戶所指定的承擔(dān)“優(yōu)先供電”任務(wù)的UPS電源相接通。當(dāng)這路“優(yōu)先供電電源”因故“出故障”時(shí),LTM開關(guān)將立即把用戶的負(fù)
9、載切換到處于正常工作狀態(tài)下的“備用UPS逆變器電源”上。因此,利用這種”負(fù)載自動(dòng)切換開關(guān)”就能消除可能出現(xiàn)在UPS并機(jī)系統(tǒng)的輸出端與用戶負(fù)載端之間的“單點(diǎn)瓶頸”故障隱患。這樣一來,就能向用戶的關(guān)鍵負(fù)載提供具有100%”高可利用率”供電特性的高品質(zhì)的電源供應(yīng), 從而為”信息網(wǎng)絡(luò)”能長期地、安全地和可靠地運(yùn)行創(chuàng)造出優(yōu)良的電源運(yùn)行環(huán)境。有鑒于此,配置“負(fù)載自動(dòng)切換開關(guān)”后、它將有助于UPS的輸出線路能順利地完成的如下調(diào)控任務(wù):(1提高UPS供電系統(tǒng)的可利用率:它能消除從UPS輸出配電柜到用戶負(fù)載端之間所可能出現(xiàn)的”單點(diǎn)瓶頸”故障隱患,達(dá)到能最大限度地降低網(wǎng)絡(luò)設(shè)備因”輸入停電”而出現(xiàn)”網(wǎng)絡(luò)癱瘓”故障的
10、發(fā)生的幾率的目的。(2“擇優(yōu)供電”功能,提高UPS供電系統(tǒng)的供電質(zhì)量:用戶可以通過對輸入到”負(fù)載自動(dòng)切換開關(guān)”上的兩路交流源的電壓和頻率設(shè)置”不同級別”的工作窗口大小的辦法,將具有最高供電質(zhì)量的那路UPS電源送到用戶的負(fù)載上。(3提高UPS供電系統(tǒng)的可維護(hù)性:當(dāng)某套UPS供電系統(tǒng)因故需要執(zhí)行”停電”維護(hù)或檢修時(shí),可通過重新選擇“優(yōu)先供電電源”的辦法、將用戶的負(fù)載自動(dòng)切換到原來的“備用電源”上,從而達(dá)到在繼續(xù)向負(fù)載提供高品質(zhì)的UPS逆變器電源的同時(shí)、將原來處于“優(yōu)先供電電源”工作狀態(tài)的那套UPS供電系統(tǒng)置于“停電”和“脫機(jī)”的工作狀態(tài)之下,以便為操作人員提供一個(gè)執(zhí)行安全維修/檢修操作的優(yōu)良工作環(huán)
11、境。(4增強(qiáng)UPS供電系統(tǒng)的“故障隔離”功能:從上所述可知,造成”負(fù)載自動(dòng)切換開關(guān)”執(zhí)行切換操作的前提條件是:從”優(yōu)先供電電源”送到LTM開關(guān)的輸入端上的電源、一定是因故曾經(jīng)出現(xiàn)過”停電”或”嚴(yán)重超限”事故。眾所周知:能導(dǎo)致產(chǎn)生這種事故的原因、此時(shí)它所應(yīng)執(zhí)行的調(diào)控功能有:當(dāng)承擔(dān)“優(yōu)先供電電源”任務(wù)的那套UPS電源因故出現(xiàn)“停電”、“嚴(yán)重過壓/欠壓“故障”時(shí),對于設(shè)計(jì)合理的“負(fù)載自動(dòng)切換開關(guān)”來說,要求它必須自動(dòng)執(zhí)行“先斷后通”的快速切換操作、以便在確保后接的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備安全運(yùn)行的同時(shí)、還能有效地防止上述故障從”優(yōu)先供電電源”系統(tǒng)擴(kuò)散到另一套處于正常工作狀態(tài)下的“備用電源”供電系統(tǒng)上。當(dāng)因故在“負(fù)載
12、自動(dòng)切換開關(guān)”的后接負(fù)載端出現(xiàn)“短路”/“嚴(yán)重過載”故障時(shí),它不僅具備有“禁止切換”的保護(hù)功能。而且,還具備能承受往巨大的短路電流“沖擊”的能力。這樣一來,就能將短路故障的影響范圍局限在最小范圍之內(nèi),將可能造成的損失降低到最小的程度上。(5釆用模塊化的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)、降低它的平均維修時(shí)間(MTTR:鑒于“負(fù)載自動(dòng)切換開關(guān)”是處于“上接”兩路冗余輸入電源、“下接”各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的樞紐供電位置上及重要的信息網(wǎng)絡(luò)必須向用戶提供365*24小時(shí)的不間斷的互聯(lián)網(wǎng)增值服務(wù)的實(shí)際需求,不僅將它的各個(gè)關(guān)鍵部件(例:“可控硅”切換模塊、斷路器開關(guān)部件設(shè)計(jì)成允許值班人員執(zhí)行“帶電、熱插拔”操作的模塊化結(jié)構(gòu)。而且,還釆用將
13、“弱電”控制部件同“強(qiáng)電”切換部件進(jìn)行徹底“電隔離”的機(jī)械設(shè)計(jì)方案,從而達(dá)到消除因“人為誤操作”而導(dǎo)致誘發(fā)其它的災(zāi)難性的故障的發(fā)生的目的。2負(fù)載自動(dòng)切換開關(guān)(LTM開關(guān)的型號(hào)目前在市場上銷售的負(fù)載自動(dòng)切換開關(guān)的品種,可大體分為三大類:a由可控硅所構(gòu)成的三相、大功率STS靜態(tài)開關(guān)(Static Transfer Switch式的負(fù)載自動(dòng)切換開關(guān):其典型的標(biāo)稱輸出電流有:60A、100A、160A、250A、400A、600A、800A、1000A和1200A的開關(guān)(注:少數(shù)廠家的STS產(chǎn)品是用在400V工作電壓時(shí)的標(biāo)稱輸出功率KVA來進(jìn)行標(biāo)注的;b由兩組大功率的快速繼電器構(gòu)成的中功率、SS(Sm
14、artSwitch智能式的負(fù)載自動(dòng)切換開關(guān)(SS型開關(guān):它包括三相25A和50A的開關(guān)及單相16A、25A和50A的開關(guān);c由一個(gè)中間繼電器所組成的小功率冗余開關(guān)(Redundant Switch式的負(fù)載自動(dòng)切換開關(guān):其品種為:單相10A、16A(注:這是60Hz時(shí)的參數(shù)。如果在50Hz 下運(yùn)行時(shí),其額定工作電流僅為:8A、13A。下面將以STS型的靜態(tài)開關(guān)為例,對三相、大功率的負(fù)載自動(dòng)切換開關(guān)的工作特性進(jìn)行分析和討論。3大功率STS型負(fù)載自動(dòng)切換開關(guān)(LTM開關(guān)的工作原理STS-2型自動(dòng)切換開關(guān)的控制框圖被示于圖2中。它是以“反向并聯(lián)可控硅”為核心部件所組成的大功率的”靜態(tài)開關(guān)”式的負(fù)載自動(dòng)
15、切換開關(guān)。有關(guān)它的各種工作特性將分析如下:3.1STS型自動(dòng)切換開關(guān)的主控切換通道:(1自動(dòng)切換供電通道:由輸入電源1、外置斷路器開關(guān)Ka、斷路器開關(guān)CB1、STS1和公用輸出開關(guān)CB3組成它的第1條供電通道。由輸入電源2、外置斷路器開關(guān)Kb、斷路器開關(guān)CB2、STS2和公用輸出開關(guān)CB3組成其第2條供電通道。其中的STS1和STS2”靜態(tài)開關(guān)”均是由反向并聯(lián)的”SCR可控硅”來構(gòu)成自動(dòng)切換開關(guān)的”可控交流供電通道”。當(dāng)我們將輸入電源1和輸入電源2分別選定為LTM 開關(guān)的“優(yōu)先供電電源”和“備用電源”時(shí),在來自邏輯控制板的SCR的柵極觸發(fā)信號(hào)的調(diào)控下,STS1和STS2將分別處于”導(dǎo)通”狀態(tài)和
16、”關(guān)斷”狀態(tài)。在此條件下,輸入電源1就將通過Ka、CB1、STS1和CB3通道向后接負(fù)載供電。反之,如果將輸入電源2選定為它的“優(yōu)先供電電源”時(shí)、輸入電2就將通過Kb、CB2、STS2和CB3供電通道向后接負(fù)載供電。(2維修旁路供電通道:它是由兩組帶二匙二鎖的”機(jī)電互鎖”功能的CB1、CB2、CB3、CB4和CB5等斷路器開關(guān)所組成的兩條維修旁路來組成的。設(shè)置維修旁路的目的是:( 確保LTM開關(guān)在連續(xù)地向后接的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備供電的條件下,能對它內(nèi)部的”STS功率切換”部件或”斷路器開關(guān)”等部件執(zhí)行”脫機(jī)”式的更換操作; (防止因”誤操作”而致使兩路交流輸入電源同時(shí)被”誤接通”、并進(jìn)而造成在它的輸出端
17、出現(xiàn)”停電”等不幸事故的發(fā)生(注:為進(jìn)一步提高LTM開關(guān)的”容錯(cuò)”功能,艾默生公司還能提供帶雙”公共輸出開關(guān)”CB3和CB3A的產(chǎn)品。(3“熱插拔”更換操作:為確保在向后接負(fù)載不間斷地供電的條件下,能對“負(fù)載自動(dòng)切換開關(guān)”執(zhí)行“帶電式”的“熱插拔”操作。所有STS功率切換模塊及斷路器開關(guān)都釆用“可熱插拔”的、模塊化的設(shè)計(jì)方案。在此條件下,操作人員就可根據(jù)從它的LCD顯示屏上所獲得的故障信息、釆用“帶電”式“熱插拔”操作的辦法、迅速和準(zhǔn)確地更換掉相關(guān)的“有故障”的部件,從而達(dá)到縮短平均維修時(shí)間(MTTR的目的。3.2 STS型負(fù)載自動(dòng)切換開關(guān)的邏輯控制部件:為確保UPS雙總線輸出供電系統(tǒng)能獲得“
18、信息網(wǎng)絡(luò)”級的高可靠性,在這種STS型負(fù)載自動(dòng)切換開關(guān)的控制電路中釆用如下多重冗余設(shè)計(jì)方案來增強(qiáng)它的”容錯(cuò)”功能(見圖3:i. 釆用全數(shù)字的DSP調(diào)控技術(shù)及CANBUS數(shù)字通信技術(shù),大大地提高它的調(diào)控精度和響應(yīng)速度;ii.為確保DSP芯片和可控硅驅(qū)動(dòng)電路能穩(wěn)定和可靠地運(yùn)行, 對負(fù)責(zé)向它供電的直流輔助電源釆用下述的多重冗余設(shè)計(jì)方案:(由兩路具有平均無故障工作時(shí)間高達(dá)230萬小時(shí)的“N+1”UPS冗余并機(jī)系統(tǒng)+EMC輸入濾波器所組成的電路向兩套具有“雙路交流輸入端”供電特性的直流輔助電源1和2提供冗余式的“凈化”電源。(從兩套冗余式的直流電源所輸出的兩路DC電源以“雙母線”的形式向3個(gè)邏輯控制板及
19、可控硅驅(qū)動(dòng)板提供它們所需的控制電源;iii.為確保SCR型“可控硅功率模塊”能準(zhǔn)確無誤地運(yùn)行,由3塊邏輯控制板來共同對它提供”2+1”冗余式的”柵極觸發(fā)”調(diào)控信號(hào);iv.為確保LTM開關(guān)能準(zhǔn)確無誤地執(zhí)行切換操作,對于它內(nèi)部的“2+1”冗余式的邏輯控制板來說,還對“負(fù)載自動(dòng)切換開關(guān)”的兩路輸入電源和輸出電源的如下運(yùn)行參數(shù)、執(zhí)行不間斷的高精度的監(jiān)控及數(shù)據(jù)釆樣操作:相序、頻率、相位差、快速“過壓及欠壓”(脈寬<4ms的瞬態(tài)浪涌/電壓下陷、緩慢“過壓及欠壓”、峰值電流Ipk、KVA、KW、Pf、直流電源的冗余度、風(fēng)扇的冗余度等。v.為提高LTM開關(guān)的可靠性,在它的所有的“弱電”邏輯控制部件同“強(qiáng)
20、電”功率部件之間的機(jī)械設(shè)計(jì)上、都釆用“分開隔離安裝”的配置方案。對于這樣的LTM 開關(guān)來說,只要有一路輸入電源工作正常,位于它內(nèi)部的所有“可維護(hù)的電氣部件"均可在向負(fù)載連續(xù)供電的條件下、執(zhí)行熱插拔式的“更換”操作。在此基礎(chǔ)上,當(dāng)今的STS型“負(fù)載自動(dòng)切換開關(guān)”的平均無故障工作時(shí)間(MTBF已高達(dá)100萬小時(shí)以上。顯然,這樣的MTBF值是遠(yuǎn)高于當(dāng)今UPS工業(yè)所制造出的UPS單機(jī)的MTBF值(40-50萬小時(shí)的。4負(fù)載自動(dòng)切換開關(guān)能執(zhí)行安全切換操作的前提條件4.1 兩路輸入的交流電源必須處于“相互同步入鎖”工作狀態(tài)長期的運(yùn)行實(shí)踐表明:為確保UPS雙總線輸出供電系統(tǒng)能安全可靠地運(yùn)行,負(fù)責(zé)向
21、“負(fù)載自動(dòng)切換開關(guān)”供電的兩路交流電源必須處于“相互入鎖”的工作狀態(tài)。這意味著:當(dāng)“負(fù)載自動(dòng)切換開關(guān)”在執(zhí)行切換操作的瞬間,期望兩路交流電源之間的相位差盡可能地接近于零(見圖4a。在這里,為討論方便計(jì),將輸入電源1和電源2分別指定為“優(yōu)先供電電源”和“備用電源”、并且假定電源1和電源2是處于同頻率、同相位的理想運(yùn)行狀態(tài)之下的,當(dāng)電源1因故出現(xiàn)停電或“過壓/欠壓”故障時(shí),“負(fù)載自動(dòng)切換開關(guān)”就會(huì)自動(dòng)執(zhí)行如圖4a所示的“同相”切換操作,從而確保信息網(wǎng)絡(luò)的安全運(yùn)行。反之,如果在要求它執(zhí)行切換操作的瞬間、不能確保電源1和電源2是處于“同相位”的工作狀態(tài)的話(注:此時(shí),即使這兩路交流電源的頻率和電壓幅值
22、都相等的,“此時(shí)的”負(fù)載自動(dòng)切換開關(guān)就會(huì)因兩路輸入電源之間的相位差過大、而被置于“禁止切換”操作的工作狀態(tài)之下,從而造成在“負(fù)載自動(dòng)切換開關(guān)”輸出端出現(xiàn)“停電”故障、并進(jìn)而導(dǎo)致“網(wǎng)絡(luò)癱瘓”故障發(fā)生。在此條件下,如果因故致使”負(fù)載自動(dòng)切換開關(guān)”執(zhí)行”誤切換操作”或不顧后果地強(qiáng)迫它執(zhí)行切換操作的話,就有可能因?yàn)樵趦陕方涣麟娫粗g作”異相切換操作”時(shí)所產(chǎn)生的”瞬態(tài)電壓值”相差過大(見圖4b而導(dǎo)致出現(xiàn)如下更加嚴(yán)重的故障發(fā)生:i. LTM開關(guān)的供電線路中的上游側(cè)的“斷路器開關(guān)”跳閘,造成對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的大面積的停電;ii.分別來自兩套UPS電源的電源1和電源2因出現(xiàn)“輸出過流”故障而同時(shí)進(jìn)入“自動(dòng)關(guān)機(jī)”狀態(tài)
23、;iii.因在“切換操作瞬間”所形成的“瞬態(tài)浪涌電壓過高”而損壞網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(例:燒毀網(wǎng)路中某些服務(wù)器、網(wǎng)關(guān)等或致使部份的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備因執(zhí)行“重新開機(jī)啟動(dòng)”的誤操作而進(jìn)入“網(wǎng)絡(luò)癱瘓”狀態(tài)。解決上述矛盾的技術(shù)措施之一是:在兩套UPS供電系統(tǒng)之間配置“負(fù)載同步控制器” LBS( Load Bus Synchronizer, 從而確保從兩套UPS供電系統(tǒng)所輸出的電源總是處于相互同步跟蹤的“入鎖狀態(tài)”之中。4.2 執(zhí)行“先斷后開”的切換操作:從上面的分析可知:只有當(dāng)“優(yōu)先供電電源”因故出現(xiàn)停電/電壓或頻率“超限”故障時(shí),才需要”負(fù)載自動(dòng)切換開關(guān)“執(zhí)行切換操作。顯然,在此瞬間,“優(yōu)先供電電源”肯定是處于故障工作
24、狀態(tài)之下的。為防止在兩路輸入電源之間、因出現(xiàn)過大的“交叉性”的和破壞性的“環(huán)流”而致使原來處于正常工作狀態(tài)的“備用電源”也被拖入到“自動(dòng)關(guān)機(jī)”/“被損壞”的不幸事件的發(fā)生。在“負(fù)載自動(dòng)切換開關(guān)”的設(shè)計(jì)中,釆用的是“先斷后開”的切換操作方式、其典型的切換操作時(shí)間為:4ms 左右(它包括故障診斷時(shí)間和切換操作時(shí)間。這就意味著:當(dāng)出現(xiàn)上述故障時(shí),處于“優(yōu)先供電”通道上的STS-1開關(guān)應(yīng)該首先被“關(guān)斷”。然后,再將處于“備用供電”通道上的另一個(gè)STS-2開關(guān)后“接通”,從而達(dá)到消除位于“負(fù)載自動(dòng)切換開關(guān)”的上游側(cè)的兩路交流電源之間出現(xiàn)交叉性的“環(huán)流”的可能性(注:“環(huán)流”是指在兩套交流電源之間流動(dòng)的”
25、破壞性電流”,它不是流進(jìn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中的有用負(fù)載電流。在此需特別說明的是,此時(shí)易產(chǎn)生如下誤解:既然LTM開關(guān)已釆用“先斷后通”的切換方式,似乎就沒有必要再要求送到“負(fù)載自動(dòng)切換開關(guān)”上的兩路交流電源一定是處于“相互同步入鎖”狀態(tài)之下。然而,回答是原否定的。其原因是:為確保信息網(wǎng)絡(luò)的安全運(yùn)行(注:網(wǎng)絡(luò)設(shè)備允許的瞬間供電中斷時(shí)間為20ms左右,“負(fù)載自動(dòng)切換開關(guān)”的切換時(shí)間被限定在4-5ms左右。根據(jù)可控硅的工作原理,對于原來處于導(dǎo)通狀態(tài)的可控硅來說,一旦它被置于觸發(fā)導(dǎo)通狀態(tài)之后、即使把送到它的柵極上的“觸發(fā)脈沖”撤除掉后、它將繼續(xù)處于導(dǎo)通狀態(tài)、直至到輸入電源的電壓下降到“過零點(diǎn)”為止。對于呈現(xiàn)電感性
26、的供電線路而言,還要求流過可控硅中的“滯后電流”而言,還要求下降到可控硅的截止電流以下。因此,對于50Hz的供電電源來說,仍有處于“優(yōu)先供電通道”上和”備用電源供電通道”上的兩對SCR可控硅同時(shí)處于導(dǎo)通狀態(tài)的可能性(其重疊導(dǎo)通時(shí)間在0-5ms的范圍之間。正是基于上述原因,確保UPS雙總線輸出系統(tǒng)的安全運(yùn)行所需的條件仍然是:兩路交流電源應(yīng)該處于”相互入鎖”狀態(tài)之中。5大功率負(fù)載自動(dòng)切換開關(guān)各種工作模式5.1 正常工作模式和自動(dòng)切換工作模式:如圖5a所示,來自兩套UPS并機(jī)供電系統(tǒng)的電源1和電源2被分別送到4個(gè)“負(fù)載自動(dòng)切換開關(guān)”LTM1、2、3、4的兩個(gè)輸入端上(為便于負(fù)載均衡供電及有利于增強(qiáng)”
27、故障隔離”功能,在該“雙總線輸出”供電系統(tǒng)中、配置有4個(gè)的LTM開關(guān)。此時(shí),用戶可在STS型“負(fù)載自動(dòng)切換開關(guān)”的控制面板的LCD監(jiān)示屏上、釆用“人機(jī)對話”的菜單操作的方法來確定將那套UPS并機(jī)系統(tǒng)的輸出電源作為它們的”優(yōu)先供電電源”。例如:在這里,我們將送到LTM1和2開關(guān)上的輸入電源1和電源2分別選定為它們的”優(yōu)先供電電源”和”備用供電電源”,將送到LTM3和4開關(guān)的電源2和電源1分別選定為它們的”優(yōu)先供電電源”和”備用供電電源”。在此條件下,只要”優(yōu)先供電電源”的電壓和頻率在其所允許的工作范圍之內(nèi)時(shí),電源1將分別通過LTM1和LTM2開關(guān)向后接負(fù)載提供I1和I2電流; 電源2分別通過LT
28、M3和LTM4開關(guān)向后接負(fù)載提供I3和I4電流。在LTM開關(guān)的運(yùn)行中,當(dāng)因故致使輸入電源1發(fā)生故障時(shí)(例:發(fā)生電源1“停電”或頻率/“電壓超限”故障時(shí), LTM1和2開關(guān)就會(huì)自動(dòng)地以“先斷后通”的工作方式、在3-5ms的時(shí)間內(nèi),將用戶的負(fù)載同原來處于”備用供電電源”狀態(tài)的電源2相接通(見圖5b, 從而確保信息網(wǎng)絡(luò)的安全運(yùn)行(注:對于當(dāng)今的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備來說,它們所允許的瞬間供電中斷時(shí)間約為20ms左右。因此,上述的3-5ms的切換時(shí)間是絕對不會(huì)影響到信息網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行的。5.2 “手動(dòng)/自動(dòng)返回式切換”工作模式:在“負(fù)載自動(dòng)切換開關(guān)”因故執(zhí)行從“優(yōu)先供電電源”“備用供電電源”切換操作之后,當(dāng)承擔(dān)“優(yōu)
29、先供電電源”任務(wù)的輸入電源1恢復(fù)正常工作時(shí)(它的電壓、頻率及同“備用供電電源”之間的“相位差”均符合所規(guī)定的窗口要求,則必須經(jīng)過適當(dāng)?shù)摹皶r(shí)間延遲”后、才允許LTM開關(guān)根據(jù)用戶所設(shè)置的不同的返回式切換工作模式來分別執(zhí)行手動(dòng)或自動(dòng)的返回式切換操作。此時(shí),它可根據(jù)用戶的愿望被分別設(shè)置成自動(dòng)復(fù)位(Reset或手動(dòng)復(fù)位(Reset兩種工作模式。例如:如果LTM1和2開關(guān)被設(shè)置成自動(dòng)復(fù)位(Reset工作模式的話,當(dāng)“優(yōu)先供電電源”恢復(fù)正常工作狀態(tài)后,連接在LTM1和2開關(guān)的后面的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備將會(huì)自動(dòng)地重新恢復(fù)到由電源1供電的正常工作狀態(tài)(見圖5a。在這里,為返回式切換操作設(shè)置一定的時(shí)間延遲的目的是:防止因“優(yōu)
30、先供電電源”在尚未進(jìn)入穩(wěn)定工作狀態(tài)時(shí)、因倉促執(zhí)行切換操作而誘發(fā)“負(fù)載自動(dòng)切換開關(guān)”頻繁地執(zhí)行“誤切換操作”的弊端。在實(shí)踐中,LTM開關(guān)的典型的切換“延時(shí)時(shí)間”為:3秒左右,其可調(diào)范圍為:160秒。反之,如果LTM開關(guān)被設(shè)置成手動(dòng)復(fù)位(Reset工作模式的話,當(dāng)“優(yōu)先供電電源”恢復(fù)正常工作狀態(tài)后,則要求用戶通過在LTM1和2開關(guān)的LCD屏上、發(fā)出執(zhí)行手動(dòng)切換操作的指令,它才會(huì)執(zhí)行返回式切換操作。否則,這些“負(fù)載自動(dòng)切換開關(guān)”的后接負(fù)載將被繼續(xù)鎖定在”被禁止切換”的工作狀態(tài)之中(見圖5b,繼續(xù)由原定的“備用電源”供電。5.3 “禁止切換”工作模式當(dāng)出現(xiàn)在LTM開關(guān)的負(fù)載端的嚴(yán)重過流/短路故障在“未
31、排除”前、為防止因它執(zhí)行“誤切換”操作而將上述故障的影響面擴(kuò)散到另一套處于“備份供電”工作狀態(tài)的UPS并機(jī)供電系統(tǒng)的不幸事故發(fā)生。在LTM開關(guān)的運(yùn)行中、當(dāng)在其輸出端因故出現(xiàn)嚴(yán)重的“輸出過載”/“輸出短路”故障時(shí),負(fù)責(zé)向這路”出現(xiàn)短路故障”的負(fù)載供電任務(wù)的LTM開關(guān)將被置于”禁止”作仼何切換操作的鎖定狀態(tài)之中,以便將短路故障的影響面縮小到最小的范圍之內(nèi)。如圖5c所示,在UPS雙總線輸出供電系統(tǒng)的運(yùn)行中,當(dāng)因故在LTM2開關(guān)的后接負(fù)載中、產(chǎn)生“輸出短路”/嚴(yán)重過載/“過高”峰值電流的“浪涌”等故障之一時(shí),由上述故障所誘發(fā)出的故障現(xiàn)象是:輸入電源1因“輸出電流”急劇增大而致使其“輸出電壓值”下降到極
32、低值。在此條件下,位于同一“優(yōu)先供電電源”供電通道上的其它的負(fù)載自動(dòng)換開關(guān)是否允許執(zhí)行切換操作、將取決它的輸出電流是否發(fā)生過“異常增大”的現(xiàn)象。如圖5c所示, LTM1開關(guān)通過檢測自已的輸出電流大小發(fā)現(xiàn)、并鑒定出”短路”故障不是發(fā)生在它的輸出端上,這是因?yàn)樗鶛z測到的輸出電流I1很小的緣故。此時(shí),處于輸出電流“無異常增大”工作狀態(tài)下的LTM1開關(guān)將通過執(zhí)行自動(dòng)切換操作而從“備用電源”2源源不斷地獲得電源供應(yīng)。與此相反,LTM2開關(guān)由于檢測到其輸出電流I2出現(xiàn)急劇增大現(xiàn)象而判斷出:短路故障是發(fā)生在它的輸出電路中。此時(shí),處于輸出電流“異常增大”工作狀態(tài)下的LTM2將被鎖定在”禁止切換”工作模式下。
33、這樣一來,就能實(shí)現(xiàn)負(fù)載自動(dòng)切換開關(guān)對“故障的隔離”調(diào)控功能,從而將這種“短路故障”的影響面局限在LTM2開關(guān)的后接負(fù)載側(cè)的有限的范圍之內(nèi)。在此條件下,LTM2開關(guān)將根據(jù)故障電流I2的大小和di/dt增長速率的不同而分別執(zhí)行如下操作:當(dāng)負(fù)載故障為短路/嚴(yán)重過載時(shí),它會(huì)利用由電源1所提供的能量將位于LTM2開關(guān)后面的斷路器開關(guān)置于”脫扣跳閘”狀態(tài)或燒毀保險(xiǎn)絲的辦法來排除故障(如圖5d所示,此時(shí)的I2=0。顯然,一旦出現(xiàn)這種局面,在查出、并排除相應(yīng)的故障之后,再經(jīng)過適當(dāng)?shù)摹睍r(shí)間延時(shí)”之后、LTM2開關(guān)就能夠重新恢復(fù)到它的正常工作狀態(tài)。當(dāng)負(fù)載側(cè)的故障為峰值很高的“浪涌電流”時(shí),一旦瞬態(tài)浪涌消失后、并經(jīng)
34、適當(dāng)?shù)难訒r(shí)后,LTM1開關(guān)就能通過自動(dòng)地執(zhí)行返回式切換操作而恢復(fù)到正常工作狀態(tài)(見圖5a。5.4 “禁止自動(dòng)返回”工作模式:為防止因輸入電源供電質(zhì)量不高而造成的LTM開關(guān)頻繁地執(zhí)行切換操作,并進(jìn)而導(dǎo)致?lián)p壞它的SCR型“靜態(tài)開關(guān)”的事故發(fā)生(注:在執(zhí)行切換操作的期間,無法保證雙路輸入電源的電壓、頻率和相位都是相同的。在LTM開關(guān)的運(yùn)行中,如果在5分鐘的時(shí)間內(nèi)、執(zhí)行切換操作的次數(shù)超過5次以上時(shí),它就會(huì)進(jìn)入“禁止自動(dòng)返回”工作模式。在此條件下,LTM開關(guān)將一直處在由“備用電源”向負(fù)載供電的狀態(tài)。除非同時(shí)滿足如下兩個(gè)條件:“優(yōu)先供電電源”能恢復(fù)到穩(wěn)定的正常工作狀態(tài); 操作人員執(zhí)行Reset操作。5.5
35、 “緊急切換”工作模式:為確保對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備供電的連續(xù)性、防止因人為“誤操作”或設(shè)備“誤動(dòng)作”而導(dǎo)致在負(fù)載自動(dòng)切換開關(guān)(LTM的后接的網(wǎng)絡(luò)設(shè)置中、出現(xiàn)的供電中斷的故障隱患。當(dāng)LTM開關(guān)在其輸出端檢測到它的輸出電源”消失”時(shí)、它將會(huì)在<5ms的時(shí)間間隔內(nèi),無條件地自動(dòng)執(zhí)行切換操作,從而將網(wǎng)絡(luò)設(shè)備于同另一路正常工作的”備用電源”相接通的工作狀態(tài)之下。執(zhí)行這種緊急切換操作的唯一限制條件是:不應(yīng)該在LTM開關(guān)的輸出端上、存在“短路”故障。5.6 “維修旁路供電”工作模式:眾所周知:在UPS雙總線輸出供電系統(tǒng)中、配置負(fù)載自動(dòng)切換開關(guān)的主要目的是:確保向網(wǎng)絡(luò)設(shè)置提供100%高可利用率的UPS電源。為此,
36、在這種LTM 開關(guān)中配置有如圖2所示的由CB1、CB4、CB3和CB2、CB5、CB3所分別組成的釆用“兩匙兩鎖”結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的、帶“機(jī)、電互鎖”保護(hù)功能的兩條維修旁路供電通道,以便在需要對LTM開關(guān)執(zhí)行維修操作時(shí)、能確保在對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備不間斷地提供“優(yōu)先供電電源”供電的同時(shí),防止”備用電源”被誤連接到同一網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上的事故發(fā)生。例如:在輸入電源1被選定為LTM開關(guān)的“優(yōu)先供電電源”的條件下、當(dāng)因故需要對這個(gè)LTM開關(guān)中的“STS1靜態(tài)開關(guān)”式功率切換模塊進(jìn)行檢修時(shí), 則可通過如下的操作步驟、將LTM開關(guān)從正常的”自動(dòng)切換”工作狀態(tài)轉(zhuǎn)變成“維修旁路供電”狀態(tài):(1確認(rèn)“優(yōu)先供電電源”(電源1處于正常供電
37、狀態(tài);(2從CB5斷路器開關(guān)的插孔中的取出“互鎖鑰匙”K3、并將該鑰匙K3插入CB4開關(guān)的鑰匙孔中;(3關(guān)斷”備用電源”(電源2的輸入開關(guān)CB2;(4在CB2開關(guān)上、施轉(zhuǎn)并取出”互鎖鑰匙”K2;(5在將“互鎖鑰匙”K2插入CB4開關(guān)的“鑰匙孔”中后,再施轉(zhuǎn)這個(gè)“互鎖鑰匙”K2、直至將它的“鑰匙桿”置于縮回到CB4開關(guān)的“鑰匙孔”中的狀態(tài)之下;(6閉合CB4開關(guān), 讓“優(yōu)先供電電源”直接地通過CB4開關(guān)向后接負(fù)載供電;(7關(guān)斷電源1的輸入開關(guān)CB1;(8從CB1開關(guān)的“鑰匙孔”中取出“互鎖鑰匙”K1、并將該鑰匙K1插入CB5開關(guān)的“鑰匙孔”中;(9關(guān)斷CB3開關(guān)。至此,電源1將直接經(jīng)過CB4開關(guān)
38、向后接的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備供電;(10 將處于“斷電”工作狀態(tài)下的“STS1靜態(tài)開關(guān)”功率模塊取出、并執(zhí)行“脫機(jī)”維修操作。5.7 “手動(dòng)切換操作”工作模式:只要輸入到LTM開關(guān)上的兩路電源的電壓、頻率、相位差在所允許的范圍內(nèi),用戶都可按需在“優(yōu)先供電電源”和“備用供電電源”之間執(zhí)行“手動(dòng)切換”操作。例如:當(dāng)需要緊急排除故障或要求在”不停電”的條件下執(zhí)行調(diào)機(jī)操作時(shí),就需要執(zhí)行手動(dòng)切換操作。此時(shí),如果遇到這兩路輸入電源之間的相位差的窗口較大時(shí),則需要在LCD顯示屏上、通過菜單操作將輸入到LTM開關(guān)的兩路電源之間的相位差范圍擴(kuò)大到±30º。相反,在正常操作時(shí),LTM開關(guān)所允許的相位差僅為<±15º。當(dāng)我們在執(zhí)行“手動(dòng)切換”操作時(shí),根據(jù)兩路輸入電源是否能滿足“相互同步入鎖”條件的不同、而可能出現(xiàn)如下幾種截然不同的切換操作狀態(tài):5.7.1 “同步入鎖”切換操作:當(dāng)兩路輸入電源的電壓、頻率、相位差都在LTM開關(guān)所允許的切換窗口范圍之內(nèi)時(shí),LTM開關(guān)執(zhí)行自動(dòng)切換的操作的時(shí)間<
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 2024武進(jìn)區(qū)公共資源交易中心業(yè)務(wù)培訓(xùn)合同
- 2024年離婚雙方財(cái)產(chǎn)分割詳細(xì)合同指導(dǎo)版B版
- 小學(xué)生新學(xué)期開學(xué)演講稿集錦6篇
- 2024版地產(chǎn)廣告資源整合與宣傳合作合同3篇
- 2024最高額反擔(dān)保合同
- 校本教研經(jīng)驗(yàn)交流個(gè)人工作計(jì)劃
- 二零二五年度房產(chǎn)車輛轉(zhuǎn)讓與子女婚后共同財(cái)產(chǎn)協(xié)議3篇
- 二零二五年度森林防火安全合作協(xié)議3篇
- 知到智慧樹網(wǎng)課《創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)心智模式探索》章節(jié)測試滿分答案
- 小學(xué)數(shù)學(xué)教師的專業(yè)成長之路
- DB34T4868-2024智慧醫(yī)院醫(yī)用耗材院內(nèi)物流規(guī)范
- 防高墜安全警示培訓(xùn)
- 2024年浙江嘉興市眾業(yè)供電服務(wù)限公司招聘38人高頻500題難、易錯(cuò)點(diǎn)模擬試題附帶答案詳解
- 初中英語聽課記錄全集
- 課堂小游戲教學(xué)游戲互動(dòng)砸金蛋
- ISO∕TR 56004-2019創(chuàng)新管理評估-指南(雷澤佳譯-2024)
- 春節(jié)的習(xí)俗課件
- 小學(xué)舞蹈課學(xué)情分析
- GB 31825-2024制漿造紙單位產(chǎn)品能源消耗限額
- 《煤礦地質(zhì)工作細(xì)則》礦安﹝2024﹞192號(hào)
- 高考地理真題面對面押題精講練太陽視運(yùn)動(dòng)(原卷版)
評論
0/150
提交評論