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UPS是数据中心供电安全可靠性必备核心设备，其供电质量改善和不间断供电保障能力，大幅提高了IT设备供电的可靠性和安全性。设计院设计方案，UPS厂商设备应用方案，运维需求性等都是从自己专业角度提供各种应用方案组合，本文我们将从UPS设计选型和设备厂商方案，以及运维维护单位等方面来综合考虑其应用中的重难点问题，同时所有的技术方案选择中都面临技术经济性分析比较，也将从此方面给出经济指标参考，来选择合适适用的技术方案。 由于UPS应用容量和并机运行组合方式的多样性，本文从个人经验来介绍案例：经典型2000KVA干式变压器后500KVA×4架构的组合模式；就如下问题展开讨论： 500KVA-UPS的电缆选型，输入和输出断路器选择和保护值整定，电池开关柜的组合选型方案，UPS电缆接线空间布局施工美观建议等。 由于篇幅限制，有关UPS上电调试，参数设置，UPS运维等相关方面的应用后期再做分享。 1、典型的2000KVA干式变压器后 500KVA×4架构组合模式 1.1 典型500KVA×4方案介绍 方案描述：干式变压器采用2000KVA容量作为一个区域供电节点，0.4KV母线系统作为UPS输入断路器和手动维修旁路母联上级母线系统。UPS输出断路器分别接入下一级0.4KV母线系统，手动维修旁路母线输入断路器同时也接入0.4KV母线系统，二者多采用挂锁和控制合闸回路互锁方式来避免误操作，防止是UPS回路的反送电和供电不同步环流震荡等问题的发生。 1.2 UPS温度等环境要求 UPS电源供电系统应安装在具有足够通风量、凉爽、湿度不高和具有无尘条件的清洁空气的运行环境中。尽管一般UPS所允许的温度范围为0 -40°C之间，然而，如条件允许时，应将环境温度控制在 35°C以下。严禁将UPS安装在具有金属导电性的尘埃的环境中，否则会导致产生短路故障。当然，也不宜将UPS安放在靠近热源的位置上。 不管所配的UPS蓄电池组是否配有带温度补偿的充电器。为了确保电池组的使用寿命，应该将电池房的温度控制在20°C -25°C之间。 为利于维修和散热，一般希望在机柜的四周留下0.5 -1米的空间。如上出风UPS被靠墙安装时，机柜与墙之间的距离最少应留下0.1米的距离。注意：部分UPS系列采用后出风设计，不能靠墙安装。用户在设计UPS机房的通风冷却系统时，请参看各种UPS的功耗和通风量数据。 2、 500KVA-UPS电缆选型 2.1 500KVA-UPS电缆选型影响因素 2.2 500KVA-UPS主输入电流 2.3 500KVA-UPS静态维修旁路电流 2.4 500KVA-UPS电池开关柜直流电流
2.5 500KVA-UPS电缆选项设计院和厂商推荐方案对比 2.5.1单芯截面面积 2.6 电缆载流量参考数据表 截至这里电流和电缆的匹配关系已经很清晰，额定基本容量都可以满足工况使用，但是在富裕程度上面设计院更加保守。电池在最大放电电流的情况下，由于持续时间较短，加之电线的运行温升就是在40℃的工况下也可以以1.2倍额定电流运行60秒，可靠性是可以保证。 关于UPS设备的过载特性如：输出1.5倍额定电流持续30秒，1.25倍额定电流持续600秒。复核计算如下：759A*1.5=1138.5A, 759A*1.25=948.7A,30秒工况满载UPS下电缆25摄氏度下为1138.5A基本不需考虑，600秒工况满载UPS下电缆25摄氏度下948.7A于此时的额定载流量980A相比，完全可行。 厂商推荐方案和设计院设计方案电缆的工况运行都可以满足业主方运维需求，但是设计院设计方案选型更加保守，在项目使用上采用合格电缆是完全可以满足工况运行。 3 、 UPS的输入和输出断路器选择和保护值整定 3.1 UPS各断路器配置方案 3.2 UPS各断路器配置方案容量复核
通过具体数据的对比和复核，断路器容量选型中，我们可以确认设计院方案和厂商推荐配置方案同样是满足工况使用要求。客户是可以采用2者中的方案之一，设计院通常的保守做法也是在设计选型的范围内。 3.3 UPS各断路器保护值整定 UPS正常运行所允许的过载能力
设计院给出的断路器整定值偏大，对事故中断路器的分级保护选择性调整并不理想，整定值灵敏性有待验证，而且回路属于线路性负载无大大电流冲击负荷，及时在低负载率情况功率因数过低的情况下也无大的过电流产生，UPS自我保护功能同时也是线路保护的后备保护，因此建议整定之向下收缩，将保护整定的灵敏性落在较合理的区域内。 4、 电池开关柜的组合选型方案 4.1 500KVA-UPS选择的意义 选择500KVA作为本案例进行UPS应用介绍，主要一个争议点就是直流断路器在此容量下的分界线上，给采购选型使用带来很多问题，其中造价问题是业主方不得不考虑的一重要因素。 方案A：直流框架断路器 VS 方案B：负荷隔离开关带脱扣
4.2 电池开关柜主断路器作用和用途分析 作用一：当UPS充电回路出现异常的情况下，特别严重事故时UPS发跳闸指令给电池主开关，主开关脱口进行保护。 作用二：当UPS检修作业的情况下，操作人员手动断开断路器，进行必要的检修作业，同时起到一个可视断开点的检修确认条件。 有争议的作用三：电池短路保护，此功能和作用描述，目前已经不被人接受了，分组电池的熔断器，能够更加灵敏的进行分组电池的保护作用，分组汇流排的短路发生时具有脱扣功能的负荷隔离开关也可起相同的作用。 4.3 技术的经济性比对
方案A和方案B均能够满足项目的使用要求，但是在技术经济方面，负荷隔离开关方案A更加具有吸引力，而且在功能性要求等方面均满足使用要求。站在业主方来考虑投资成本的话方案A是最适合方案。 5 UPS电缆接线空间布局施工美观建议 1 电缆电线路径合理规划； 2 交流输入电缆进行层桥架进入UPS时应充分考虑接线位置和长度，考虑下桥架到进设备柜内高度的转弯半径，统一考虑走线布局； 3：交流输出电缆到旁边的交流输出柜，电缆走线距离较近，出线时应考虑在桥架内部水平方式的转弯半径调整好进柜的角度，促使走线美观整洁； 4：直流电缆的布线，桥架内成组布放，电缆应水平不满桥架，防止单边满放造成侧向承重过大，水平倾斜现象的发生。 结论 本文就典型的2000KVA干式变压器后500KVA×4架构组合模式，对：500KVA-UPS的电缆选型，输入和输出断路器选择和保护值整定，电池开关柜的组合选型方案，UPS电缆接线空间布局施工美观建议展开讨论。同时也是作用IDC电气工程师必须具备的知识点，对此部分完全掌握是必备的基本技能。由于篇幅限制后面会对UPS上电调试，参数设置，UPS操作流程，UPS运维等相关方面的应用做探讨。 |
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