隨著企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)代化水平不斷提高，訂單式生產(chǎn)的時(shí)間性要求越來(lái)越高，企業(yè)間的競(jìng)爭(zhēng)日益加劇，訂單交貨的準(zhǔn)時(shí)性、產(chǎn)品質(zhì)量的良品率、生產(chǎn)成本的不斷降低等等對(duì)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力要求越來(lái)越高。于此同時(shí)，國(guó)際、國(guó)內(nèi)能源的緊缺，供電環(huán)境及供電質(zhì)量卻日益惡劣，而用電設(shè)備對(duì)于供電電網(wǎng)的質(zhì)量要求也越來(lái)越高。這就使很多企業(yè)日益將UPS應(yīng)用到生產(chǎn)在線，以提高生產(chǎn)力來(lái)應(yīng)對(duì)日趨激烈的競(jìng)爭(zhēng)。下面以某大型現(xiàn)代化生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)線UPS電力解決方案為例，介紹DELTA NT UPS在大型生產(chǎn)供電的動(dòng)力解決方案。

本次UPS供電系統(tǒng)建設(shè)主要是為中山緯創(chuàng)資通工廠產(chǎn)線生產(chǎn)設(shè)備供電，因產(chǎn)線幾秒鐘的斷電也會(huì)讓用戶蒙受很大的損失，因此客戶希望采用UPS來(lái)為產(chǎn)線保駕護(hù)航，提高產(chǎn)線供電系統(tǒng)的可靠性。

通過(guò)與企業(yè)自動(dòng)插件生產(chǎn)線部門溝通，得知客戶生產(chǎn)線的設(shè)備主要為SMT機(jī)，產(chǎn)線主要為某國(guó)際公司生產(chǎn)游戲機(jī)。產(chǎn)線單條容量最大為25KVA,共有22條生產(chǎn)線，總?cè)萘考礊椋?5KVA*22=550KVA。根據(jù)客戶初期的規(guī)劃，打算為每臺(tái)生產(chǎn)線配置一臺(tái)UPS 50KVA的ups，即分布式供電方案。主要考慮的因素是，風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較小，即使UPS損壞，也僅僅影響一條產(chǎn)線的生產(chǎn)。另外，客戶以前也是這樣配置的，已經(jīng)形成了固有模式。我們總結(jié)客戶的需求特點(diǎn)為以下兩條：

1）要為多條產(chǎn)線提高供電保障，并且希望供電可靠度有一定保證，降低風(fēng)險(xiǎn)；

2）預(yù)算有限，花最少的錢，辦最大的事。

基于以上客戶需求分析，我們?yōu)榭蛻舳ㄖ屏巳缦陆鉀Q方案。此方案的出發(fā)點(diǎn)，主要是從降低整體成本、提高供電可靠性方面著手。

1）根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，在正常生產(chǎn)中產(chǎn)線設(shè)備的實(shí)際功率約為標(biāo)稱值的60%左右。即以上負(fù)載實(shí)際使用時(shí)負(fù)載量約為550*60%≈330KW。我們以此負(fù)載量來(lái)配置UPS，做到為客戶配置合適、夠用的UPS，盡量避免UPS容量配置過(guò)大，造成浪費(fèi)和成本的提升。

2）UPS的容量選擇主要是由負(fù)載的大小,負(fù)載的特性以及預(yù)留容量的大小來(lái)確定的.通常的計(jì)算公式是:UPS容量=                                                  

首先,UPS的容量必須大于所帶負(fù)載的總?cè)萘?

其次,不同特性的負(fù)載對(duì)UPS的容量要求也不同.如負(fù)載接近電阻特性,輸入功率因子大于UPS的輸出功率因子(一般為0.7-0.8),則按 UPS的輸出功率因子來(lái)計(jì)算;如負(fù)載的輸入功率因子小于UPS的輸出功率因子,則按負(fù)載的輸入功率因子來(lái)計(jì)算.

第三,為保證UPS長(zhǎng)期穩(wěn)定地運(yùn)行,負(fù)載容量一般不超過(guò)UPS容量的80%, 并且新裝UPS一般還要留出一定的負(fù)載擴(kuò)容余量.

3）根據(jù)上面的分析及計(jì)算公式，我們建議配置的UPS總?cè)萘繎?yīng)為：330KW÷0.8÷0.8≈520KVA ；

（說(shuō)明：第一個(gè)0.8為UPS輸出功率因子，第二0.8為UPS預(yù)留容量和超載、負(fù)載量變化時(shí)考慮的最佳帶載量。）

故，UPS的總?cè)萘繎?yīng)該為考慮為600KVA。

因此，建議使用DELTA NT UPS并聯(lián)冗余系統(tǒng)，其容量范圍為20-3200KVA，其是專門設(shè)計(jì)用在大型工礦企業(yè)。采用全橋逆變架構(gòu)和內(nèi)置輸出隔離變壓器，負(fù)載適應(yīng)性最強(qiáng)，超載能力突出，設(shè)備技術(shù)成熟，性能穩(wěn)定可靠，運(yùn)行效率高。最適合為企業(yè)的大型生產(chǎn)線穩(wěn)定運(yùn)行提供可靠保障。

每條生產(chǎn)線由一臺(tái)NT 50KVA UPS來(lái)供電（留有余量）。此供電方案優(yōu)點(diǎn)是：每條生產(chǎn)線各由一臺(tái)UPS承擔(dān)，即使一臺(tái)UPS故障，也不會(huì)導(dǎo)致所有的負(fù)載得不到保護(hù)。缺點(diǎn)是：

1）22臺(tái)50KVA UPS的總成本高于方案二，整體擁有成本最高。

2）每臺(tái)UPS都留有余量但并不一定每條生產(chǎn)線以后都會(huì)加設(shè)備，而且，這些余量，只有這條產(chǎn)線才能利用，其它產(chǎn)線無(wú)法利用，這樣就造成一定程度的UPS余量資源浪費(fèi)。

3）設(shè)備眾多，管理、維護(hù)工作繁雜，造成后期使用、管理成本增大。

4）所有產(chǎn)線都由單臺(tái)UPS供電，系統(tǒng)供電可靠性低。

這是一種優(yōu)化的供電方案，既大大提高了系統(tǒng)供電的可靠性，而且也可以充分的利用現(xiàn)有的資源，最大化的節(jié)約成本。這種方案是由3臺(tái)NT 320KVA UPS組成并聯(lián)供電系統(tǒng)，電池組采用共享的方式。見下圖。此供電方案的好處是：

1）供電可靠性大大提高。3臺(tái)UPS并聯(lián)工作，共同承擔(dān)負(fù)載，給系統(tǒng)供電。即使一臺(tái)UPS損壞，負(fù)載還可正常工作，繼續(xù)受到另外兩臺(tái)UPS的保護(hù)。

2）3臺(tái)UPS共享電池組，可大大降低用戶成本，且電池也不會(huì)因?yàn)閁PS損壞而不能利用，大大提高了電池的利用率。

3）比分散式供電方案（采用22臺(tái)UPS來(lái)供電）的成本要低很多。

 

（三臺(tái)UPS并聯(lián)共享電池組原理圖）

為了確保重要負(fù)載不會(huì)因?yàn)?SPAN>UPS、電池、內(nèi)部模塊系統(tǒng)等的故障造成斷電等問題，在現(xiàn)有技術(shù)條件下，采用“N+1”型UPS冗余并機(jī)供電系統(tǒng)是消除這些故障較容易實(shí)現(xiàn)和較可靠供電方案。它是在確保各臺(tái)UPS單機(jī)的逆變器輸出電源處于同幅度、同頻率和同相位的條件下(出現(xiàn)在各種UPS單機(jī)之間的“環(huán)流”等于零)，將“N+1”臺(tái)具有相同輸出功率的UPS單機(jī)的輸出端置于并聯(lián)輸出狀態(tài)來(lái)運(yùn)行的供電系統(tǒng)。（見三臺(tái)UPS并聯(lián)共享電池組原理圖）。

這種并機(jī)方案大大優(yōu)于UPS的單機(jī)運(yùn)行方式。采用冗余并機(jī)供電系統(tǒng)的可靠性體現(xiàn)在以下方面：
1）確保在有一臺(tái)UPS出故障時(shí)，仍然能夠?yàn)樗�有�?fù)載提供不間斷的高可靠的電源。
2）冗余并機(jī)系統(tǒng)帶來(lái)了負(fù)載用電的可靠性的顯著提升，并使該類負(fù)載的供電可靠性達(dá)到 99.999%甚至更高。
3）在隨著客戶業(yè)務(wù)的增長(zhǎng)，對(duì)負(fù)載設(shè)備進(jìn)行擴(kuò)容時(shí)，只需對(duì)現(xiàn)有的并機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)容即可，而無(wú)需新建一套新的UPS供電系統(tǒng)，從而為客戶節(jié)省相應(yīng)的成本，并依然保持該供電系統(tǒng)的高可靠性。

就本次的UPS需求來(lái)看,集中供電還有如下優(yōu)點(diǎn)（見表格），22條生產(chǎn)線， 若每條產(chǎn)線采用一臺(tái)UPS供電，則需要22臺(tái)50KVA UPS。若采用DELTA UPS集中供電方案，需要3臺(tái)320KVA UPS供電。

序號(hào)	項(xiàng)目	22臺(tái)50KVAUPS供電方案	3臺(tái)320KVAUPS共享電池組供電方案
1	可靠性	單機(jī)供電，可靠性低	并聯(lián)冗余供電，可靠性是單機(jī)供電的2倍以上
2	維護(hù)管理	管理者面對(duì)22臺(tái)UPS，維護(hù)量大，管理成本高	只有3臺(tái)UPS, 維護(hù)、管理成本低，可更專注于產(chǎn)線生產(chǎn)
3	容量利用率	總?cè)萘繛?2*60KVA,實(shí)際總?cè)萘扛�。因冗余容量分散到了每條產(chǎn)在線，導(dǎo)致利用率低，每臺(tái)UPS的剩余容量只能被一條產(chǎn)線利用，其它產(chǎn)線無(wú)法利用。且每條產(chǎn)線容量固定，當(dāng)此產(chǎn)線擴(kuò)容時(shí)，容量又可能不足。	實(shí)際總?cè)萘繛?*320KVA，小于22*60KVA,容量利用率高。冗余的容量可被所有產(chǎn)線利用。功率需求小的產(chǎn)線，可把剩余容量讓給功率需求大的產(chǎn)線利用。并且還可把剩余容量集中起來(lái)，提供系統(tǒng)冗余。，供電可靠性提高。
4	擴(kuò)容方便性	分散供電，擴(kuò)容受限制，且擴(kuò)容的容量，只能被一條產(chǎn)線利用	并機(jī)共享電池，擴(kuò)容時(shí)無(wú)需增加電池，集中供電，擴(kuò)容方便
5	電池顆數(shù)	22臺(tái)UPS，至少需要22*30顆電池，（假設(shè)每臺(tái)UPS 30顆電池），電池?cái)?shù)量越多，電池故障機(jī)率越高。	3臺(tái)UPS共享電池，電池?cái)?shù)量在保證延時(shí)的集成上，可盡量的降低，最低只需60顆電池，電池維護(hù)成本、購(gòu)置成本、損壞機(jī)率等都會(huì)大大降低
6	發(fā)熱量	假設(shè)一臺(tái)UPS的效率為92%，則22臺(tái)UPS的發(fā)熱量為60*（1-92%）*22=105�？偘l(fā)熱量大，電費(fèi)高，增加空調(diào)投資及費(fèi)用。	同樣，3臺(tái)UPS的發(fā)熱量為：320*（1-92%）*3=76.8,遠(yuǎn)低于105。節(jié)省電費(fèi)，介紹空調(diào)費(fèi)用。
7	占地面積	每臺(tái)UPS除了自身的尺寸外，還需要預(yù)留安裝空間，假設(shè)，預(yù)留的安裝空間為左右各300mm，前后各500mm，則每臺(tái)UPS安裝預(yù)留的空間為600mm*1000mm=0.6平方米，22臺(tái)ups，則需要22*0.6，電池也以一臺(tái)UPS計(jì)算，則不算UPS及電池自身空間，光預(yù)留安裝空間就需44*0.6=28.4平方米，對(duì)其它設(shè)備來(lái)講，這些空間全部浪費(fèi)，不能利用。	顯然，采用3臺(tái)UPS，無(wú)需預(yù)留大量的安裝空間，占地面積大大減小，空間利用率大大提高。節(jié)省寶貴的廠房用地。
8	電池組利用率	每臺(tái)UPS單獨(dú)使用電池，若此UPS損壞，即使電池正常，電池組也不能利用。	電池組采用共享的方式，UPS損壞，電池組還能被其它UPS利用，電池組利用率大大提高，整體延時(shí)時(shí)間得到根本保證。
9	整體擁有成本	22*（50KVA UPS單價(jià)+電池單價(jià)*30）---高	3*（320KVA UPS單價(jià)+電池單價(jià)*30）---低

備注：電池以每臺(tái)UPS配置30顆電池計(jì)算。

多機(jī)并聯(lián)共享電池組方案有多種供電模式，具有非常高的供電可靠性，為客戶提高生產(chǎn)力提供了強(qiáng)有力的保證。

1）正常供電模式

當(dāng)UPS處于并聯(lián)模式時(shí)(容量、電壓及頻率必須相同)，輸出負(fù)載由并聯(lián)中的UPS平均分配。UPS并聯(lián)中有UPS發(fā)生故障，若負(fù)載容量小于其它并聯(lián)中UPS的總?cè)萘�，則此故障之UPS輸出會(huì)關(guān)閉，且負(fù)載由其它并聯(lián)中的UPS 平均分配。若負(fù)載容量大于其它并聯(lián)中UPS的總?cè)萘�，則所有UPS的逆變器關(guān)閉，負(fù)載轉(zhuǎn)由備用電源供電。

2）電池供電模式

UPS處于并聯(lián)模式時(shí)，當(dāng)交流市電無(wú)法正常供應(yīng)電力時(shí)，例如：電壓不穩(wěn)定、突波、跳電或電力中斷等電力異�，F(xiàn)象，UPS會(huì)自動(dòng)由正常供電模式轉(zhuǎn)態(tài)至電池供電模式，在轉(zhuǎn)態(tài)期間其輸出電壓無(wú)變化。

（3）備用電源供電模式

當(dāng)逆變器遇到異常情況，如(1)溫度過(guò)高 (2)超載時(shí)間過(guò)長(zhǎng) (3)輸出短路 (4)輸出電壓異常 (5)電池放電終止時(shí)，逆變器會(huì)自動(dòng)保護(hù)鎖機(jī)，如此時(shí)備用電源供應(yīng)正常，則所有UPS會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)由備用電源供電，使負(fù)載供電不會(huì)中斷。當(dāng)逆變器異常狀況排除后，UPS會(huì)自動(dòng)由備用電源供電模式轉(zhuǎn)態(tài)回正常供電模式。

（4）維護(hù)旁路模式

UPS需保養(yǎng)或維修時(shí)，此時(shí)在確定備用電源供電正常下，可用人工方式將其供電模式轉(zhuǎn)態(tài)至維護(hù)旁路供電模式，在此供電狀態(tài)下，可將UPS內(nèi)部電源完全切除，除了端子座及”維護(hù)旁路”開關(guān)有高壓以外，UPS內(nèi)部沒有高壓，可進(jìn)行UPS維護(hù)的動(dòng)作。

DELTA UPS致力于為客戶提供高可靠的動(dòng)力保障解決方案，以期為客戶解決因電力情況而帶來(lái)的損失，從而達(dá)到為客戶提升競(jìng)爭(zhēng)力的目的。從本案例我們看到，DELTA 為客戶打造的大容量并聯(lián)UPS共享電池方案，非常適合在大型工廠應(yīng)用，特別是為具有多條產(chǎn)線的工廠、車間提供動(dòng)力保障。■