艾默生UPS电源UHA1R-0020(中国)有限公司

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艾默生UHA1R-0020 标准机



本产品名称型号产品规格
艾默生UHA1R-0020 标准机UHA1R-0020后备式


艾默生UHA1R-0020 标准机(2KVA/1800W)说明:
艾默生ups不间断电源UHA1R-0020
 
ITA 1-20kVA UPS是艾默生网络能源有限公司开发的智能化在线式正弦波不间断电源系统,可为用户的精密仪器设备提供可靠、优质的交流电源,采用模块化设计,可以根据需求装配为塔式或机架式,兼容单进单出和三进单出,适用于小型计算机中心、网络间、通信系统、自动控制系统和精密仪器设备的交流供电。
 
产品特点:
ITA系列UPS
功率范围:1-20K(推出)
产品特性:
超高功率密度
超宽输入电压范围
输出功率因数高达0.9
兼容机架/塔式安装方式
出色的节能环保特性
完全匹配易睿设计方案
 
ITA 1~3K
显示面板旋转设计,操作明确简洁,维护便利
输出方式灵活,提供国标/IEC标准/端子排方式
可提供多接口(USB, 485,干接点和SNMP卡)
可通过SIC卡接入机房的温度/湿度检测量
智能化电池管理功能,超大充电能力,延长电池使用寿命
 
艾默生UHA1R-0020详细参数
  
基本参数
额定容量:1800
额定功率:2KVA 
 
电池和运行时间
后备时间:约5分钟分钟
电池类型:内置电池,可热插拔; 
电压电流:输出含一个IEC 10A插座,3个国标10A插座。电池组电压48V

艾默生UPS电源UHA1R-0020(中国)有限公司

    摘要:为了确保铁路火车的可靠运行,需要为铁路用电系统等提供可靠的电源,目前国内大部分铁路系统已经使用UPS为用电设备提供不间断电源,为了实现对UPS运行状况、蓄电池参数、电网质量实时、准确的监测,需要设计一套专门的UPS电源监测系统,本文就是主要介绍基于人机界面和不间断电源UPS、ACR谐波仪表、蓄电池模块设计实现的一套铁路UPS电源监测系统,系统可以实现对UPS的输入参数、输出参数、旁路参数采集显示;蓄电池电压、充放电电流、温度等参数监测;进线回路电压、电流、功率、波峰系数、不平衡度数据显示;逆变输出的逆变器温度、电流、逆变器状态显示,整个系统提高了铁路电网用电质量并保证了电网监测管理水平[1],具有简明实用优点。

    关键词:UPS电源监控;蓄电池监测;人机界面;铁路电网自动监控

    艾默生UPS电源UHA1R-0020(中国)有限公司

        随着铁路运行规模的不断扩大,为铁路用电设备提供可靠的工作电源,对保障铁路系统的安全运行有着重要意义,UPS能够向负载提供更为稳定的电压,一旦输入电源中断,可在极短的时间内开启自身的储备电源,向负载供电。

        随着UPS电源的广泛应用,需要对UPS运行参数及状态进行监测,UPS监测系统成为了UPS供电的重要组成部分,系统主要实现对UPS供电过程中的输入、输出电压、电流、功率、频率、不平衡度、电池容量等参数及输出状态、旁路运行状态、逆变器状态、充放电状态、市电状态、故障状态等实现监测,同时对整个电网系统进行监控、管理及控制,确保了UPS用电设备安全运行,减少人员现场工作量;蓄电池也是UPS供电较为重要的部分,因此需要对蓄电池实时在线监测、管理,蓄电池监测系统就是用来实现对各个电池组电压、电流、温度、电阻等运行参数、蓄电池各项性能状况监控,便于发现蓄电池在运行中的安全隐患,为蓄电池的稳定、可靠运行提供重要保障,整个系统能够实现电网电能质量监测、谐波分析,为铁路用电系统提供可靠、优质的电网电能。

        本文以铁路UPS监测管理为例,提出利用触摸屏和UPS电源、谐波表ACR及蓄电池监测模块等研制一套UPS监测系统应用在铁路中,为铁路用电设备提供高质量电网电能并实现实时监测、管理。

    1、用户需求艾默生UPS电源UHA1R-0020(中国)有限公司

        为了实现对铁路UPS运行状况、运行数据集中监控,提高电网电能质量,保证电网监测管理水平,对所设计的UPS监测系统提出以下需求:

    实时显示:

        UPS:1#UPS、2#UPS电压、电流、有功功率、视在功率、不平衡度等基本参数与逆变输出状态、旁路运行、旁路相序、整流状态等,通过人机界面能够实时观测到UPS运行参数及运行状 况;

        逆变输出:逆变器温度、电流状态、逆变器状态、充电器状态显示,实时了解到UPS供电逆变输出时的逆变器运行状态;

        蓄电池:蓄电池组总电流、电压、电池充放电状态、电池连接状态、32组电池中每节的电压、温度、内阻参数,用户通过数据显示能清楚的了解到蓄电池工作情况;

        进线回路:市电、电流、功率、功率因数、不平衡度、波峰系数、波形因子、谐波棒图实时显示,让用户实时监测到当前电网电能质量;

    参数设置:艾默生UPS电源UHA1R-0020(中国)有限公司

        完成对ACR谐波仪表的电流值、电压值、电压不平衡度、电流不平衡度等参数报警值设置,电网电能参数超过系统设置的限值,自动发生报警指示,保证用电设备能够得到高质量电网电能;

        蓄电池组的内阻报警值、温度报警值、高低限电压报警值设置,当发生报警时,在人机界面直观的显示,为蓄电池的稳定、可靠运行提供保障;

    故障记录:

        主要实现对1#UPS及2#UPS运行过程中出现的电池未连接、无输出等故障进行记录显示,便于用户实时了解到UPS当前运行情况,对出现的故障进行及时处理,保证系统的正常运行。

    2、设计方案

        该项目基于用户对UPS监测系统的需求,采用昆仑通态触摸屏MCGS TPC7062KX与安科瑞ACR320ELH谐波仪表、伊顿UPS、禾嘉科技蓄电池绝缘监测模块,实现对UPS的输入、输出、旁路电压、电流、功率、频率、不平衡度、电池容量等参数显示;逆变输出的输出状态、旁路运行状态、逆变器状态、充放电状态、市电状态、故障状态等实现监测;蓄电池电压、充放电电流、温度等参数监测;进线回路电压、电流、功率、波峰系数、波形因子、电流系数、不平衡度数据显示,既能保证铁路用电系统的正常运行,又能提高铁路电网电能质量。

        对铁路电网智能UPS监测管理系统的设计满足以下所列制造和试验标准:

    2.1参考标准艾默生UPS电源UHA1R-0020(中国)有限公司

    DL/T721-2000        《电网自动化系统远方终端》

    JGJ/T 16-92         《建筑电气设计规范》

    GB/J63-90           《电力装置的电测量仪表装置设计规范》

    GB/T13729-2002      《远程终端通用技术条件》

    GB/50198-2011       《监控系统工程技术规范》

    DL/T 814-2002       《配电自动化系统功能规范》

    DL/T634-2002        《远动设备和系统传输规约基本远动任务配套标准》

    DL/T645-2007        《电网质量管理分析》

    GB/50198-2011       《监控系统工程技术规范》

    DL/T5003-2005       《电力系统调度自动化设计技术规程》

    2.2系统结构图

        为满足铁路UPS监测系统的统一监控、管理要求,现场UPS、谐波仪表ACR及电池绝缘监测模块等设备通过屏蔽双绞线连接至触摸屏[2],实现触摸屏对现场数据的采集、实时显示、参数的设置、故障记录,拓扑结构如图1所示。                                                     

                   

                                                          UPS电源                     ACR仪表                      蓄电池监测模块

    图1 UPS监测系统拓扑结构图

        系统总体架构如下图2所示,系统主要包括UPS1、UPS2、ACR320、滤波器、电池监测模块等,在电源正常供电时,系统从电源侧将交流电源直接送到用电设备,同时通过滤波器将电网电源滤波送至UPS供电系统,经过整流器将交流电源变换为直流电供给逆变器,同时给蓄电池组充电,逆变器将直流电变换成交流电,如果出现主输入电源断电,启用UPS供电系统,或整流器出现故障,由蓄电池组逆变转换给负载供电[4],保证了整个系统的正常运行;在输入电源侧及UPS电源输出侧接入ACR谐波仪表实时监测电网参数、电网质量、谐波数据,进行电网质量及谐波分析,利用触摸屏对UPS电流、电压,蓄电池电流、电压,电网质量、谐波数据实时监测,保证电网电能质量。

    图2 系统总体架构图

    2.3 主要设备清单

    表1 设备清单表

    序号

    名称

    型号、规格

    单位

    厂家

    1

    触摸屏

    TPC7062KX

    昆仑通态

    2

    网络电力仪表

    ACR320ELH

    安科瑞

    3

    UPS

    WP9130I3000T-XL

    伊顿

    4

    蓄电池绝缘监测模块

    HC-XDC

    禾嘉科技

    5

    软件

    UPS电源监测软件

    安科瑞

    2.4 产品介绍

    1. 网络电力仪表

    (1)产品外形

     

    实物图                                  尺寸图

    图3  ACR320ELH外形图

    (2)技术指标

    输入电压额定值:AC100V、400V

    电压功耗:<0.2VA

    电流额定值:AC 1A、5A

    输入电流过负荷:1.2倍持续,瞬时10倍/10秒

    电能脉冲:2路脉冲输出,10000、40000、160000imp/kwh

    工频耐压:2kV/1min交流有效值

    环境温度:工作:-10~+55℃,存贮:-25~+70℃

    频率:50 ± 5Hz,60 ±5Hz

    工频耐压: 2kV/1min交流有效值

    环境湿度:≤95%RH,不结露,无腐蚀性气体场所

    等级:电流、电压:0.2级,功率、有功电能:0.5级,频率:0.05Hz

        无功电能:1级

    2.  UPS电源监测软件

    (1) 软件的组成

         软件生成的用户应用系统,由主控窗口、设备窗口、用户窗口、实时数据库和运行策略五个部分构成,如图4所示。

    图4  软件组成图   

     

         主控窗口:确定了工业控制中工程作业的总体轮廓,以及运行流程、特性参数和启动特性等项内容,是应用系统的主框架;

        设备窗口:专门用来放置不同类型和功能的设备构件,实现对外部设备的操作和控制。设备窗口通过设备构件把外部设备的数据采集进来,送入实时数据库,或把实时数据库中的数据输出到外部设备;

        用户窗口:可以放置三种不同类型的图元、图符和动画构件,通过在用户窗口内放置不同的图形对象,用户可以构造各种复杂的图形界面,用不同方式实现数据和流程的“可视化”;

        实时数据库:是 MCGS 嵌入版系统的,相当于一个数据处理中心,同时也起到公共数据交换区的作用,从外部设备采集来的实时数据送入实时数据库,系统其它部分操作的数据也来自于实时数据库;

        运行策略:是对系统运行流程实现有效控制的手段,其本身是系统提供的一个框架,其里面放置由策略条件构件和策略构件组成的“策略行”,通过对运行策略的定义,使系统能够按照设定的顺序和条件操作任务,实现对外部设备工作过程的控制。

    (2) 软件的主要功能

    简单灵活的可视化操作界面,采用全中文、可视化的开发界面,符合使用习惯和要求;

    实时性强、良好的并行处理性能,32位系统,以线程为单位对任务进行分时并行处理;

    丰富的多媒体画面,以图像、图符、报表、曲线等形式,为操作员及时提供相关信息;

    提供了良好的安全机制,可以为多个不同级别用户设定不同操作权限;

    具有强大的网络通讯功能;

    提供多种不同的报警方式,具有丰富的报警类型,方便用户进行报警设置;

    支持多种硬件设备。

    3、系统功能

        上位机采用触摸屏MCGS TPC7062KX,通过触摸屏进行现场设备连接、数据库变量配置、界面设计等,完成在上位机中监控现场UPS、谐波表ACR320ELH及蓄电池模块功能。

    3.1 实时显示

        触摸屏采集UPS1和UPS2的电压、电流、功率、功率因数等基本参数及逆变输出、旁路运行、充放电等状态参数,并在人机界面进行实时刷新显示,方便用户及时了解电源各个

    参数及工作状态,具体数据如下图5、6所示。

    图5  UPS1数据显示界面

    图6  UPS2数据显示界面

         蓄电池监测系统主要监测1#电池组与2#电池组的电压、电流、温度、内阻等系列参数并显示,如下图7、8所示。

    图7  1#电池参数显示界面

    图8  2#电池参数显示界面

        电网参数管理界面用来显示市电、艾默生UPS电源UHA1R-0020(中国)有限公司UPS电参数电压、电流、功率、不平衡度等参数,电网质量界面显示波峰系数、波形因子、电流系数等参数,谐波棒图显示电压、电流谐波棒图,让用户实时了解当前电网质量,具体界面如下图9、10、11所示。     

    图9 电网参数显示界面

    图10  电网质量显示界面   


    图11  谐波棒图显示界面

    3.2 参数设置

        参数设置界面用来设置ACR谐波仪表的电流值、电压值、电压不平衡度、电流不平衡度参数设置;蓄电池组的内阻报警值、温度报警值、高低限电压报警值设置,当电池参数超过设置的报警值,系统自动产生报警,保证电池正常运行,设置参数界面如下图12所示。

    图12 参数设置界面

    3.3 故障记录

        故障记录主要对UPS1和UPS2运行过程中出现的故障进行记录并实时显示,让用户可以直观的看到1#UPS和2#UPS运行故障并及时处理,界面如下图13所示。

    图13 故障记录界面

    4 项目运行效果

        铁路UPS电源监测系统实现了对UPS工作状态监视、艾默生UPS电源UHA1R-0020(中国)有限公司运行状态参数显示及故障实时记录,确保UPS用电设备安全运行,监控各个蓄电池的充放电、旁路运行情况及蓄电池各项性能状况,便于发现蓄电池在运行中的安全隐患[3],在输入电源侧及UPS电源输出侧接入ACR谐波仪表能够实时监测电网参数、电网质量、谐波数据,进行电网质量及谐波分析,整个系统自投入运行以来,运转正常,收到较好的效果,一旦电网电源出现故障,UPS可在极短的时间内开启自身的储备电源,向负载供电,同时该系统能够实时准确地提供UPS电源系统电池组每一节电池的电压情况,对电压值超出额定范围的电池进行及时报警,使得维护人员能够及时更换报警电池,避免了电池组失效和电池异常引起爆炸等危险情况的发生,并且保证蓄电池稳定、可靠运行;使用该系统,减去了工作人员现场检测每一块电池的危险工作,也就避免了检测单块电池带给工作人员的安全威胁,减轻了值班人员的压力;同时参数设置界面,对谐波表的电流值、电压值、电压不平衡度、电流不平衡度,艾默生UPS电源UHA1R-0020(中国)有限公司蓄电池组的内阻报警值、温度报警值、高低限电压报警值设置,保证了监测系统的安全运行。