科士达：叙述UPS电源与ATS的使用关联
2017/9/19 8:27:32 点击：
ATS(Automatic transfer switchingequipment,主动变换开关)。首要用在紧迫确保供电体系,将负载电路从一路电源主动换接至另一路(备用)电源的开关电器,以确保重要负荷可以接连、牢靠运转。ATS常见为机械结构,变换时刻多为100ms以上。在IT设备,例如服务器前端无电力接连维护的情况下,直接运用会形成负载断电。故常适用于照明、电机类负载的直接运用。
ATS在UPS电源体系中的配套运用是十分遍及的,尤其在供给高牢靠性的多机并联体系前端,一般需求运用ATS在多市电输入之间以及市电和发电机之间进行UPS输入电力的切换和中止维护。图1给出了ATS用于UPS输入电力的切换和中止维护的示意图。
ATS一般由两部分组成:开关本体和控制器。ATS是一种多类型的产品,依据国际标准IEC-60947-6规则,ATS的开关本体可分为PC级(全体式)和CB级(断路器)两个等级。
①PC级:一体式结构(三点式)。它是双电源切换的专用开关,具有结构简略、体积小、自身联锁、变换速度快(0.2s内)、安全、牢靠等优点,负载开关和接触器双投型的ATS都属于PC级,本体只能作为主动变换开关运用,不具备过载和短路以及其他维护功用,需求装备短路维护电器。
②CB级:装备过电流脱扣器的ATS,它的主触头可以接通并用于分断短路电流。它是由两台断路器加机械联锁组成,具有过载、短路以及其它维护功用。
作业极数上,ATS常见有3极切换和4极切换(带N切换)两种,其作业原理图如图2所示。在4极ATS的切换过程中,由于N线的切换很难与三个相线同步,成为毛病发作的首要原因,所以在数据中心的供电体系中,一般选用3极ATS,而不用4极ATS。
切换办法上,ATS分为先断后通型和先通后断型(中性线堆叠切换)。
作为电源切换类产品,ATS的开展阅历了接触器类、MCCB塑壳开关类、负载阻隔开关类和一体化主动切换开关类。在UPS体系中,均选用一体化主动切换开关。
1 事例毛病描述
某电力公司数据中心机房运用三进三出120kVA UPS一台,装备有双输入市电并经过ATS切换供UPS输入运用,体系作业近一年均正常。一日,主输入A市电中止,ATS切换至备用B市电,但在切换的一起,网络管理人员发现由UPS供电的主服务器全部宕机,但非服务器设备例如显现屏等作业正常,仔细观察UPS,也显现正常作业状况。
2 事例毛病检测
经工程师现场检测,客户负载率为66%,其间A相电流114A;B相电流60A,C相电流78.6A。两路市电经4极ATS切换后为UPS供电。
查询UPS LOG记载,在市电中止和市电康复(ATS断电切换)之间,UPS记载有逆变器输出反常,逆变器封闭。
3 事例毛病剖析——UPS配电前端运用ATS4极切换为本次毛病的原因
当市电A输入中止,ATS带N切换,在切换的时刻内,UPS视同正常电力中止,主动维护发动电池作业。可是在这个极短的切换并UPS发动电池作业的时刻内,全体UPS三相逆变器输出体系是没有零线的,图3为正常的UPS三相逆变器的作业示意图,N线正常。当N线中止后,恣意两相负载对应的输入将是三相输出体系的线电压,当负载三相并不平衡的时分,即会导致负载相电压(逆变器输出相电压)输出的不平衡,负载高的相位的相电压就高,负载低的相位的相电压就低,一旦超过逆变器的输出电压答应限值,将会导致UPS视同输出毛病,然后封闭UPS。
当ATS切换完结后,后备B市电供电正常,N线也正常切换后接通,UPS此刻将视同市电康复,重新发动,一切作业正常。可是由于服务器对供电中止时刻的要求,现已进入了宕机的进程中。
4 事例毛病处理方案
替换UPS前端ATS,运用先通后断型ATS,或许改造4极ATS为3极ATS,铲除断N危险。一起尽可能的将三相负载改造平衡。
5 事例知识点和延伸
①在民用建筑实践运用中,TN-S配电体系(我国标准)断N是较为常见的一种毛病,可是危害往往十分大。例如在村庄或许城市小区民用供电常常将一栋楼或许一个村庄作为单独的相进行供电,一旦发作N线中止(例如户外雷击),常会导致负载高的某一栋楼或许某一个村庄供电电压飙升,摧毁电灯等家用电器;而负载轻的楼或许村庄将会呈现供电电压不行的情况(这个却是相对安全,不会有什么大问题)。毛病原理和上述我们的剖析一样;
②在通用的商业UPS体系中,由于非前后全阻隔的架构,UPS前端的输入N线一般是禁止中止的,单个国外的厂家甚至在中小容量UPS内置的输入开关中的N线运用铜排/铜管直联的办法防止断N;
③另外,在ATS输入切N变换时,由于N线的中止以及ATS输入两个N线之间的差异,UPS逻辑控制电路有可能会失掉参考点,在市电切换以及切换完结后,逻辑控制电路无法正常宣布指令通知UPS切换成功,照旧保持了电池供电的过错指令,导致电池过错的放电结束,最终在市电正常作业的情况下,UPS由于电池耗尽或预设电池作业时刻完结而关机。在上述的事例中,情况严重时分,由于UPS体系逻辑控制点失掉了参考点N线,甚至会导致逆变器摧毁的极点毛病;
④在实践处理上述事例的作业中,我们常常会遇到客户不愿意替换为先通后断型的ATS(价格较为贵重)。许多现场工程师只能折衷,在尽可能确保安全和削减资金再次投入的情况下,将原有的4极ATS改造为3极ATS,那么就会发生一个需求处理的问题:体系的N线怎么挑选和怎么确保接连。笔者在现场所见,一般的做法是将双电源的N线短接,或许将一路N线去除,始终运用一路N线,特别是在双市电输入。在源头实践为单市电经过两个母线变压器供电的电气回路中,常常有此类改造。从电气安全性上考虑,此类改造会有必定的缺点,一起这种改造办法还需求注意以下两点:一是很有可能会遭到设计院或监理方的强烈对立,依据的标准为低压标准施工的要求。实践上,依据笔者和低压标准起草单位多名电气专家的交流,低压标准在此类情况下,是和UPS的实践作业电气要求有必定抵触的,是不能彻底硬套这个标准履行的,这就需求和现场人员做好相关技能详细的解说作业,至少要知道运用4极带N切换ATS是不可取的;另一方面,依据笔者的经历,此类改造前主张测量两个不同输入的N线,确保压差在2V以内,较为安全;
⑤许多UPS电源厂家在呈现此类ATS的毛病的时分,一般主张的处理方案为将三相负载改造平衡,添加输入阻隔变压器。这是一种投入十分大的、比较“偷闲”的“方方面面都不开罪”的处理方案,许多时分并不必定彻底需求,实践运作中由于涉及到很多资金的再次投入,也较为困难。
ATS在UPS电源体系中的配套运用是十分遍及的,尤其在供给高牢靠性的多机并联体系前端,一般需求运用ATS在多市电输入之间以及市电和发电机之间进行UPS输入电力的切换和中止维护。图1给出了ATS用于UPS输入电力的切换和中止维护的示意图。
ATS一般由两部分组成:开关本体和控制器。ATS是一种多类型的产品,依据国际标准IEC-60947-6规则,ATS的开关本体可分为PC级(全体式)和CB级(断路器)两个等级。
①PC级:一体式结构(三点式)。它是双电源切换的专用开关,具有结构简略、体积小、自身联锁、变换速度快(0.2s内)、安全、牢靠等优点,负载开关和接触器双投型的ATS都属于PC级,本体只能作为主动变换开关运用,不具备过载和短路以及其他维护功用,需求装备短路维护电器。
②CB级:装备过电流脱扣器的ATS,它的主触头可以接通并用于分断短路电流。它是由两台断路器加机械联锁组成,具有过载、短路以及其它维护功用。
作业极数上,ATS常见有3极切换和4极切换(带N切换)两种,其作业原理图如图2所示。在4极ATS的切换过程中,由于N线的切换很难与三个相线同步,成为毛病发作的首要原因,所以在数据中心的供电体系中,一般选用3极ATS,而不用4极ATS。
切换办法上,ATS分为先断后通型和先通后断型(中性线堆叠切换)。
作为电源切换类产品,ATS的开展阅历了接触器类、MCCB塑壳开关类、负载阻隔开关类和一体化主动切换开关类。在UPS体系中,均选用一体化主动切换开关。
1 事例毛病描述
某电力公司数据中心机房运用三进三出120kVA UPS一台,装备有双输入市电并经过ATS切换供UPS输入运用,体系作业近一年均正常。一日,主输入A市电中止,ATS切换至备用B市电,但在切换的一起,网络管理人员发现由UPS供电的主服务器全部宕机,但非服务器设备例如显现屏等作业正常,仔细观察UPS,也显现正常作业状况。
2 事例毛病检测
经工程师现场检测,客户负载率为66%,其间A相电流114A;B相电流60A,C相电流78.6A。两路市电经4极ATS切换后为UPS供电。
查询UPS LOG记载,在市电中止和市电康复(ATS断电切换)之间,UPS记载有逆变器输出反常,逆变器封闭。
3 事例毛病剖析——UPS配电前端运用ATS4极切换为本次毛病的原因
当市电A输入中止,ATS带N切换,在切换的时刻内,UPS视同正常电力中止,主动维护发动电池作业。可是在这个极短的切换并UPS发动电池作业的时刻内,全体UPS三相逆变器输出体系是没有零线的,图3为正常的UPS三相逆变器的作业示意图,N线正常。当N线中止后,恣意两相负载对应的输入将是三相输出体系的线电压,当负载三相并不平衡的时分,即会导致负载相电压(逆变器输出相电压)输出的不平衡,负载高的相位的相电压就高,负载低的相位的相电压就低,一旦超过逆变器的输出电压答应限值,将会导致UPS视同输出毛病,然后封闭UPS。
当ATS切换完结后,后备B市电供电正常,N线也正常切换后接通,UPS此刻将视同市电康复,重新发动,一切作业正常。可是由于服务器对供电中止时刻的要求,现已进入了宕机的进程中。
4 事例毛病处理方案
替换UPS前端ATS,运用先通后断型ATS,或许改造4极ATS为3极ATS,铲除断N危险。一起尽可能的将三相负载改造平衡。
5 事例知识点和延伸
①在民用建筑实践运用中,TN-S配电体系(我国标准)断N是较为常见的一种毛病,可是危害往往十分大。例如在村庄或许城市小区民用供电常常将一栋楼或许一个村庄作为单独的相进行供电,一旦发作N线中止(例如户外雷击),常会导致负载高的某一栋楼或许某一个村庄供电电压飙升,摧毁电灯等家用电器;而负载轻的楼或许村庄将会呈现供电电压不行的情况(这个却是相对安全,不会有什么大问题)。毛病原理和上述我们的剖析一样;
②在通用的商业UPS体系中,由于非前后全阻隔的架构,UPS前端的输入N线一般是禁止中止的,单个国外的厂家甚至在中小容量UPS内置的输入开关中的N线运用铜排/铜管直联的办法防止断N;
③另外,在ATS输入切N变换时,由于N线的中止以及ATS输入两个N线之间的差异,UPS逻辑控制电路有可能会失掉参考点,在市电切换以及切换完结后,逻辑控制电路无法正常宣布指令通知UPS切换成功,照旧保持了电池供电的过错指令,导致电池过错的放电结束,最终在市电正常作业的情况下,UPS由于电池耗尽或预设电池作业时刻完结而关机。在上述的事例中,情况严重时分,由于UPS体系逻辑控制点失掉了参考点N线,甚至会导致逆变器摧毁的极点毛病;
④在实践处理上述事例的作业中,我们常常会遇到客户不愿意替换为先通后断型的ATS(价格较为贵重)。许多现场工程师只能折衷,在尽可能确保安全和削减资金再次投入的情况下,将原有的4极ATS改造为3极ATS,那么就会发生一个需求处理的问题:体系的N线怎么挑选和怎么确保接连。笔者在现场所见,一般的做法是将双电源的N线短接,或许将一路N线去除,始终运用一路N线,特别是在双市电输入。在源头实践为单市电经过两个母线变压器供电的电气回路中,常常有此类改造。从电气安全性上考虑,此类改造会有必定的缺点,一起这种改造办法还需求注意以下两点:一是很有可能会遭到设计院或监理方的强烈对立,依据的标准为低压标准施工的要求。实践上,依据笔者和低压标准起草单位多名电气专家的交流,低压标准在此类情况下,是和UPS的实践作业电气要求有必定抵触的,是不能彻底硬套这个标准履行的,这就需求和现场人员做好相关技能详细的解说作业,至少要知道运用4极带N切换ATS是不可取的;另一方面,依据笔者的经历,此类改造前主张测量两个不同输入的N线,确保压差在2V以内,较为安全;
⑤许多UPS电源厂家在呈现此类ATS的毛病的时分,一般主张的处理方案为将三相负载改造平衡,添加输入阻隔变压器。这是一种投入十分大的、比较“偷闲”的“方方面面都不开罪”的处理方案,许多时分并不必定彻底需求,实践运作中由于涉及到很多资金的再次投入,也较为困难。
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