艾默生 NXf UPS原理与应用_图文

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NXf UPS系统
NXf原理及应用 原理及应用

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主要内容
NXf UPS 系列产品 NXf UPS 系统原理 NXf UPS 显示面板 NXf UPS 操作使用

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概述 – 产品系列
NXf 系列 – 10、15、20KVA
Name NXf 10 NXf 15 NXf 20 Rating Power 10kVA 15kVA 20kVA Voltage 380/400/415V 380/400/415V 380/400/415V Frequency 50/60Hz 50/60Hz 50/60Hz Certificate CE CE CE

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NXf UPS优点 UPS优点
无输出变压器,高频机,体积小,重量轻; 无输出变压器,高频机,体积小,重量轻; 前面操作,功率电路模块化设计,方便维修; 前面操作,功率电路模块化设计,方便维修; 宽输入电压范围; 宽输入电压范围; 高频PFC整流器,高市电功率因数,低输入电 整流器,高市电功率因数, 高频 整流器 流THDi; 全数字化逆变器,输出电压正弦度 全数字化逆变器,输出电压正弦度(THDu)好; 好 简单、可靠的多机工作能力,只需软件设置, 简单、可靠的多机工作能力,只需软件设置, 无需硬件更改; 无需硬件更改; 过载能力强; 过载能力强;

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NXf UPS优点 UPS优点
良好的负载适应能力; 良好的负载适应能力; 故障自诊断能力; 故障自诊断能力; 故障发生时记录并保存故障点数据, 故障发生时记录并保存故障点数据,便于后期 分析维护; 分析维护; 通过后台软件实现自校正能力; 通过后台软件实现自校正能力; 提供可读的历史记录能力; 提供可读的历史记录能力; 在线软件升级能力; 在线软件升级能力; 提供丰富的用户接口,满足用户需求; 提供丰富的用户接口,满足用户需求; 智能电池管理。 智能电池管理。

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整机图片

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主要规格
整机效率,损耗和空气交换 额定功率,kVA 市电逆变供电模式 (双变换) ECO模式 单位 % % 10 89.9 95.2 15 90.2 96.4 20 90.8 97.7

逆变器效率(DC/AC)(电池为标称电压480Vdc,满额定线性负载) 额定功率 电池供电模式 kVA % 10 91.3 损耗和风量 额定功率 正常模式(满载,电 池充电) ECO模式(满载,电 池充电) 不带载 强制风冷(前进风、 上出风) kVA kW kW kW L/sec 10 1 0.5 0.3 15 1.5 0.5 0.4 254 20 1.8 0.5 0.4 15 91.7 20 92

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主要规格
UPS机械特性 额定功率,kVA 机械尺寸,WxDxH 重量(不带电池) 颜色 单位 mm kg N/A 180 10 15 600×700×1400 200 银灰色 200 20

整流器交流输入(市电) 额定功率,kVA 额定交流输入电压
1

单位 Vac

10

15

20

380/400/415(三相,与旁路输入共中线) 305V~477V

输入电压范围2 频率2

Vac Hz

304V~208V(输出降额低于70%) 50/60Hz(范围:40Hz~70Hz)

功率因素

kW/kV A,满 载 (半 0.99(0.98) 载)

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主要规格
中间直流环节 额定功率,kVA 电池母线电压 铅酸电池单体数量 单位 10 范围:400V~600V 240 = [40个6节电池(12V)] 264= [44个6节电池(12V)] 15 20 额定:480V(阀控式铅酸蓄电池浮充为540V) Vdc 标定 最大

逆变器输出(至重要负载) 额定功率,kVA (kW) 额定交流电压1 频率2 单位 Vac Hz 10(8) 15(12) 20(16)

220/230/240V(单相,与旁路共中线) 50 / 60 110%负载,60min 125%负载,10min 150%负载,1min

逆变器过载能力



>150%负载,200ms

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主要规格
旁路市电输入 额定功率, kVA 额定交流电压
1

单位

10 220/230/240V

15

20

Vac 220V A A A

单相两线,与整流器输入共中线,为输出提供中线参考 45 43 42 135%负载,长期 170%负载,10min 68 65 63 91 87 83

额定 电流

230V 240V

过载



1000%负载,100ms

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主要内容
NXf UPS 系列产品 NXf UPS 系统原理 NXf UPS 显示面板 NXf UPS 操作使用

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NXf UPS单机系统结构简图 UPS单机系统结构简图
SW1/D Bypass Input AC Utility Input CB1 Rectifier Neutral Wire Battery Charger Neutral Wire Battery Inverter Static Switch SW1/C Maintance Bypass Static Switch UPS Output SW1/A SW1/B

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整机/ 整机/系统组成
系统拓扑结构特点
– 系统输入为三相四线, – 旁路、主路、输出共中线系统 – 系统采用正负405V直流母线(810v) – 输入SCR软启动+维纳整流器 – 电池与主路共用一个整流器 – 有限的半波负载能力

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整机或系统功能
系统功能
– 最大可组成6台并机系统 – 标准机型支持双母线系统 – 自老化功能 – 支持安全检测模式

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整流
? 整流软件的基本任务 ? 整流器的工作原理 ? 充电器的工作原理

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整流软件的基本任务
完成整流器基本功能(主路供电) 完成电池升压功能(电池供电) 完成充电器基本功能

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整流器工作原理
L1 D1

L3

D2

L5

D3

C1~4 Q1-1 Q2-2 Q3-1

三相单独整流

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整流器功能
? 直流母线稳压:405V(从设置软件观察) ? 功率因素校正:电流和电压同相(注意电流大 小,面板和设置软件均可见)

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整流器正常工作的条件
三相输入电压正常 输入电压有效值:176V-277V 输入电压频率:40Hz-72Hz 相序正确 主路已锁定 无故障、无紧急关机

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整流器故障
整流器故障 直流母线过压>485V 直流母线电压<260V 散热器过温 逆变器过流 辅助电源故障 整流通讯故障

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充电器功能
完成监控下传的智能电池管理策略,实现对电池 的均充、浮充等 达到充电器的性能指标 识别充电器故障

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充电器正常工作的条件
无故障 无逆变桥短路、POWER_OK、过温、充电器故障 等 电池已接入 电池电压正常

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充电器故障
充电器开时,电流较小且给定充电电压(正/负组) 与检测充电电压相差较大(7%); 充电器硬件过压信号(294V(20 blocks), 308.7(21 blocks), 323.4V(22 blocks) for positive (negative) charger)

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逆变模块结构
逆变主板 逆变电感板 风扇 散热片 IGBT 和 SCR

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逆变电路
功能
逆变器采用高精度矢量控制技术,输出电压稳压精度高,动态响应快,且畸变 率低 逆变器具有带100%不平衡负载的能力 逆变器具有很强的过载能力及抗冲击能力 输出电压可调整,能充分补偿线路压降

保护
– 硬件保护:
? 逐波限流 ? IGBT 直通保护

– 软件保护
? 过载保护 ? 输出短路保护

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主要内容
NXf UPS 系列产品 NXf UPS 系统原理 NXf UPS 显示面板 NXf UPS 操作使用

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显示面板结构
模拟电流图 LCD显示和菜单键 控制操作键

Liebert NX 020kVA -3x1 主路输入 6 3 1 4 STATUS 5 7 手动开机 主路逆变供电 告警消音

08-31-2006 并机系统(2#) 旁路输入 L-N 241.1 81.3 59.71 0.99

13:20:41 告警 交流输出

8

相电压(V) 相电流(A) 频率(Hz) 功率因素

EPO

2

08-31 12:32 08-31 12:33 08-31 12:33

INVERR ON

INVERR OFF

FAULT CLEAR SILENCE ON/OFF F1 F2 F3 F4 HELP

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指示灯定义
绿 旁路灯 旁路供电 整流灯 整流供电 电池灯 电池供电 逆变灯 逆变供电 负载灯 正常输出 红 旁路超限 整流器故障 电池异常 逆变器故障 过载关机 黄 有非设备故障类告警 绿闪 灭 橙 旁路正常 但不供电 市电正常,整流 市电异常 不供电 电池放电终止预 电池正常 告警 但不供电 逆变器工作但处 逆变器未 开启 于待供电状态 无输出 过载输出 供电中

告警灯:红 告警灯 红 系统有故障

绿 无任何告警

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蜂鸣器
短暂的单 鸣告警 每隔1秒鸣 叫1下 持续鸣叫 按任一功能操作键时,发出此告警声

UPS发生告警时(例如:交流故障), 发出此告警声 UPS发生故障时(例如:熔断器或硬件 故障),发出此告警声

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功能键
功能键 EPO键 EPO键 ON键 INVERTER ON键 INVERTER OFF键 OFF键 CLEAR键 FAULT CLEAR键 ON/OFF键 SILENCE ON/OFF键 作用 紧急彻底关掉本机输出,并关掉整流模块、逆 变模块、电池输入。 开启逆变 关闭逆变 当系统故障或紧急关机导致UPS电源关闭后,如 故障已经排除,按此键可重新启动系统工作。 消音

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LCD控制键 LCD控制键
Key 按键 功能1 切换窗口 功能2 左移 右移 确认 F1 F2 F3 F4 F5 HELP

?
帮助

ESC
退出 上翻 下翻

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LCD显示 LCD显示
Liebert NX 020kVA -3x1 主路输入 08-31-2006 并机系统(2#) 旁路输入 L-N 241.1 81.3 59.71 0.99 08-31 12:32 08-31 12:33 08-31 12:33 13:20:41 告警 交流输出

UPS 系统窗口 UPS 菜单窗口

相电压(V) 相电流(A) 频率(Hz) 功率因素 手动开机 主路逆变供电 告警消音

UPS 数据窗口

当前记录窗口

键盘解释窗口 F1 F2 F3 F4 HELP

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LCD基本信息窗口 LCD基本信息窗口
主路输入 相电压(V) 相电流(A) 频率(Hz) 线电压(V) 功率因数 变压器输入* 相电压(V) 线电压(V) 旁路输入 相电压(V) 频率(Hz) 线电压(V) 交流输出 相电压(V) 相电流(A) 频率(Hz) 线电压(V) 功率因数 变压器输出** 相电压(V) 线电压(V) 本机负载 视在功率(kVA) 有功功率(kW) 无功功率(kVAR) 负载百分比(%) 峰值比 并机负载 视在功率(kVA) 有功功率(kW) 无功功率(kVAR) 单机系统无并机数据

电池数据 电池电压 (V) 电池电流 (A) 电池温度(℃) 剩余时间(Min) 电池容量 (%) 电池正在均充 电池正在浮充 电池尚未接入

历史记录 (历史记录)

菜单语言 (语言选项)

功能设置 LCD对比度设置 日期格式设置 日期时间设置 串口1波特率设置 串口2波特率设置 串口3波特率设置 UPS设备地址 通讯模式设置 故障回叫次数设置 故障回叫号码1设置 故障回叫号码2设置 故障回叫号码3设置 控制密码设置

测试命令 电池维护测试 电池容量测试 系统测试 终止测试

系统版本 UPS版本 UPS型号

* 如有,则 LCD 显示输入变压器电压;如无,则不显示。 ** 如有,则 LCD 显示输出变压器电压;如无,则不显示。

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主要内容
NXf UPS 系列产品 NXf UPS 系统原理 NXf UPS 显示面板 NXf UPS 操作使用

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UPS运行模式描述
表6-1 UPS运行模式描述

运行模式

旋转开关 位置

描述

市电逆变供 电模式

NORMAL BYPASS 或 NORMAL TEST

UPS给负载供电 负载电源由静态旁路提供。此模式可视为UPS在市电逆变供电 和维修旁路供电模式之间切换的一种暂时性过渡模式,或一种 暂时性异常运行状态 负载供电不由UPS提供,而由市电通过维修旁路提供。注:此 模式下,负载无市电异常保护 UPS关闭,负载通过维修旁路与市电连接。注:此模式下,负 载无市电异常保护

旁路模式

测试模式

维修模式

MAINT

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开关(一) 开关(
UPS电源开关包括CB1和SW1。 CB1 – 输入隔离开关:控制UPS的市电输入 SW1 – 旋转开关:有四个位置:NORMAL、BYPASS、TEST和 MAINT,对应控制SW1-A/B/C/D四个开关的状态 SW1-A/B/C/D开关描述如下: SW1-A—输出隔离开关:连接UPS的输出和负载 SW1-B—中线隔离开关:将市电中线与UPS中线连接 SW1-C—旁路隔离开关:UPS的旁路与市电的隔离开关 SW1-D—维修旁路开关:可在维修UPS时,由维修旁路直接给负 载进行供电

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开关(二) 开关(
C B A MAINTENANCE BYPASS
M2

S1-D

STS
scr7

A
U3 V3 W3

S1-C

B C BYPASS
scr8 option

scr9

NEUTRAL
M1

OUTPUT A
U2

S1-A

B
V2

C
S1-B

W2

N N

N3

NORM BYPS TEST MAINT

OUTPUT( S1-A) ★ ★

BYPASS(S MAINT (S1-D) 1-C) ★ ★ ★ ★ ★

NEUTRAL( S1-B) ★ ★ ★

SIGN1

SIGN2

★ ★

★ ★

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开机步骤---市电开机 开机步骤---市电开机 ---
此开机步骤适用于在UPS处于完全断电状态下对 UPS进行开机。
1.打开UPS门,可见UPS操作开关SW1和CB1。 2.闭合CB1。 1)将旋转开关置于TEST位置。 2)将旋转开关置于BYPASS位置。 3)闭合外部电池空开 4)将旋转开关置于NORMAL位置,按下INVERTER ON按 键2秒。

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开机步骤---电池开机 开机步骤---电池开机 ---
UPS本身配有电池开机电路 闭合电池空开 按电池开机按钮,UPS辅助电源建立 按“INVERTER ON”按钮启动逆变器

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UPS从正常运行到维修旁路的切换步骤
1.按下显示面板右侧的INVERTER OFF键至少2秒。 2.断开外部电池空开 3.打开UPS门,可见操作开关SW1和CB1。 4.将旋转开关置于BYPASS位置。UPS通过静态旁路向负载供 电。 5.将旋转开关置于TEST位置。负载由维修旁路供电。 6.将旋转开关置于MAINT位置。 7.断开整流器开关CB1。随着辅助电源下电,所有指示灯和 LCD显示信息关闭。UPS断电,但负载继续由手动维修旁路 提供。 若要完全断开UPS与负载连接,需断开UPS的外部输入以及 与负载连接,需断开 若要完全断开 与负载连接 的外部输入以及 UPS外部输出空开。 外部输出空开。 外部输出空开

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UPS复位步骤
当使用了EPO(紧急停机)或逆 (紧急停机) 当使用了 变器过温、过载关机、 变器过温、过载关机、电池过压 切换次数过多( 、切换次数过多(BYP:XFER : COUNT BLOCK)等原因导致 ) UPS关机后,根据显示屏上提示 关机后, 关机后 的告警信息采取措施清除故障后 ,使用以下UPS复位步骤使 使用以下 复位步骤使UPS 复位步骤使 恢复正常工作状态。 恢复正常工作状态。 恢复: 恢复:按“FAULT CLEAR ”按 按 UPS完全下电 完全下电, 钮,或UPS完全下电,重新上电 开机 前提:复位之前,需确认UPS无 前提:复位之前,需确认UPS无 UPS 其他严重故障。 其他严重故障。
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紧急停机 按钮

故障清除 按钮

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谢谢!

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