施耐德電氣Galaxy VS UPS測評報告
2019年4月3日,施耐德電氣面向關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施和邊緣應(yīng)用推出Galaxy VS UPS系列,這是一種高效、模塊化、易于部署的10～100kVA三相UPS,旨在滿足IT、商業(yè)和工業(yè)設(shè)施的關(guān)鍵電力需求。憑借GalaxyVSUPS系列的優(yōu)異特性和富于創(chuàng)新的特色,一經(jīng)推出即獲訂單。
2019年5月8日～9日,以《UPS應(yīng)用》雜志社總編何春華女士為首的專家組對Galaxy VS系列100kVA三相UPS進(jìn)行了測評。
為什么Galaxy VS UPS系列能獲得用戶的青睞,它與現(xiàn)有的各種類型的UPS相比,除在電氣參數(shù)上具有優(yōu)勢以外,還有幾個(不限于幾個)特色。專家組在現(xiàn)場,在對幾個重要的技術(shù)規(guī)格進(jìn)行測試和演示的同時,與公司技術(shù)人員一起,觀測和領(lǐng)會了Galaxy VS UPS系列所具有的特色。
1 設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)緊湊、靈活,可適用于任何環(huán)境
圖1為GalaxyVS系列100kVA三相UPS的外形。
Galaxy VS是塔式機(jī)兼有模塊化設(shè)計(jì)的UPS,即Galaxy VS是具備了部分模塊化功能的塔式機(jī)。
由于采用全模塊化的設(shè)計(jì)和配備鋰電池,與Galaxy5500機(jī)器相比,占地面積降低了26%。
2 采用軟開關(guān)混合逆變技術(shù)
與四電平技術(shù)相比,半導(dǎo)體功率器件的數(shù)量減半,不僅具有較高的可靠性和穩(wěn)定性,也具有良好的經(jīng)濟(jì)性,同時效率大幅提升。圖2為在雙變換模式和E模式下的效率實(shí)測數(shù)據(jù)。在實(shí)測過程中,我們在負(fù)載率分別為10%、30%、50%、75%和100%的情況下,對雙變換模式和E模式下的效率進(jìn)行了測試:
(1)在雙變換模式下的效率
雙變換模式下的效率見表1。
以50%負(fù)載率為例,圖2給出了雙變換模式下的效率實(shí)測數(shù)據(jù)圖。
(2)在E模式下的效率
E模式下的效率見表2。與雙變換模式下的效率相比,E模式下的效率有明顯地提高。圖3為在E模式下、負(fù)載率為50%時的效率。
結(jié)論:在雙變換模式下的效率最高可達(dá)97%;在E模式下的效率最高可達(dá)99%。
3 并機(jī)邏輯——正常模式為功率均分,故障模式為負(fù)載率均分
圖4給出兩臺GVS100kVAUPS給120kW負(fù)載供電的(1+1)冗余架構(gòu),圖4(a)為正常模式,按功率均分為120kW負(fù)載供電,每臺機(jī)器分擔(dān)60kW;圖4(b)表示在故障模式下,按每臺機(jī)器負(fù)載率均分的情況,存在故障的UPS1分擔(dān)40kW,而正常工作的UPS2分擔(dān)80kW,兩臺機(jī)器的負(fù)載率均為80%。
結(jié)論:這種并機(jī)邏輯體現(xiàn)了GVSUPS兼有塔式機(jī)和模塊化機(jī)的特點(diǎn)。
4 切換時間的測試
在做切換時間的測試時,對市電→電池的切換、逆變→旁路的切換、旁路→逆變的切換、雙變換模式→E變換模式的切換、E變換模式→雙變換模式的切換等進(jìn)行了實(shí)測,鑒于篇幅所限,這里僅給出部分切換時間的示波圖。圖5給出了市電切換電池時的切換時間,從示波圖中可以看出,切換時間不大于0.5ms。圖6和圖7分別為在平衡負(fù)載情況下,逆變→旁路和旁路→逆變的切換時間示波圖。
各種狀態(tài)變換的切換時間實(shí)測值見表3。
結(jié)論:狀態(tài)切換時的時間非常小,可以認(rèn)為零切換時間。
5 負(fù)載突變的測試
圖8和圖9分別給出負(fù)載從0→100%和100%→0時輸出電壓的波形,表示在0.5ms內(nèi)輸出電壓趨于穩(wěn)定。
結(jié)論:負(fù)載突變時,輸出電壓在極短的時間內(nèi)趨于穩(wěn)定。
6 在非線性負(fù)載下,輸出電壓的波形
在圖10中給出了在非線性負(fù)載下,模式和E變換模式的輸出電壓和電流的波形,可以看出,輸出電壓波形是一個理想的正弦波。
結(jié)論:在非線性負(fù)載下,雙變換模式和E變換模式的輸出電壓和電流的波形是一個理想的正弦波。
7 過載測試
圖11給出了150%過載時的時間特性。
結(jié)論:150%的過載時間在1min以上。
8 兼容鋰電池
Galaxy VS的機(jī)器完全兼容鋰電池。與鉛酸蓄電池比較,通過使用鋰電池的儲能方式,具有占地空間更小,重量更輕的優(yōu)勢。
Galaxy VS UPS系列的鋰電池是由施耐德認(rèn)證過的、三星特制的三元鋰電池。鋰電池組設(shè)置了三級保護(hù),第一級保護(hù)有一個柜體級的BMS保護(hù)系統(tǒng);每一個柜體里分成不同的模塊,每一個模塊里面又有一級的保護(hù)裝置保護(hù)這一組電池;在每一組電池里,每一個單元還有它自己的BMS系統(tǒng)。這三級保護(hù)系統(tǒng)是全部聯(lián)動的、互相保護(hù)的。也就是說,當(dāng)一旦發(fā)現(xiàn)問題的時候,可以提前去做預(yù)判和預(yù)警,直接把帶有這組電池的機(jī)器退出,防止出現(xiàn)熱失控或者著火的情況。
三星的鋰電池與UPS匹配支持大電流充放電。通過三級的保護(hù)系統(tǒng),包括和UPS之間的配合測試通訊,整個充電的過程是完全匹配鋰電池應(yīng)用的。據(jù)介紹,三星鋰電池現(xiàn)在配合著施耐德的UPS應(yīng)用已經(jīng)有十年,從第一臺的機(jī)器到現(xiàn)在,沒有任何一個鋰電池組發(fā)生熱失控的故障。
結(jié)論:通過介紹和對近幾年施耐德電氣各UPS系列應(yīng)用鋰電池實(shí)際狀況,認(rèn)為鋰電池在GalaxyVSUPS的應(yīng)用是成功的。
9 幾個人性化設(shè)計(jì)的例子
?、佥斎攵擞幸粋€很大的保險.這個保險最主要的目的是為了保護(hù)人身安全,因?yàn)樵谶M(jìn)行在線維修帶電拔插時,會產(chǎn)生拉弧,其長度可達(dá)1m,對800mm的機(jī)柜深度來說,電弧串出機(jī)柜,會對操作人員造成傷害。有了這個保險,可將電弧減小到600mm,電弧不會串出機(jī)柜,確保了人身安全;
?、谝粋€50kVA的模塊有38kg重,需要兩個人來插拔。插拔的軌道上增設(shè)一個卡口,起到緩沖作用,避免插拔時用力過猛,過重的模塊造成掉落,誤傷操作人員;
?、墼跈C(jī)柜的下方布設(shè)了一片透明的塑料片,并在相應(yīng)的測量點(diǎn)處開孔,既方便了測量又保證了人身安全。
?、軝C(jī)柜上的顯示屏,提供了多種語言,適應(yīng)了全球化應(yīng)用,中文的推出,為在國內(nèi)推廣應(yīng)用提供了更廣闊的前景,也更人性化了。
?、軬alaxy VS UPS的工作頻率為24kHz,這個頻率的噪聲人耳是聽不到的,在負(fù)載率很高的時候,風(fēng)扇要全速轉(zhuǎn)動,會聽到一些噪音,如果風(fēng)扇不全速轉(zhuǎn)動的話,基本上很難能聽到這個噪音,可以說,GalaxyVSUPS系列是一款安靜的機(jī)器。
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