ENERTRONIC modular CO 2. Třífázové modulární UPS systémy. E x c e l l e n t T e c h n o l o g y, E f f i c i e n c y a n d Q u a l i t y

Transkript

1 W o r l d C l a s s P o w e r S o l u t i o n s E x c e l l e n t T e c h n o l o g y, E f f i c i e n c y a n d Q u a l i t y Třífázové modulární UPS systémy Energy Efficiency Natural Resources CO 2

2 2 EnErtronic modular třífázové modulární UPS systémy Všeobecné Už déle než 25 let vyrábí firma BENNING usměrňovačové systémy v modulárním provedení pro napájení telekomunikačních, energetických i průmyslových zařízení. Takto koncipované systémy se mimořádně osvědčily, protože díky modularitě lze paralelním řazením jednotlivých modulů konfigurovat zdroje o vysokém výkonu či s redundancí (n+1), kde se dosahuje vysoké provozní spolehlivosti systému. Lze také doplňováním modulů zvyšovat výkon zdroje v závislosti na rostoucím odběru spotřebičů. V servisních případech lze jednotlivé zásuvné moduly bez nutnosti vypnutí zdroje doplňovat či vyměňovat. Mnozí uživatelé UPS systémů proto v poslední době stále častěji požadují i v UPS systémech využít dobrých zkušeností se stejnosměrnými modulárními systémy a nabízet obdobné systémy i v oblasti UPS. Přednosti typové řady : Variabilní UPS se zásuvnými hot-plug moduly Vysoká disponibilita díky interní n+1 redundanci Nejmodernější UPS technika s polovodiči IGBT a MOSFET a DSP procesory Klasifikace UPS VFI-SS-111 podle EN Vysoká energetická efektivita díky vysoké účinnosti i v oblasti částečného zatížení Sinusový vstupní proud, proto pouze činný příkon (účiník 0,99) Vstupní síťový proud s nízkým podílem vyšších harmonických (THDi < 4%) Nízké hodnoty MTTR (Mean Time To Repair - doba potřebná k opravě) výměna modulů za plného provozu Online diagnostika a monitoring Síť 1 Síť 2 Obr.1: Decentrální paralelní architektura UPS moderní progresivní UPS technologie s DSP procesory Na základě požadavků zákazníků proto firma BENNING vyvinula typovou řadu třífázových UPS. Každý zásuvný modul UPS je kompletní, nezávislý UPS systém s dvojí konverzí s třífázovým vstupem, usměrňovačem, střídačem, statickým by-passem, kompletní řídící a regulační elektronikou a třífázovým výstupem. Ke každému výkonovému modulu může být přiřazena vlastní baterie. Výkonové moduly jsou řazeny paralelně a lze je kdykoliv vyměnit bez nutnosti vypínání UPS či odpojování spotřebičů. Díky této koncepci získává uživatel paralelně redundantní UPS systém s vysokou spolehlivostí. Výstupní výkon jednoho třífázového ENERTRONIC modulu činí 20 kva. Takto zvolený výkon umožňuje vybudování variabilního systému s relativně jemným odstupňováním výkonu až do celkového výkonu 240 kva. Toto jemné odstupňování výkonu umožňuje případné přizpůsobování výkonu UPS systému aktuálnímu stavu a rozložit tak investiční náklady (není nutno investovat do UPS s maximálním výkonem v jeden okamžik).

3 3 EnErtronic modular spolehlivost, hospodárnost, modularita DSP procesorová technika DSP procesory (Digital Signal Processors) provádějí u veškeré řídící, regulační a kontrolní funkce s nejvyšší spolehlivostí. Využitím těchto procesorů se podařilo podstatně snížit počet elektronických komponent ve srovnání s konvenčními UPS systémy a zlepšit tak hodnotu MTBF. Výkonové díly využívají polovodičů MOSFET a IGBT a umožňují snížení objemu a hmotnosti 1,5 až 2 krát ve srovnání s konvenčními UPS systémy. Vysoká energetická efektivita díky vysoké účinnosti i v oblasti částečného zatížení Hodnota účinnosti UPS dosahuje až 94%, klesá i v oblasti dílčí zátěže jen minimálně, a má za důsledek o ca 5% nižší ztrátový výkon oproti konvenčním UPS. (Obr.2) Tato výborná energetická efektivita UPS snižuje také TCO (Total Cost of Ownership, celkové náklady uživatele), protože umožňuje snížení případných investičních a provozních nákladů na klimatizování. [η] Účinnost Vstupní proud Čas Výstupní výkon [%] UPS s 6-tipulsním usměrňovačem UPS s 12-tipulsním usměrňovačem Obr.2: Závislost účinnosti na výstupním výkonu Obr.3: se sinusovým odběrem proudu zajišťuje provoz UPS bez zpětných vlivů na síť Sinusový vstupní proud a hodnota THD < 4% snižují investiční, instalační a provozní náklady (Obr.3) Vstupní síťový proud konvenční UPS zatěžuje napájecí síť podílem vyšších harmonických (zpětné vlivy na síť, THDi) až 33%. Tyto zpětné vlivy na síť zapřičiňují fázový posun mezi napětím a proudem, vedoucím k jalovému příkonu UPS a majícím za následek nutnost zvětšování náhradních zdrojů, přívodů a jištění a tím i zvyšování investičních nákladů. U větších UPS systémů se ke kompenzaci jalového výkonu využívají 12-tipulsní usměrňovače nebo také filtrační systémy, což opět vede ke zvyšování investičních nákladů. Hodnota THDi u UPS je < 4% (Obr.3). Aktivní korekce účiníku má za následek sinusový vstupní proud s hodnotou cos phi = 0,99. Využitím těchto koncepčních předností UPS ENERTRONIC modular odpadá jak nutnost zvětšování výkonu nouzových agregátů (generátory), tak i nutnost používání kompenzačních filtrů. Klasifikace UPS dle EN (Obr.5) UPS splňuje elektrickými vlastnostmi (online technika s dvojí konverzí) podmínky trojdílného klasifikačního kódu VFI-SS-111 normy EN Díl 1 (Obr.5) VFI, VI, VFD definuje závislost výstupu UPS na jejím síťovém vstupu Díl 2 Díl 3 (SS, XX, YY) (111,222,333) definuje tvar výstupní křivky, např. sinusová / nesinusová definuje maximální napěťové odchylky při dynamických změnách Díl 1: VFI výstupní napětí je nezávislé na veškerých kolísáních napětí a frekvence vstupní sítě Díl 2: SS tvar výstupní křivky je sinusový při všech lineárních a nelineárních referenčních zátěžích Díl 3: 111 maximální přípustné hodnoty dynamických napěťových odchylek, stanovené v IEC 62040, jsou dodržovány při: změnách provozních režimů skokových změnách lineární zátěže skokových změnách nelineární zátěže

4 4 redundantní spolehlivost bez kompromisů jednoduchá obsluha, přehledná analýza provozu 5 Obslužný a zobrazovací panel Ovládání UPS se provádí prostřednictvím obslužného a zobrazovacího panelu, zabudovaného v čelních dveřích. Provozní stavy jsou indikovány 17 LED. Grafický LC displej zobrazuje toky energie ve schematické formě a slouží kromě toho i ke zobrazení menu a informací. V menu se pohybuje pomocí tlačítek, důležité body menu jsou chráněny heslem. Kapacita baterie je zvolena tak, aby umožnila při výpadku sítě zálohování plné zátěže po celou uvažovanou dobu. Pro zajištění vysoké disponibility UPS se provádí denně automatický test okruhu baterie. Zabudovaná paměť událostí (Eventrecorder) zachycuje až 250 událostí spolu s datem a přesným časem. (Obr.7) Kompaktní systémové a bateriové skříně zmenšují potřebný objem a hmotnost; navíc zjednodušují logistiku při balení a přepravě Typová řada UPS se umísťuje do kompaktních, lehce transportovatelných skříní. Do každé skříně lze umístit 5, resp. max. 6 výkonových modulů o výstupním výkonu 20 kva. Při zohlednění redundance n+1 tak získáme z jedné skříně celkový výkon 80, resp. 100 kva. Baterii pro dobu zálohování do 10 minut lze umístit do bateriové skříně stejných rozměrů. Pro delší doby zálohování jsou zapotřebí baterie vyšší kapacity a tyto se většinou umísťují na speciální stojany. Obr.4: Srovnání redundantního UPS systému se zásuvnými moduly s konvenční UPS v samostatných skříních Obr.5 (nahoře): v kombinované skříni se zabudovanými bateriemi, výstupní výkon 20 kva (n+1) Obr.7: s přídavnou skříní, výstupní výkon 200 kva (n+1) Nejvyšší disponibilita a snížená hodnota MTTR (Mean Time To Repair = doba do opravy) využitím zásuvných modulů hot-plug Použitím modulárního redundantního konceptu a zásuvných výkonových modulů hot-plug splňuje nejvyšší požadavky na disponibilitu záložního proudového napájení. V případě výpadku jednoho výkonového modulu má UPS k dispozici i nadále bez přerušení 100% svého výkonu a po výměně vadného modulu opět dociluje redundance n+1. K výměně vadného výkonového modulu stačí u ENERTRONIC modular méně než 10 minut, pokud je k dispozici náhradní modul. U konvenčních UPS je pro dosažení redundance nutno mít paralelně připojenou další UPS stejného typu. (Obr.4) Obr. 6:, zásuvný modul 20 kva Dva Digital-Signalprocesory (DSP) řídí, regulují a monitorují všechny funkce Řídící a monitorovací systém MCU s obslužným a zobrazovacím panelem (Obr.8) Systém MCU monitoruje všechny zásadní komponenty UPS ENERTRONIC modular. Lokální nastavování a indikace provozních a poruchových hlášení se provádí prostřednictvím obslužnéhoa zobrazovacího panelu, zabudovaného v čelních dveřích. Důležité provozní stavy jsou indikovány 17 LED. Grafický LCD displej zobrazuje toky energie ve schematické formě a slouží kromě toho i ke zobrazení menu a informací. V menu se pohybuje pomocí tlačítek, důležité body menu jsou chráněny heslem. Zabudovaná paměť událostí (Eventrecorder) zachycuje až 250 událostí spolu s datem a přesným časem. Dálkový dohled je možný buď prostřednictvím modemu nebo přes internet. mains operation battery operation bypass operation manual bypass overload mains failure bypass battery warning battery critical low chargers not active battery circuit error redundancy error failure Test / Reset Obr.8: Obslužný a zobrazovací panel

5 EnErtronic modular lokální a dálkový dohledový systém 6 v plné konfiguraci Při maximálním výstupním výkonu sestává UPS ENERTRONIC modular ze dvou plně osazených základních skříní a jedné přídavné rozvaděčové skříně. Obr.9:, výstupní výkon 440 kva (n+1) SNMP integrace UPS do síťového managementu Tzv. Simple Network Management Protocol (SNMP) je standartizovaný, celosvětově používaný síťový protokol, umožňující jednoduchý monitoring každé síťové komponenty. Prostřednictvím tohoto protokolu lze UPS jednoduše připojit do stávajících sítí např. HP-Openview, IBM-Netview, Novell NMS či jiných kompatibilních systémů. RCCMD automatický výkonový shutdown a monitorovací software RCCMD umožňuje automatizaci různých úkonů při určitých událostech. Je možné provádět např. řízené odpojování jednotlivých pracovních počítačů prostřednictvím sítě nebo rozesílání oznámení či ů při poklesu napětí baterie. BENNING MCU-servisní software Tento software umožňuje řízení a monitoring UPS ENERTRONIC modular buď přímo přes seriové rozhraní, nebo prostřednictvím modemu či síťového připojení. Udávány jsou zejména provozní události v reálném čase či uplynulé události. Software umožňuje získání přehledu o všech relevantních datech UPS. UPS komunikace 3 možnosti: Systémový shutdown (místní připojení přes reléové kontakty) Shutdown a UPS management (místní připojení přes RS232) Shutdown a UPS management (SP/WAN přes LAN/WAN) Propojovací kabel Seriové připojení Seriové připojení Síťové připojení přes UM-Agent + Shutdown- Routine přes UM-client Dálkové ovládání Standardně jsou v dálkovém ovládání zahrnuty tyto funkce: Nouzové vypnutí (EPO) Provoz z generátoru (blokování by-passu) Externí bateriový odpojovač otevřen Shutdown-Batch (např. AS/400/WinNT) Shutdown-Routine a UPS management přes UM konzoli Síť Shutdown (UM-client) UPS management (UM-konzole)

6 7 technická data EnErtronic modular kva UPS s moduly 20 kva Jmenovitý výkon [kva] [kw] Počet modulů Vstup Vstupní proud [A] Jmenovité napětí [V] 3 x 400 / 230 ± 15 %, +N (± 5 %) UPS s moduly 40 kva Jmenovitý výkon [kva] * 1 Počet modulů Vstup Vstupní proud [A] Vstupní příkon [kw] UPS s moduly 40 kva Jmenovitý výkon [kva] 280* 1 320* 1 360* 1 400* 1 440* 1 480* 1 Počet modulů Vstup Vstupní proud [A] Vstupní příkon [kw] Zkreslení vstup. proudu (THDi) [%] 4 Účiník (cos φ) 0.99 Výstup Jmenovité napětí [V] 3 x 400 / 230 +N (± 5 % nastavitelné) Tolerance napětí statická 1 [%] nesymetrická zátěž 2 při 100% dynamická 5 při 100% skokové změně zátěže Doba regulace [ms] 20 Jmenovitá frekvence [Hz] 50 ± 0.1 % Zkreslení napětí (Klirrfaktor) 2 při lineární zátěži [%] 5 při nelineární zátěži dle EN Crestfactor [%] 3 : 1 Přetížení Střídač 150 % po 60 s, 125 % po 10 minut při 3-fáz.zátěži By-pass (elektronický) 150 % po 10 min, 500 % po 100 ms Zkratové chování 200 % po 3 sec Servisní by-pass zabudován Všeobecná data Účinnost [%] 94.5 EMC IEC C3 Přípustná teplota okolí [ C] 0 až +40 Teplota skladování [ C] -25 až +70 Relativní vlhkost vzduchu [%] 5 až 95 bez kondenzace Nadmořská výška instalace [m] < 2000 m n.m. bez výkonové redukce Krytí IP 20 Nátěr RAL 7035, práškový strukturovaný lak Hmotnost / 20 kva modul 40 [kg] 40 kva modul 65 Olověná baterie Počet článků / 20 kva modul 2 x kva modul 2 x Normy EN 60801, EN 60950, EN 61000, EN , EN , EN , EN , VGB 4 (* 1 : od výstupního výkonu 240 kva včetně přídavné rozvaděčové skříně) Skříň pro systémy s moduly 20 kva Typ skříně Výška Šířka Hloubka Hmotnost* 2 UC 1868 (5 modulů) 1800 mm 600 mm 800 mm 190 kg UC 2068 (6 modulů) 2000 mm 600 mm 800 mm 210 kg (* 2 : bez modulů) Technické změny vyhrazeny Skříň pro systémy s moduly 40 kva Typ skříně Výška Šířka Hloubka Hmotnost* 2 Základní skříně UC 1888 (4 moduly) 1800 mm 800 mm 800 mm 210 kg UC 2088 (5 modulů)* mm 800 mm 800 mm 240 kg Přídavná rozvaděčová skříň UC mm 800 mm 800 mm 250 kg (* 3 : osazení 6 moduly možné jen při použití přídavné skříně)

7 BENNING ve světě ISO 9001 ISO SCC Energy Efficiency Natural Resources CO2 Belgie Benning Belgium branch of Benning Vertriebsges. mbh Essenestraat TERNAT Tel.: +32 (0) 2/ Fax: +32 (0) 2/ Madˇarsko Benning Kft. Power Electronics Rákóczi út LÁBATLAN Tel.: +36 (0) 33 / Fax: +36 (0) 33 / benning@benning.hu Srbsko Benning Power Electronics doo Kornelija Stankovića BEOGRAD Tel.: +381 (0) 11 / Fax: +381 (0) 11 / info@benning.co.rs Bělorusko IOOO BENNING ul. Belorusskaya, BREST Tel.: / Fax: / info@benning.by Německo Benning Elektrotechnik und Elektronik GmbH & Co. KG Závod I: Münsterstr Závod II: Robert-Bosch-Str BOCHOLT Tel.: +49 (0) / 93-0 Fax: +49 (0) / info@benning.de Švédsko Benning Sweden AB Box 990, Hovslagarev. 3B SOLLENTUNA Tel.: +46 (0) 8/ Fax: +46 (0) 8/ power@benning.se Česká republika Benning CR, s.r.o. Zahradní ul KOSMONOSY Tel.: +420 / Fax: +420 / odbyt@benning.cz Nizozemsko Benning NL branch of Benning Vertriebsges. mbh Peppelkade AK HOUTEN Tel.: +31 (0) 30 / Fax: +31 (0) 30 / info@benning.nl Švýcarsko Benning Power Electronics GmbH Industriestrasse DIETLIKON Tel.: +41 (0) 44 / Fax: +41 (0) 44 / info@benning.ch Chorvatsko Benning Zagreb d.o.o. Trnjanska ZAGREB Tel.: +385 (0) 1/ Fax: +385 (0) 1/ info@benning.hr Čína Benning Power Electronics (Beijing) Co., Ltd. No. 6 Guangyuan Dongjie Tongzhou Industrial Development Zone BEIJING Tel.: +86 (0) 10 / Fax: +86 (0) 10 / info@benning.cn Francie Benning conversion d énergie 43, avenue Winston Churchill B.P LOUVIERS CEDEX Tel.: +33 (0) / Fax: +33 (0) / info@benning.fr Itálie Benning Conversione di Energia S.r.L Via 2 Giugno 1946, 8/B CASALECCHIO DI RENO (BO) Tel.: / Fax: / info@benningitalia.com Jihovýchodní Asie Benning Power Electronics Pte Ltd 85, Defu Lane 10 #05-00 SINGAPORE Tel.: +65 / Fax: +65 / sales@benning.com.sg Polsko Benning Power Electronics Sp. z o.o. Korczunkowa GLOSKÓW Tel.: +48 (0) 22 / Fax: +48 (0) 22 / biuro@benning.biz Rakousko Benning GmbH Elektrotechnik und Elektronik Eduard-Klinger-Str ST. ANDRÄ-WÖRDERN Tel.: +43 (0) / Fax: +43 (0) / info@benning.at Rusko OOO Benning Power Electronics Domodedovo town, microdistrict Severny, "Benning" estate, bldg MOSCOW REGION Tel.: / Fax: / benning@benning.ru Slovensko Benning Slovensko, s.r.o. Kukuričná BRATISLAVA Tel.: +421 (0) 2/ Fax: +421 (0) 2/ benning@benning.sk Španělsko Benning Conversión de Energía S.A. C/Pico de Santa Catalina 2 Pol. Ind. Los Linares HUMANES, MADRID Tel.: / Fax: / benning@benning.es Turecko Benning GmbH Turkey Liaison Office 19 Mayıs Mah. Kürkçü Sokak No:16/A Kozyatağı Kadıköy / ISTANBUL Tel.: +90 (0) 2 16 / Fax: +90 (0) 2 16 / info@benning.com.tr Ukrajina Benning Power Electronics 3 Sim'yi Sosninykh str KYIV Tel.: +380 (0) 44 / Fax: +380 (0) 44 / info@benning.ua USA Benning Power Electronics, Inc Presidential Drive RICHARDSON, TEXAS Tel.: / Fax: / sales@benning.us Velká Británie Benning Power Electronics (UK) Ltd. Oakley House, Hogwood Lane Finchampstead BERKSHIRE RG 40 4QW Tel.: +44 (0) 1 18 / Fax: +44 (0) 1 18 / info@benninguk.com CZ 12/2014 paus Design & Medien, Bocholt Technické změny vyhrazeny. Vytištěno na papíru vyrobeném bez použití chloru.