第一章 用户需求
　　
　　1.1 用户需求分析
　　
　　 本次UPS供电系统建设主要是为工厂内的产线生产设备供电，因产线几秒钟的断电也会让用户蒙受很大的损失，因此需要提供高可靠的供电电源方案。
　　
　　 1、通过与工厂相关部门沟通，我们了解到：
　　 A、产线设备主要为数控机床，单台机床设备为380V供电，额定电流为3A；
　　 B、工厂分为三个厂房，共有机床设备1000台左右，每个厂房的机床数量按330台左右配置；
　　 C、工厂配有发电机组。UPS后备延时时间按10分钟配置。
　　 D、有一定的冗余度，以保证高可靠的用电保障。
　　
　　2、根据以上信息，计算得：
　　 单台数控机床功率为：380*3*1.732=1974.48KVA。
　　 故厂房数控机床总功率为：1974.48*1000=1974.48KVA。
　　 所有负载差不多平均分为3个厂房，故每个厂房负载量为：1974.48/3=658.16KW。
　　
　　3、UPS配置方案设计原则——适合、够用，避免浪费和不必要的成本提升
　　 A、根据实际经验，在正常生产中产线设备的实际功率约为标称值的60%左右。即以上负载实际使用时负载量约为1974.48*80%≈1600KVA。故每个厂房负载约为530KVA。我们会以此负载量来配置UPS，做到为客户配置合适、够用的UPS，尽量避免UPS容量配置过大，造成浪费和成本的提升。
　　 B、UPS的容量选择主要是由负载的大小,负载的特性以及预留容量的大小来确定的。通常考虑的因数是：
　　 首先,UPS的容量必须大于所带负载的总容量;
　　 其次,不同特性的负载对UPS的容量要求也不同.如负载接近电阻特性,输入功率因子大于UPS的输出功率因子(一般为0.7-0.8)，则按UPS的输出功率因子来计算;如负载的输入功率因子小于UPS的输出功率因子,则按负载的输入功率因子来计算。
　　 第三,为保证UPS长期稳定地运行,负载容量一般不超过UPS容量的80%,并且新装UPS一般还要留出一定的负载扩容余量。
　　 第四，为了提高可靠度，可采用N+1并联冗余的方式，为负载高可靠的电力供应。即N台设备为负载提供电力供应，1台设备保证冗余度，当系统中有任意一台设备故障时，负载的电力供应还可得到保障。

　　第二章 UPS电源供电方案
　　
　　2.1 UPS供电方式设计原则
　　
　　 1）采用冗余供电的方式，为负载提供高可靠的电力供应。
　　 2）在保证可靠的前提下，避免UPS容量设计过大，造成不必要的浪费成本提升。
　　 3）电池采用多台UPS共用的方式，以减低电池成本，提高电池利用率。
　　
　　2.2 UPS供电方案：
　　
　　2.2.1 UPS的选择：
　　 1、基于前面分析和技术，可知每个厂房的实际负载功率约为530KVA左右，我们建议UPS供电方总容量不小于530KVA。
　　 2、基于客户负载为数控机床，为机械马达类感性负载，对UPS的性能要求较高。故我们建议客户选择台达NT系列UPS，此UPS单机功率为20KVA至500KVA，是专门设计用在大型工矿企业的高可靠工业级UPS。由于其逆变器采用全桥设计架构，具有输出隔离变压器，负载适应性最强，能适应各种负载特性的负载，且过载能力突出，可经受负载运行高峰的冲击，且可带100%不平衡负载，设备技术成熟，性能稳定可靠。最适合为企业的大型生产线提供稳定、可靠的运行保障。
　　
　　2.2.2 UPS供电方案
　　 每个厂房采用4台台达NT200KVAUPS组成3+1并联冗余供电系统。即系统总容量为800KVA，可保证一台UPS做冗余备份，即当供电系统中有任意一台UPS故障时，UPS系统的输出容量任可达到600KVA，满足负载的用电需求，负载的供电任可得到保障，从而大大提高供电可靠度。UPS供电系统图如下：

　　 电池采用多台UPS共享配置的方式，可大大提高电池的利用率，同时，还可降低电池配置成本。
　　
　　2.2.3 电池配置方案
　　2.2.3.1多机共用电池组
　　所谓共享电池组就是指两台或多台UPS同时利用一组或多组电池的解决方案。市电正常时各台UPS同时为蓄电池组充电，市电异常或者终断时，各UPS又同时利用电池组的能量逆变成交流电供给负载使用。
　　
　　多机并联共用电池组供电架构说明：

　　 因此共享电池组具有以下优点：
　　
　　(1)节省购买电池的资金投资

      (2)节省安装空间
　　(3)扩容方便
　　(4)延长电池寿命和提高电池利用率
　　
　　2.2.3.2 电池配置及容量计算
　　经过前面的分析，我们知道实际量约为530KVA，一般厂房的数控机床设备类设备的功率因数约为0.7～0.8。为使电池延时做够，我们取负载的功率因数为0.8，则根据恒功率电池容量计算法：
　　
　　电池容量计算方法：
　　
　　恆功率后备时间对应电池容量计算方式：
　　
　　P（W）--电池提供总功率A--UPS标称容量（VA）N--电池CELL数
　　C--电池组数D--UPS实际带载量（UPS实际带载量一般不超过满载80%）
　　Pf--UPS功率因数η--逆变转换效率Pc--电池放电曲线表中查的放电功率
　　Pnc--电池每CELL需要提供的功率B--UPS主机配置1组12V电池的节数
　　P（W）={A*Pf}或D/η
　　Pnc=P（W）/(B*N)
　　
　　然后根据计算出电池的每个CELL需提供的功率，再查找电池恒功率放电曲线表对应时间的最匹配的功率值。则此功率对应的容量的电池就是我们要选用的电池。若计算出的功率大于最大容量电池相应时间的放电功率，则就表明需要并联电池组。
　　
　　并联电池组数（取整）=Pnc/Pc
　　
　　因此，计算如下：
　　
　　P（W）={A*Pf*D}/η=530KVA*0.8/0.95≈446.3KW
　　Pnc=P（W）/(B*N)=446.3KW/(29*6)≈2565W
　　查表，可知，中达电池200AH/12电池10分钟对应的功率为592.9W（放电到1.75V时）
　　则：并联的电池组数=2656/592.9=4.3组，故电池组数取整数为4，即200AH/12V电池29*4=116只。
　　说明：以上计算中功率因数PF为0.8，UPS的逆变效率η为0.95，每组电池的颗数B为29只，每只电池的CELL数N为6。