1 概 述

　　1.1 基本情況

　　隨著中國平煤神馬能源化工集團有限責任公司（簡稱中平能化）通信信息網絡的發展，其IT 系統規模越來越大，信息網絡系統越來越復雜，與之相應的對交流不間斷供電的可靠性、靈活性、智能化、免維護的要求越來越高。

　　在2006年前，信息系統主要以UPS或單機式逆變器提供不間斷的交流電源。傳統的不間斷電源在應用中存在一定的缺陷，具體表現為以下幾方面：

　　（1）單個模塊輸出電流有限，負載接得多時容易旁路；（2）一旦單個模塊出現問題，容易造成設備停機，影響系統運行；（3）布線復雜，一臺模塊的交直流線及保護地線都要布放，維護不變；（4）單個模塊適應小容量的負載設備，而在設備集中的地方，負載大，則不適于應用；（5）無網管功能，不易于集中維護。

　　1.2 并聯逆變電源技術的發展

　　由于計算機控制技術的進步，帶動了逆變電源技術的發展，電源廠家研制開發了（N+X）熱插拔模塊并聯逆變電源，這種電源系統已經非常成熟、可靠；在國際國內各類通信信息網絡系統已大量應用了這種更科學的不間斷電源的供電方案。

　　2 并聯逆變電源的技術原理

　　2.1 工作原理

　　并聯逆變電源系統是工作在在線式的并聯逆變電源系統，系統有直流輸入和交流輸入。正常運行時，并聯逆變模塊將直流電壓通過高頻功率變換產生高品質的交流正弦波電壓，1~20個并聯逆變模塊可以通過靈活組合，構成需要的容量要求，構成n+1,…，n+m并聯冗余系統，向負載供電。

　　并聯逆變智能化電源產品，采用了無主從控制方式的數字相位同步鎖定技術，系統完全自主均流，可在線熱插拔以增加或減少并機模塊，實現（N+X）熱插拔并聯冗余。

　　當某一模塊故障，故障模塊即自動退出，并發出報警，而剩余模塊自動均分負載，系統照常運行。同時，市電作為備份的旁路電源，一旦需要設備檢修和其它用途，靜態開關模塊不間斷的將負載切換到市電上去。

　　工作完畢，負載被不間斷的切換到并聯逆變模塊上供電。

　　2.2 系統組成

　　本文以DND19并聯逆變電源系統為例，說明其組成情況。

　　DND19并聯逆變電源系統由DND19-3 kVA 并聯逆變模塊、DK04S型監控模塊、STS靜態開關模塊和交直流配電單元等組成一個完整的逆變電源系統。

　　DND19并聯逆變電源系統中的DND19-3 kVA并聯逆變模塊和監控模塊均采用單片機控制，并通過監控模塊監控并聯逆變電源系統的運行狀態。監控模塊上的RS232通信口可與本地或遠程計算機通信，實現集中監控。計算機后臺軟件將并聯逆變電源系統的運行和告警情況按時形成文件存入相應的子目錄，供隨時查閱和打印。

　　并聯逆變電源系統框圖如圖1所示。

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圖1 DND19并聯逆變電源系統構成框圖

　　2.3 模塊功能

　　各模塊功能如下：

　　（1）DND19-3 kVA并聯逆變模塊功能

　　DND19-3 kVA并聯逆變模塊將-40~-57 V范圍內變化的直流輸入電壓，通過高頻功率變換，產生高品質的220 V/50 Hz純正正弦波輸出，并聯逆變模塊間通過并機母線交換信息，可以實現多達20個并聯逆變模塊的直接并聯，構成n+1,…，n+m 并聯冗余系統。模塊間自動鎖相，無主均流。如果系統有旁路市電輸入，并聯系統可以和市電鎖相，保證并聯逆變輸出與旁路市電間的不間斷切換。

　　（2）DK04S型監控模塊功能

　　DK04S型監控模塊是DND19并聯逆變電源系統的監測和控制單元。模塊采用新型MCU 控制，主要完成以下功能：

　　a.并聯逆變電源系統工作參數的測量與顯示，系統工作參數的設定。通過液晶屏可以顯示并聯逆變電源系統的參數有：直流輸入電壓，交流輸入電壓、頻率，交流輸出電壓、電流和頻率。通過監控模塊前面板上的鍵盤可以分別對上述參數的上下限進行設定。

　　b.并聯逆變電源系統工作狀態的顯示，并提供節點信號。監控模塊提供四個發光二極管指示燈，分別指示逆變系統的工作狀態：逆變、旁路、過載和故障。

　　外送的繼電器節點信號有：逆變、旁路、過載和故障。

　　c.根據系統的工作情況，控制靜態開關模塊的工作狀態是逆變主用還是市電主用。同時保證逆變和市電旁路之間實現不間斷切換。

　　d.RS232接口通信功能的實現。通過監控模塊后部的RS232接口，可以實現與計算機的遠程通信。與DND19并聯逆變電源系統監控軟件或其它集中監控軟件配合，可以實現遙測、遙信和遙控功能。

　　（3）STS靜態開關模塊功能

　　STS靜態開關模塊是DND19并聯逆變電源系統的重要組成部分。完成的主要功能是旁路市電和并聯逆變交流電之間的不間斷切換。模塊采用先進的控制策略和可靠的可控硅器件，保證切換的平穩可靠。靜態開關模塊必須與監控模塊配合使用，才能實現并聯逆變電源系統與旁路市電的不間斷倒換功能。逆變過載倒旁路的倒換時間為零；并聯逆變電源系統故障倒旁路的最大倒換時間小于7 ms.

　　2.4 系統特點

　　（1）DND19-3 kVA并聯逆變模塊采用高頻功率變換技術設計，體積小、功率密度高、運行穩定可靠，可廣泛應用于各個領域；（2）用于大容量的數據通信站，支持負載量大，一套最大能支持近200 A的交流負載的使用；（3）根據不同負載量的大小，可配置適量的模塊，節約成本投資；（4）輸出交流電壓波動范圍窄，適合負載的有效工作運轉。

　　3 工程設計及施工

　　3.1 設計原則

　　（1）并聯逆變電源系統適合IT系統集中的數據機房，且有較大容量的整流電源系統，后備電池組至少在2 000 Ah以上的通信站；（2）適合相對集中的小區，而且布放小區的ONU寬窄帶設備或數據交換設備的電源集中供電的中型以上通信基站；（3）并聯逆變電源的工作方式以在線式為好，不論市電停電與否，系統不存在工作模式的轉換；（4）設備各類輸入輸出及地線要按終期負載需求容量來配置線材，保證截面通過的最大電流值，電纜一律采用阻燃型線路；（5）并聯系統所接的交流電源系統的防雷設備，要嚴格按照防雷規范敷設，以防設備遭雷擊或高壓電沖擊。

　　3.2 設備選型與配置

　　設備選型一般根據機房通信電源電壓級別來選擇。我公司各通信基站全部是-48 V 電源系統，因此，使用的逆變電源系統多為48 V逆變系統。如果有24 V電源系統也可選相應的逆變模塊。

　　設備配置除了一般逆變電源模塊以及必要的交流輸出單元配置外，靜態旁路模塊及監控模塊以及必要的交流輸出單元最好都要配置，保證系統的穩定可靠。

　　3.3 工程施工要求

　　（1）安裝場所要求

　　為確保并聯逆變電源系統正常工作，將逆變模塊系統安裝在通風順暢的場所，且易于配電；環境干凈且無塵埃污染，環境溫度為20℃左右，相對濕度不超過80%;無腐蝕性物質；地面承重每平方500 kg.

　　（2）輸入直流配電要求

　　輸入直流配電對于容量不同的系統有所不同。輸入不同規格直流電壓，要在監控模塊設定，注意直流輸入接線時正負極性。

　　（3）交流輸入配電要求

　　交流輸入采用單相三線制，緊急旁路開關在逆變系統正常運行時處于斷開位置，只有在系統維護時才使用，此時接通緊急旁路開關，交流市電直接旁路給負載供電，然后再關閉交流輸入和直流輸入對系統進行維護和檢修，而對負載供電不會中斷。

　　（4）輸出交流配電要求

　　交流輸出為單相三線制，輸出L,N,PE.交流輸入、輸出的零線N接在一根匯流排上；保護地PE接在一起。

　　（5）開啟前的檢查要求

　　檢查系統電源電極內連接是否正確無誤，系統開啟前，還要詳細檢查所有的端子外接線連接牢固；單獨開啟每個模塊，檢查運行情況，地址碼是否正確，有無報警狀態。其它請閱隨設備所帶的《逆變電源系統操作規程》。

　　本逆變器靜態旁路輸入端應采用有良好接地的220 V50 Hz的交流電，設備的安裝須由專業人員安裝。安裝人員必須根據技術標準和當地電氣規范，對用戶方的電纜、斷路器、負載進行*估，核實輸入、輸出和接地連接正確。

　　4 日常維護注意的問題

　　對于日常維護管理工作應把握以下三點：

　　4.1 技術人員綜合素質的提高

　　在工作中，技術人員通過對故障的處理、分析和技術鉆研，積極參與各類的技術交流會，以及廠家提供的專門培訓課，來不斷提高對并聯逆變電源專業知識的學習；思想上，高度認識電源供給的電流是各IT信息系統正常運行的基礎，是各系統的"血液",只有不間斷供給"血液",才能保證整個IT 系統應用提供良好的平臺，服務社會。

　　4.2 建立完善的周期檢查項目

　　做好并聯逆變電源的維護工作，需要建立一個較完善的周期測試計劃，主要對以下項目進行科學合理制訂測試計劃：

　　（1）定時巡檢設備，觀察工作環境，如溫度、濕度等；（2）測量交直流輸入電壓，檢查接地是否牢固等情況；（3）不要讓逆變器超載工作，避免火災及電擊事故發生，如超載要及時補充模塊等；（4）定期清潔模塊內積塵，及時修理故障模塊；（5）正確的參數設置，增加或減少模塊要及時修改參數；（6）定期檢查負載線路有沒有短路、老化現象，以免引起電源故障。

　　4.3 主管部門管理措施到位

　　主管部門建立健全運行及維護管理制度，明確職責，采用有效技術措施。平常對于逆變電源維護管理工作要做到規范化、制度化和周期化，才能保證電源維護工作有效進行。日常管理工作，既要監督檢查，又要技術指導，從思想上、行動上，技術上等多個層面引導技術人員上標準崗，干標準活，避免停電事故和火災事故的發生。

　　5 應用推廣情況

　　中平能化專用通信信息網現已用并聯逆變電源系統8套，配置3 kVA模塊60多個，分布在6個EPON通信系統覆蓋的智能化小區和2個中心級IT機房，實現了集中供電和分區供電相結合的原則，確保電話通信系統和數據網絡設備可靠穩定運行；最近在中平能化公司新址又新上的1套18 kVA系統，也將于近段時間投入運行。

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