T∕CPSS 1007-2019 超级不间断电源.pdf
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1、0 ICS 号 29.200 中国标准文献分类号 K46 团 体 标 准 T/CPSS 10072019 超级不间断电源 Super Uninterruptible Power Systems 2019-07-31发布 2019-08-01实施 中国电源学会 发布 T/CPSS 10072019 I 目 次 前言 . II 1 范围 . 1 2 规范性引用文件 . 1 3 术语和定义 . 2 4 技术要求 . 4 5 试验方法 . 7 6 检验规则 . 17 7 标志、包装、运输、贮存 . 19 T/CPSS 10072019 II 前 言 本标准按照GB/T 1.12009给出的规则起草。
2、本标准由中国电源学会提出并解释。 本标准起草单位:浙江大学、科华恒盛股份有限公司、漳州科华技术有限责任公司、福建省产品质量检验研究院。 本标准主要起草人:徐德鸿、苏先进、陈敏、李海津、曾奕彰、钟成剑、雷晓阳。 本标准首次发布。T/CPSS 10072019 1 超级不间断电源 1 范围 本标准规定了超级不间断电源装置的技术要求、试验方法、检验规则和标志、包装、运输、贮存。 本标准适用于功率从千瓦级到兆瓦级, 能满足重大工程高可靠交流负荷供电要求的各类超级不间断电源装置。 本标准适用于具有下列特征的超级不间断电源装置(以下简称超级UPS): a) 输入能够接入多种类型能源的发电单元(包括电网、燃
3、气发电单元、新能源发电单元等); b) 能够接入多种类型储能单元(包括储电装置、储氢装置等); c) 输出为三相固定频率的交流电压。 超级UPS的基本结构如图1所示。 燃气发电单元电网输入接口燃气发电输入接口输入能源超级 UPS新能源发电单元1新能源发电输入接口1储能单元 1负载储能单元 2储能单元储能单元接口1储能单元接口2电网天然气管道储能单元 N储能单元接口N新能源发电单元N新能源发电输入接口N功率变换装置旁路装置维护旁路功率变换单元1负载接口功率变换单元2功率变换单元3功率变换单元4功率变换单元5功率变换单元6功率变换单元7功率变换单元8直流母线 图1 超级 UPS 基本结构示意图 2
4、 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。 凡是注日期的引用文件, 仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB/T 191 包装储运图示标志 GB/T 2423.12008 电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验A:低温 GB/T 2423.22008 电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验B:高温 GB/T 2423.32016 电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验Cab:恒定湿热试验 GB/T 2423.51995 电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验Ea和导则:冲击 T/CPS
5、S 10072019 2 GB/T 2423.102008 电工电子产品环境试验 第2部分:试验方法 试验Fc:振动(正弦) GB/T 3873 通讯设备产品包装通用技术条件 GB/T 7260.12008 不间断电源设备 第1-1部分:操作人员触及区使用的UPS的一般规定和安全要求 GB/T 7260.22009 不间断电源设备(UPS) 第2部分:电磁兼容性(EMC)要求 GB/T 7260.32003 不间断电源设备(UPS) 第3部分:确定性能的方法和试验要求 GB/T 7260.42008 不间断电源设备 (UPS) 第1-2部分:限制触及区使用的UPS的一般规定和安全要求 YD/T
6、 9442007 通信电源设备的防雷技术要求和测试方法 YD/T 10952018 通信用交流不间断电源(UPS) 3 术语和定义 GB/T 7260.32003和YD/T 10952018界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 超级不间断电源(超级 UPS) Super Uninterruptible Power System (Super UPS) 输入能源接口能够接入多种类型能源的发电单元, 储能单元接口能够接入多种类型储能装置, 在输入能源故障时,用以维持负载电力连续性的电源。 3.2 功率变换单元 power conversion unit 在超级不间断电源装置中,分别与电网
7、输入接口、燃气发电输入接口、新能源发电输入接口、储能单元接口和负载接口连接的电力电子变换器。 功率变换单元可以是整流器、 逆变器或者直流直流变换器。 3.3 功率变换装置 power conversion equipment 由超级不间断电源装置中所有功率变换单元构成的装置。 3.4 燃气发电单元 gas generation unit 连接天然气管道,采用天然气作为输入,输出为交流电的燃气发电机。 3.5 新能源发电单元 renewable energy generation unit 将可再生能源转换为电能的装置,包括风力发电装置、光伏发电装置、燃料电池发电装置等。 3.6 储能单元 en
8、ergy storage unit 储存电能、氢能或者其他类型能量的装置,能够在输入能源故障情况下,为负载供电。储能单元包括多种类型,如蓄电池、锂电池、超级电容等。 T/CPSS 10072019 3 3.7 正常运行方式 normal operation mode 当电网电压、频率在允许范围内,由电网为负载提供能量的工作模式。在正常运行方式,新能源发电单元可根据系统需求为负载供电或回馈电网。 3.8 燃气发电单元供电运行方式 gas generation unit supplying mode 当电网电压、 频率超出允许范围时, 并且燃气发电单元的输出电压、 频率、 输出容量在允许范围内,由
9、燃气发电单元为负载提供能量的工作模式。在燃气发电单元供电运行方式,新能源发电单元(如风力发电装置、 光伏发电装置、 燃料电池发电装置等) 可根据系统需求确定是否为负载供电以及供电的比例。 3.9 新能源发电单元供电运行方式 renewable energy generation unit supplying mode 当电网、燃气发电单元的输出电压、频率超出允许范围时,并且新能源发电单元的输出电压、容量在允许的范围内,由新能源发电单元为负载提供能量的工作模式。 3.10 储能单元供电运行方式 energy storage unit supplying mode 当电网、燃气发电单元的输出电压、
10、频率均超出允许范围时,并且储能单元的输出电压、输出容量在允许范围内, 由储能单元为负载提供能量的工作模式。 在储能单元供电运行方式, 新能源发电单元 (如风力发电装置、光伏发电装置、燃料电池发电装置等)可根据系统需求确定是否为负载供电以及供电的比例。 3.11 旁路运行方式 bypass operation mode 系统通过旁路装置向负载供电的一种运行方式。 3.12 正常运行方式效率 efficiency of normal operation mode 在电网正常情况下, 由电网为负载提供功率, 且新能源发电单元以及储能单元没有能量输出条件下,输出有功功率对输入有功功率之比。 3.13
11、燃气发电单元供电运行方式效率 efficiency of gas generation unit supplying mode 在没有电网输入情况下, 由燃气发电单元为负载提供功率, 且新能源发电单元以及储能单元没有能量输出条件下,输出有功功率对输入有功功率之比。 3.14 新能源发电单元供电运行方式效率 efficiency of renewable energy generation unit supplying mode 在没有电网和燃气发电单元以及储能单元输入情况下, 由新能源发电单元为负载提供功率, 输出有功功率对输入有功功率之比。 T/CPSS 10072019 4 3.15 储能
12、单元供电运行方式效率 efficiency of energy storage unit supplying mode 在没有电网和燃气发电单元以及新能源发电单元输入情况下, 由储能单元为负载提供功率, 输出有功功率对输入有功功率之比。 3.16 燃气单元输入电压可变范围 range of gas generation unit input voltage 在燃气发电单元供电运行方式,允许燃气发电单元输入接口输入电压的范围。 3.17 燃气单元输入频率可变范围 range of gas generation unit input frequency 在燃气发电单元供电运行方式下,允许燃气发电单
13、元输入接口输入频率的范围。 3.18 新能源发电单元输入电压可变范围 range of renewable energy generation unit input voltage 在新能源发电单元供电运行方式下,允许新能源发电单元输入接口输入电压的范围。 3.19 新能源发电单元最大输入电流 maximum input current 在所允许的过载和输入电压允差的最不利条件下,允许新能源发电单元输入接口输入的最大电流。 3.20 模式转换时间 mode transfer time 正常运行方式、燃气发电单元供电运行方式、新能源发电单元供电运行方式、储能单元供电运行方式之间以及旁路运行方式和
14、正常运行方式之间, 从发生需要转换供电模式的输出异常的瞬间起, 到完成能量来源切换瞬间的时间间隔。 3.21 备用供电时间 backup power-supply time 当电网故障时,在规定的运行条件下,能确保负载电力连续性的最短时间。 4 技术要求 4.1 环境要求 4.1.1 温度 工作温度:5 40 ;室外使用的超级UPS的工作温度满足YD/T 10952018中4.1.1中的要求。 贮存温度:-25 55 ,不含电池。 4.1.2 相对湿度 工作相对湿度:90% (402) 无凝露。 贮存相对湿度:95% (402) 无凝露。 T/CPSS 10072019 5 4.1.3 海拔
15、海拔高度应不超过1 000 m;若超过1 000 m时应按GB/T 7260.3的规定降容使用。 4.1.4 振动与冲击 振动:振幅为0.35 mm,频率10 Hz55 Hz(正弦扫频),3个方向各连续5个循环。 冲击:峰值加速度150 m/s2,持续时间11 ms,3个方向各连续冲击3次。 容量20 kVA的超级UPS,振动与冲击试验可应用运输试验进行替代。 4.2 外观与结构 机箱镀层牢固,漆面匀称,无剥落、锈蚀及裂痕等现象。 机箱表面平整,所有标牌、标记、文字符号应清晰、易见、正确、整齐。 4.3 电气性能 超级UPS的电气性能应满足表1要求。 表1 超级 UPS 的电气性能 序号 指标
16、项目 技术要求 备注 电网输入接口指标 1 输入电压范围 380(120%) V 线电压 2 输入频率范围 50(14%) Hz 3 输入功率因数 0.99 额定负载 4 输入电流谐波成分 5% 239 次,额定负载 燃气发电输入接口指标 5 输入电压范围 380(120%) V 线电压 6 输入频率范围 50(14%) Hz 新能源发电输入接口指标 7 输入电压范围 1 500 VDC 8 最大输入电流 125%额定电流 系统输出指标 9 输出有功功率 额 定 容 量 0.9 kW/kVA 10 输出电压稳压精度 1% 11 输出频率 (500.5) Hz 12 输出波形失真度 3% 阻性负
17、载 5% 非线性负载 13 输出电压不平衡度 3% 14 动态电压瞬变范围 5% 15 电压瞬变恢复时间 20 ms 16 输出电压相位偏差 2 17 正常运行方式效率 95% 18 燃气发电单元供电运行方式效率 95% 19 新能源发电单元供电运行方式效率 95% 20 模式转换时间a 5 ms 21 备用供电时间 根据用户需求定义 额定阻性负载 22 频率跟踪速率 0.5 Hz/s2 Hz/s 23 频率跟踪范围 48 Hz52 Hz 24 输出电流峰值系数 3 25 过载能力 10 min 125%额定阻性负载 26 音频噪声 70 dB(A) 400 kVA 以上不要求 27 并机负载
18、不均衡度 5% T/CPSS 10072019 6 表 1(续) 序号 指标项目 技术要求 备注 a 包括正常运行方式、燃气发电单元供电运行方式、新能源发电单元供电运行方式、储能单元供电运行方式相互之间以及旁路运行方式和正常运行方式之间转换的时间。 4.4 维护旁路功能 容量大于20 kVA的超级UPS应具备维护旁路功能,当有对超级UPS的维护需求时,应能通过维护旁路开关直接给负载供电。 4.5 遥测、遥信功能 4.5.1 通信接口 有通信功能的超级UPS应至少具备一个通讯接口,RS232或RS485/422、USB、以太网标准通讯接口等,并提供与通信接口配套使用的通信线缆和各种告警信号输出端
19、子。 4.5.2 遥测 遥测内容至少应包括以下项:电网输入接口电压和频率、燃气发电输入接口电压和频率、新能源发电输入接口电压、储能单元接口输入电压、输出电压、输出电流、输出频率。 4.5.3 遥信 遥信内容至少应包括以下项:电网输入故障、燃气发电输入故障、新能源发电输入故障、功率变换单元故障。 4.6 保护与告警功能 4.6.1 输出短路保护 输出负载短路时,超级UPS应自动关断输出,同时发出声光告警。 4.6.2 输出过载保护 输出负载超过超级UPS额定功率时,应发出声光告警,超过过载能力时,应转旁路供电。 4.6.3 过温度保护 超级UPS机内运行温度过高时,发出声光告警,并转旁路供电。
20、4.6.4 输出过/欠压保护 超级UPS输出电压高于设定过压值或低于设定欠压值时,发出声光告警,并转为旁路供电。 4.6.5 风扇故障告警 风扇故障停止工作时,应发出声光告警。 4.6.6 防雷保护 超级UPS耐雷电流等级分类及技术要求应符合YD/T 9442007中4、5的要求。 T/CPSS 10072019 7 4.6.7 储能单元低电压保护 超级UPS工作在储能单元供电运行方式,输出接阻性负载,如果系统中只有一个储能单元,当储能单元电压降至欠压保护点、应发出告警、并停止供电。如果系统中具有多个储能单元,当正在运行的储能单元电压降至欠压保护点、应发出告警、关闭欠压储能单元连接的功率变换单
21、元,切换到另一个储能单元供电,直到系统中无其他的储能单元时,发出告警、并停止供电。 4.7 安全要求 4.7.1 一般要求 超级UPS的一般安全要求应符合GB/T 7260.12008和GB/T 7260.42008的有关规定。 4.7.2 绝缘电阻 用500 V兆欧表测量受测部分的绝缘电阻,在环境温度为25 10 和相对湿度为90%以下的情况下,其值应大于10 M。 4.7.3 接触电流和保护导体电流 超级UPS的保护地(PE)对输入的中性线(N)的接触电流应不大于3.5 mA。当接触电流大于3.5 mA时,保护导体电流的有效值不应超过每相输入电流的5%,如果负载不平衡,则应采用3个相电流的
22、最大值来计算。有特殊要求的在具体产品型号中另行规定。 4.7.4 抗电强度 试验电压为交流电压2 000 V(有效值),频率50 Hz5 Hz,试验电压上升至规定值的时间不小于10 s,维持时间1 min,漏电流应小于10 mA,应无击穿及闪络现象;或者2 820 V直流电压,试验电压上升至规定值的时间不小于10 s,维持时间1 min,漏电流应小于1 mA,无击穿、无飞弧。 4.7.5 接地电阻 接地端子或接地接触件与金属外壳的接地螺钉或金属构件间应具有可靠的电气连接, 其连接电阻应不大于0.1 。 4.7.6 外壳防护等级 除客户特殊要求外,符合本标准的超级UPS的外壳防护等级应达到IP2
23、0要求。 4.8 电磁兼容限值 超级UPS电磁兼容应满足GB/T 7260.22009的要求。 5 试验方法 5.1 电网输入接口指标 5.1.1 输入电压范围 测试电路如图2所示。输出接额定阻性负载,调节电网输入接口电压至表1中第1项规定的上限值和下限值,超级UPS应能正常工作且在输入电压调节过程中输出电压不应超出表1中第10项的规定。 T/CPSS 10072019 8 5.1.2 输入频率范围 测试电路如图2所示。超级UPS的输入电压为额定值,输出接额定阻性负载,调节输入频率,超级UPS正常工作的输入频率范围应符合表1中第2项的规定。 5.1.3 输入功率因数 测试电路如图2所示。调节电
24、网输入接口电压及频率为额定值,输出额定阻性负载,测量超级UPS的输入功率因数应符合表1中第3项的规定。 5.1.4 输入电流谐波成分 测试电路如图2所示。调节电网输入接口电压及频率为额定值,输出接额定负载,测量239次输入电流谐波总和与基波电流之比应符合表1中第4项的规定。 燃气发电输入接口新能源发电输入接口燃气发电输入接口新能源发电输入接口负载(阻性或非线性)负载(阻性或非线性)可调交流电源可调交流电源ABCN功率分析仪功率分析仪/电力谐波分析仪电力谐波分析仪可调直流流电源可调直流流电源超级超级 UPS电网输入接口电网输入接口可调交流电源可调交流电源ABCN储能单元接口储能单元接口1储能单元
25、接口储能单元接口2储能单元储能单元 1储能单元储能单元 2 图2 电网输入接口指标测试电路 5.2 燃气发电输入接口指标 5.2.1 输入电压范围 测试电路如图3所示。输出接额定阻性负载,调节燃气发电输入接口电压至表1中第5项规定的上限值和下限值,超级UPS应能正常工作且在输入电压调节过程中输出电压不应超出表1中第10项的规定。 5.2.2 输入频率范围 测试电路如图3所示。燃气发电输入接口电压为额定值,输出接额定阻性负载,调节输入频率,超级UPS能正常工作的输入频率范围应符合表1中第6项的规定。 T/CPSS 10072019 9 电网输入接口燃气发电输入接口新能源发电输入接口电网输入接口燃
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