1、STS 技术方案建议书1静态转换开关 STS 技术方案书溯高美索克曼电气（上海）有限公司STS 技术方案建议书2目 录1 概述 32 STATYS 系列 STS 的主要技术特点 .63 STATYS 系列 STS 相关配置 .84 索克曼 STATYS STS 标准 95 先进的控制与诊断系统 106 保护装置和控制功能 127 STATYS 架构介绍 138 监控与通信 .169 STATYS 系列 32A-4000A STS 的主要技术参数 19STS 技术方案建议书31 概述尊敬的公司领导：根据贵公司机房建设要求，我们特向您推荐溯高美索克曼专门针对此类应用场景而提供的解决方案：索克曼 S
2、TATYS 静态转换开关 STS 解决方案。索克曼集团始创于 1922 年，总部位于法国，在法国 Strasbourg 附近的 Benfeld 和意大利 Isola有两大生产基地，在全球（包含中国）范围内拥有八个生产工厂，其业务范围主要致力于电力电子产品的研发与生产，是欧盟授权的电源开发实验机构，也是目前全球最大的生产电源设备的集团之一。目前本集团的客户领域涉及电信、金融、交通、核电站、石油化工、军事、科研、医院、税务以及政府等各个领域。STS 技术方案建议书4STATYS 发布于 2008 年 10 月，属于当今世界最新型的数字化最新技术不间断静态转换开关系统，综合 SOCOMEC 公司近
3、90 年来的技术不断积累，采用了电力电子领域的最新 DSP 技术和控制领域的最新方法，将 STS 的产品技术指标、运行可靠性和维护方法提高到新的层次，领导了不间断静态转换开关技术的新的发展方向。它不仅仅是产品的更新换代，在工业及通信设计领域，也迈出了崭新的步伐是适合工业及通信用途的信息化电源系统，为计算机、通信和工业控制的不断发展提供了更好更新的电力转换保护。STATYS 的容量范围从 32A 到 4000A，冗余的 DSP 数字信号处理器控制系统，标准配备双路维护旁路开关，冗余的工作电源,独立并冗余的 SCR 驱动控制电源。 STS 转换系统过载能力强，整机效率高达99.2%，是真正的绿色
4、STS 静态转换系统。整机全数字控制，SOCOMEC 将最高端的 DSPTM 技术应用到电源的控制、检测和通信过程。充分利用 DSPTM 处理器的高效与并发处理能力，简化 STS 中烦琐的检测、控制和通信等功能的处理服务的设计，使之集成到一个专用的 DSPTM 芯片中，同时采用 DSP 冗余的控制系统，大大减少了分离器件的使用数量，更佳安全的连锁控制操作，从而提高了转换系统的可靠性，缩短了转换开关系统 MTTR。STS 技术方案建议书5索克曼集团于 1991 年正式进入中国市场，为了更好的服务于中国市场，集团于 2003 年在中国的北京、上海设立了代表处，并于 2009 年在上海青浦建立了中国
5、工厂。公司总部与分布在世界各地的分公司及销售代表处一起，为用户提供详细、周到、及时的专业咨询、方案设计、设备安装、售后服务等支持,在我们的经营理念就是永远贴近市场，贴近用户，永远把客户的需求放在第一位，这就是为什么我们的产品更能适合市场潮流趋势并在业界一直处于领先的地位。自从进入中国市场后，其先进的技术和完善的售后服务体系十几年来已成为国内银行业、电信业、军队等系统电力设备的主要供应商之一。客户对我们提供的解决方案给予了充分的肯定。我们对标准产品进行定制化改进,以适应客户的特殊需求, 产品高效,富有竞争力。STS 技术方案建议书62 STATYS 系列 STS 的主要技术特点 内部冗余的工作电
6、源、控制电源设计，可靠性更高STATYS 能提高系统 的整体可用性，STATYS 提供成套设备细分与智能故障管理，从而提高了该系统的整体运行时间，的辅助工作电源与 SCR 的控制电源完全独立分开，而且采用冗余的设计，更加提高系统工作的可靠性以及运行的稳定性 冗余的微处理器系统控制系统的控制采用双微处理器板，即使其中一个控制系统出现故障，也不会影响系统的供电控制 冗余的 SCR 驱动控制STATYS 系统为每个可控硅通道提供单独的有冗余供电特性的控制驱动卡，与系统的控制分开，从而达到更高级别的运行可靠度。 设计紧凑：节省多达 40%的安装空间，易于操作维护STATYS 设计极其紧凑，大幅度减小安
7、装底座，节省占地面积并降低电源分配单元(PDU) 的空间需求；可并排安装或者背对背安装，可方便正面操作与维护。 标准配置双维护旁路开关STATYS 系统标准配置双维护旁路开关，便于系统进行维护与检修 智能检测系统，实时监测系统运行 STATYS 具备风扇故障定位检测，并标准配置冗余的冷却系统以便于设备散热，独特的冷却通道非常适宜数据中心的风冷系统标准 实时的可控硅故障检测，最大限度的降低故障转换时间，确保正常的负载电力供应 系统侦测与控制功能分离，防止内部故障传播 强大的内部总线通信监测控制，确保监测的准确无误 内部智能监控传感器最大程度确保系统可靠性 先进的变压器切换管理在 STS 的上游电
8、网配置中如果没有配置输入零线，可以通过在 STS 的上游增加两个输入变压器STS 技术方案建议书7或者在 STS 的下游增加一个输出变压器的方式为输出测提供一条新的零线，对于后者的方式，STS 采用了 ATSM 技术，有效降低瞬间冲击电流和伪短路事故。 系统灵活性高，系统适应性强 STATYS 适用于双电源或单电源服务器、线性或非线性负载、数据机房负载等应用环境 STATYS 适用于三相无零线或者三相四线( 带零线)切换方式，可适用于各种功率因数的线性或非线性负载 灵活的数字控制能力，可适用于任何操作或电气环境条件 彩色大屏幕图形显示，友好的人机界面 图形化的 LCD+LED 的用户界面，可提
9、供彩色图形化工作示意图，信息量大 多国语言选择，标准配置中文显示，信息显示易读，操作导航直观 通过前端操作面板即可访问所有信息（测量、状态及告警信息） ，异常事件具备声光告警 面板可设置密码保护，以防无关人员误操作 系统具备自动连锁控制，防止操作错误 先进的控制和通信技术 控制系统 DSP 技术应用，提高了整机的性能，CAN BUS 技术的采用，提高了设备的通信能力，多功能的通信接口便于系统进行远程监测与维护 通过局域网 RJ45 连接到客户集中监控系统(BMS)STS 技术方案建议书8 即插即用的 COMSLOT 通信模块（用于灵活升级的接口程序） 可编程式的干接点输入输出 RS232/48
10、5 串行接口 PROFIBUS 总线接口 DEVICENET 总线接口3 STATYS 系列 STS 相关配置 STATYS 系列 STS 电源的标准配置如下 : 1. 冗余微处理器 2. 带冗余电源的 SCR 控制卡 3. 双冗余电源板 4. SCR 实时故障检测 5. 与负载相匹配的智能整流系统6. 无熔丝或熔丝保护设计7. 输出故障实时监测8. CAN 总线架构9. 热插拔 19 英寸机架10. 双维护旁路 11. 图形化 LCD 显示操作面板 12. 密码控制13. 满负载参数测量14. 全数字配置及设置，正面操作维护15. 以太网连接接口STS 技术方案建议书916. 输入/输出干接
11、点接口17. 灵活选配的通信插槽 STATYS 系列 STS 选配件: 1. 干接点接口板 2. RS232/485 接口板 3. Profibus 总线接口4. DeviceNet 总线接口5. 自动维护旁路连锁装置 6. 瞬态电压浪涌抑制器4 索克曼 STATYS STS 标准EN =欧洲安全标准IEC=国际电工委员会标准具体的标准：EN60950 (CEI74-2 IEC 950): 信息技术设备安全标准IEC 62310-1: STS 安全标准IEC 62310-2 : STS 电池兼容 EMC 标准IEC 62310-3 : STS 工作测试标准IEC439 (EN60439-1,
12、CEI17-13): 低压设备安全标准IEC801-2: 漏电安全标准IEC529 (CEI70-1): 柜体防护协议标准IEC146 (CEI22): 大功率设备安全标准IEC439 (EN60439-1, CEI17-13): 低压设备安全标准STS 技术方案建议书105 先进的控制与诊断系统索克曼 STATYS 采用智能逻辑控制技术，在任何模式下都采取“ 先断后通”的切换方式，以确保负载供电的最大安全性。采用双冗余的微处理器控制板卡，所有的辅助逻辑电源和可控硅触发电路都是冗余的。5.1 运行模式STATYS 会将两路输入中的一路设为优先电源，持续 5 秒钟按住“ALA RM RESET”
13、既可以选定优先电源，被选中电源的相应 LED 指示灯会亮起，只要优先电源的质量在设定允许范围内，就由它来一直为负载供电。当优先电源发生故障时，负载将被自动切换到备用电源供电（优先级别低的一路电源） 。如果优先电源重新恢复正常，则负载在经过一段延时后将被重新切换优先电源供电，回切的等待延迟时间可由用户设定。当两路输入电源质量都超出允许范围时，根据用户的预先设定，STATYS 可以有不同的动作方式（1 路电源继续供电、2 路电源继续供电、两路 SCR 都断开）5.2 切换模式在任何情况下，STATYS 都可以进行负载电源切换，具体运行模式介绍如下： 手动切换用户可以直接在面板上面进行操作，将负荷在
14、两路电源之间进行不间断切换 电源故障切换STATYS 会持续监测两路电源的电压值（有效值和瞬时值） ，检查它们是否在设定允许范围内。如果当前为负载供电的电源超出范围，STATYS 会自动切换带另外一路供电。如果当前为负载供电的是备用电源，则当优先电源恢复正常后，负载将自动切换回优先电源供电。如果切换时两路电源不同步，则根据用户的预先设定，STATYS 可以有两种不同的应对方式：以最快的速度（5 毫秒）切换到另一路电源；另一种方式是在等待一段时间的延时（020 毫秒可选择）后再进行正常切换（STATYS 默认方式STS 技术方案建议书11为后者，即延时后再切换） 。 负载回切至优先电源如果当前负
15、载供电并非来自优先电源（例如因故障切换或者优先级改变） ，则 STATYS 将会尽快地自动切换回优先电源。需要明确的是，只有当后者电源满足设定范围要求，并且与当前负载供电电源同步时，STATYS 才会允许切换。如果优先电源超限，则 STATYS 将会等待，直到其恢复正常范围一段时间（5 秒）内保持稳定以后才会执行切换动作；当两路电源不同步时，则只有等到两路电源相位差小于设定值（默认值为 10）时，才会执行切换动作。无论如何，只有当两路电源均在正常范围内保持同步时才会执行切换（在最佳条件下，还可以执行零电流切换） 。 输出短路时的运行模式一旦 STATYS 侦测到输出短路，它将禁止切换，以免将短
16、路故障带到另一路电源中，瞬短路电路极限值为 2.5 倍的额定电流；同时 STATYS 的内部逻辑控制电路也会禁止切换，即使上游保护装置跳闸，电流变为零。只有当短路电流降到低于此极限值，并且电压合格时，STATYS 才会自动复位并允许切换。 输出过载时的运行模式在发生输出过载时，STATYS 可继续运行一段时间： 手动维护旁路运行模式STATYS 标准配置内置的手动维护旁路开关，能将机内所有的可维护的部件进行隔离，在不中断负载供电的情况下可以安全的对设备进行检修。即使用户操作错误，也可以确保绝对不会使两路输入电源短接。当负载由 S1 电源供电时，如果用户误将 S2 电源的维护旁路开关闭合，则 S
17、TATYS 的STS 技术方案建议书12逻辑控制电路会立即将负载切换至 S2，以避免两路电源短路，而不管当前运行在何种模式下面。此外，为了将维护时间缩短至最短（极低的 MTTR，不到 1 分钟） ，可以把 STATYS 切换到手动维护旁路，这样在无需中断负载供电的前提下就可以将整个静态模块（包含逻辑控制电路和电力模块）抽出进行热插拔更换。6 保护装置和控制功能STATYS 的前级和后级都应安装保护装置，以保护电缆和负载，保护装置可以是自动开关、熔丝或断路器。保护装置的选择应参考 STATYS 的电流容量、过载能力、内部熔丝规格，以及后端负载情况。 内部熔丝STATY 在每路电源输入端都配有熔丝
18、，这些熔丝的主要作用是保护 STATYS 自身内部电路的安全，在后级发生永久性短路时起到保护作用。当然，对于 STATYS 后级保护装置的规格型号，用户还应合理地进行配置，以保障匹配性。 回馈保护控制当一路电源正在为负载供电时，如果发生备用路（即为带负载的一路电）的静态开关可控硅短路，尽管这种情况发生的可能性微乎其微，但是为了确保不会在备用路输入端产生回馈电击危险，在此引入回馈保护控制。在 STATYS 用户接口处包含两个常闭干接点，当检测回路有馈电压时，可以用它们来激活触发外置的分断装置（例如电磁机械式继电器或微电压脱扣继电器） 。这些外置的分断装置并不包括在 STATYS机器内。 SCR
19、短路检测STATYS 可以检测出当前供电电源的 SCR 是否发生短路，当发生 SCR 短路故障时负载将自动切换到另一路电源，并禁止再次切回。 冗余风冷STATYS 配有 2 个完全冗余的制冷风扇，系统采用非常可靠的前进风、顶部出风的冷却STS 技术方案建议书13方式，同时带有风扇故障检测装置，一旦检测到风扇故障将立即通知用户。7 STATYS 架构介绍7.1 STATYS 系统架构原理图系统架构原理图索克曼 STATYS 系列 STS 标准配置两路电源的输入以及两路电源的维护旁路，设备的外观形式包含机架式、机柜式两种规格。STS 技术方案建议书147.2 STATYS 的外观图STS 技术方案
20、建议书157.3 STATYS 安装连接示意图SYATYS 200A 系统安装示意图STATYS 300-400A 系统安装示意图STS 技术方案建议书16STATYS 600A 系统安装示意图8 监控与通信STATYS 标准配置必要的控制和指示装置，使操作人员能够了解系统性能与运行状态，并采取相应对策进行告警与故障处理。8.1 操作与显示设备配置图型化的液晶显示器（LCD ） ，方面我们掌握 STS 的各运行参数和报警状态参数。可以通过彩色图形屏幕来了解更多 STS 运行信息，同时还可以配置远端控制显示屏。 STS 及旁路的 LCD 显示器提供下列参数，所有参数精确度为1。 市电输入 输入电
21、压低、高 过热保护 熔断丝熔断 输入频率超限STS 技术方案建议书17 静态转换开关 禁止转换至备用电源 禁止旁路再转换至逆变器 由旁路电源供负载 柜体 环境温度过高 散热风扇故障 系统控制 STS旁路转换再转换开关 带保护罩的紧急断路按钮 仿真电路在控制指示屏或系统控制柜上装设带指示灯的仿真电路。仿真电路描绘出 STS 的完整的系统示意图，仿真电路上指示出： 交流输入断路器； 交流电源 1 供电； 交流电源 2 供电； 系统供电处于锁闭状态； 维护旁路供电状态；8.2 系统远程监视性能 遥测项目：三相输入电压，三相输入频率，三相输出电流，三相输出电压，三相输入频率，三相输出电流，负荷容量，箱
22、体以及环境温度。 遥感项目：同步/不同步状态，STS/旁路供电，输入电源电压超限，维护旁路开关闭合，系统温度过高，输出STS 技术方案建议书18短路，SCR 故障，风扇故障，回馈保护激活。 遥信项目：STATYS 可配置干接点接口板，可编程输出以下主要信息的干接点信号：综合告警优先级为 S1/S2输出短路SCR 短路故障系统温度过高S1 手动维护旁路闭合S2 手动维护旁路闭合S1 电源超限S2 电源超限两路电源同步S1 静态开关断开 /闭合S2 静态开关断开 /闭合S1 回馈保护激活S2 回馈保护激活风扇故障 系统具有通信接口设备具有很强的通讯联网功能，STS 可以采用干接点、SNMP 卡或
23、RS232/485 等多种通信接口，实现远程监控及模拟控制或集中遥测遥控。可以利用 Internet 来监控 STS，每个 STS 在网络中有自己的 IP地址，可以通过 WEB 浏览器来监控，采用的协议可以是：TCP/IP，SNMP，HTTP 和 JAVA。为了保证所有设备可以和中央楼宇监控系统集成，STS 和旁路柜内部安装了通信板具备RS232、 RS485、 RS422 接口， RTU 格式的 JBUS/MODBUS 协议，传输率分别是：STS 技术方案建议书192400，4800，9600，19200，最长传输距离 1000 米，具有良好的电气隔离（信号端子对地承受直流电压 500V、1
24、 分钟不击穿或闪烁） 。9 STATYS 系列 32A-4000A STS 的主要技术参数19 吋机架热插拔系统容量(A) 32 63 63 100STATYS 技术参数输入电压 120-127/220-240/254VAC10% 208-220/380-4150/440VAC10%输入频率 50/60HZ10%开关极数 两极开关 三或四极开关相数 PH+N 或 PH-PH(+PE) 3PH+N 或 3PH(+PE)维护旁路 带有安全操作的连锁开关过载 110% 可供电 60 分钟，过载 150% 可供电 2 分钟零线系统 兼容所有接地系统允许最大的切换相角15最大的频率梯度10Hz/SEC效
25、率 99%容许负载功率因数不限制通信接口 SNMP/RS422/485/可编程干接点输出环境防护等级 IP31相对湿度 95% 海拔高度 1000m冷却 强制风冷噪音等级 45Db(A)标准STS 技术方案建议书20性能与安全 IEC 62310, EN 50022, IEC 60364-4, IEC 60950, IEC 60529,IEC 60439-1保护等级 CB 或 PC 等级机柜-可集成底盘系统容量(A) 200 300 400 600 800 1200 1500 1800STATYS 技术参数输入电压 208-220/380-4150/440VAC10%输入频率 50/60HZ1
26、0%开关极数 两极开关 三或四极开关相数 3PH+N 或 3PH(+PE)维护旁路 带有安全操作的连锁开关过载 110% 可供电 60 分钟，过载 150% 可供电 2 分钟零线系统 兼容所有接地系统允许最大的切换相角15最大的频率梯度10Hz/SEC效率 99%容许负载功率因数不限制通信接口 SNMP/RS422/485/可编程干接点输出环境防护等级 IP20相对湿度 95% 海拔高度 1000m冷却 强制风冷噪音等级 60Db(A)标准性能与安全 IEC 62310, EN 50022, IEC 60364-4, IEC 60950, IEC 60529,IEC 60439-1保护等级 CB 或 PC 等级EMC 等级 C2 类（IEC 62310-2）
