1. 场景与业务需求
典型关键负载
控制与自动化：PLC/DCS、工业PC、机器人控制器、变频器控制回路、工业网关。
质量与安全：在线检测/计量、实验室仪器、火气系统、应急照明、门禁与视频。
IT与网络：MES/SCADA服务器、存储、核心交换与AP、工位终端。
边缘能源：锅炉/空压站控制、冷站与工艺冷源的控制系统。
关键指标
供电连续性（异常零切换）、输出低畸变、对非线性/冲击负载友好；
冗余与容错（N+1/N+N）、环境适应（粉尘/油雾/温湿/振动）、集中监控与可审计；
低TCO：高效率、易维护、可扩展、回充时间可控。
2. 总体架构（厂级→车间→机柜）
厂级/车间级UPS（三相，20–200 kW）：为核心控制室、数据中心与多条产线提供A/B母线；可并机N+1。
产线/工位UPS（1–20 kVA）：靠近负载（就地）部署，保障PLC柜、工位工控机、视觉检测。
机柜侧冗余：双电源设备接 A/B；单电源设备＋ATS 获得双源；ePDU 实现插座分组与计量。
旁路与检修：UPS内置静态旁路；每台UPS配维护旁路（MBP）确保不停电检修。
防护与接地：配电分区选择性配合、SPD分级、防雷与等电位；基础接地与屏蔽遵循工艺区规范。
3. 选型策略与容量计算
3.1 拓扑与形态
关键场景统一采用在线双变换（VFI）；电网质量良好时可启用高效模式（ECO/ESS）。
形态：一体式（占地小、交付快）或模块化（易扩容，MTTR低）；塔式/机架RT用于机柜内。
3.2 容量与冗余
统计真实功率 利用系数 × 同时系数；
UPS选型：；输出PF=1时 kVA≈kW；
并机冗余：优先 N+1；并机控制应“去单点”（等主均衡理念）。
3.3 冲击与谐波
对大功率变频器/伺服群等，核对短时过载能力与整流冲击；
必要时在线侧加装输入/输出滤波与合理分配相线，避免局部过载与谐波放大。
3.4 电池技术与后备
VRLA铅酸：经济、成熟，适合 5–30 分钟；
锂电：占地小、寿命长、回充快，适合 15–60 分钟或温控受限；
后备时间估算（恒功率近似）：
以回充时限（如 ≤4–8h）反推充电电流上限与电池组数。
4. 配电与联动设计
A/B双母线：厂级或车间级 UPS 构成 A/B，两路下行到列头柜/配电箱；
机柜ATS/STS：单电源负载通过先断后合切换实现不间断冗余；
ePDU插座分组：关键负载优先保持、非关键延时或异常时关断，拉长有效续航；
静态/维护旁路：异常快速转入静态旁路，检修走维护旁路；
保护整定：上/下游断路器选择性配合，并校核短路电平与回馈防护。
5. 监控、联动与网络安全
就地HMI：输入/输出、电池、效率、事件与趋势一屏可视；
集中监控：通过 SNMP/REST/Modbus/BACnet 接入动环/DCIM/SCADA；
自动化联动：电池剩余时间/荷电量/温度等触发顺序关机、脚本或工艺“安全态”；
安全基线：强口令/证书、协议白名单、分权分域、日志审计；远程固件更新在变更窗口执行。
环境探头：温湿/门磁/水浸/烟感并入同一告警链路，形成“电力＋环境”统一视图。
6. 实施路径与测试
6.1 阶段
需求冻结与设计联审（电气单线、选择性配合、接地/屏蔽、SPD）；
FAT：整流/逆变/旁路通道、效率曲线、通信点表、告警与策略；
现场安装与上电；
SAT：带载切换、黑启动、回充验证、ePDU分组与ATS切换；
试运行与培训移交。
6.2 测试清单（摘选）
逆变质量与过载冲击；
静态旁路切换时间与回切判稳；
电池自检、容量与回充时限；
监控/关机联动演练与日志审计；
热成像与噪声/通风校核。
7. 运维与SLA
7×24服务台与远程监测；
巡检：月度外观/端子、季度内阻与日志、年度容量/联动演练；
预测性维护：趋势/阈值/健康度（SOH）报告与更换建议；
备件库与电池回收合规；MTTR 目标小时级。
8. 参考BOM（可按产线复制）
| 子系统 | 设备 | 关键参数 | 数量/备注 |
|---|---|---|---|
| 厂级UPS | 三相模块化UPS | 40–200 kW，N+1，并机接口 | 1套/控制室 |
| 车间UPS | 三相/小三相UPS | 10–60 kVA，在线双变换 | 若干 |
| 工位UPS | 单相UPS | 1–3 kVA，外接电池可选 | 若干/PLC柜 |
| 电池 | VRLA/锂电 | 10–60 min，温补/自检/BMS | 按分钟数 |
| 配电 | 列头柜/配电箱 | SPD、选择性配合、A/B路 | 若干 |
| 切换 | ATS/STS | 16–63A，先断后合，Web/SNMP | 1台/机柜（单电源） |
| ePDU | 智能配电单元 | 插座/回路计量＋远程开关 | 1–2台/机柜 |
| 监控 | 网管/工业网关 | SNMP/REST/Modbus/BACnet | 1套 |
| 环境 | 温湿/门磁/水浸 | 干接点/总线探头 | 视点位 |
9. 方案价值
更稳：VFI在线、A/B双母线、N+1/N+N冗余、ATS/STS与旁路完善，关键产线不停。
更省：高效率曲线＋高效模式、ePDU精细计量与分组、远程维护，降低PUE与人工到场。
更易管：开放协议接入SCADA/DCIM，顺序关机与脚本联动，日志可审计。
更易扩：模块化与分级架构，随产线扩建滚动扩容与复用BOM。
