1. 项目背景与目标

• 区域特征：远东矿区冬季可达 −40 ℃，风雪与结冰、盐雾/粉尘及多年冻土带来的地基沉降；年雷暴日偏少但输电线路长、瞬态过电压与电压跌落频繁。站点多以岛式微网运行（柴油/燃气+储能+少量风光），频繁启停与负荷波动显著。

• 矿山形态：露天采场 + 地下井巷 + 选矿厂 + 尾矿库 + 生活与维修区。大功率变频群（泵站、破碎、磨机、提升、皮带）叠加 IT/调度与安环系统并存。

• 目标：

1. 保障关键控制与IT系统零瞬断，微网切换/黑启动期间不中断；

2. 构建A/B 双路或 N+1 的分层冗余，匹配扩产滚动；

3. 适配极寒与粉尘，降低全生命周期 TCO；

4. 与发电机/储能/EMS 协同，提供秒级削峰与电网稳定支撑。

2. 关键负载与分区

注：大功率驱动（磨机、提升等主电机）不接 UPS，其控制与测量回路由 UPS 保护。

3. 架构总览

市电/微网母线（柴油/燃气+储能）→ 低压 A/B 双母线 →

• 方案A｜2N：两套9395XR 2500 kVA 独立系统分别供 A/B 列头 → 机柜级 ATS/双电源 PDU → 关键负载；

• 方案B｜N+1 并机：多台 9395XR 并机成 1 路冗余集群（总容量 ≥ 2500 kVA×(N)），列头分区供电；

• 旁路体系：电子静态旁路 + 机械维护旁路（MBB），相位/电压联锁，不停电检修；

• 电池：LFP 柜式/集装箱式（512/576 V 平台常见），BMS/EMS 与 UPS/SCADA 联动；

• 协调：与发电机 Genset、储能 BESS、微网 EMS 的功率/频率联动，秒级削峰与黑启动覆盖。

4. 选择 9395XR 2500 kVA 的工程理由

• 大功率集中供电：单套 2.5 MVA 等级，满足选矿/调度中心/数据与通信合并供电的母线级冗余设计，减少系统分散度；

• 并机/去中心化控制：支持无主均流与多机并联，N+1/N+X 易扩容，配合扩产阶段滚动上架；

• 微网友好：输入 PF 高、THDi 低，适配柴油/燃气发电机的短时频率漂移与电压畸变；

• 高效率区间宽：在线双变换仍保持高效率，良网可启高效模式，极寒下配合热回收降低机房制热负担；

• 极寒适配：前维护与可更换滤网，加热/保温套件与密封通道方案，粉尘/盐雾区域可配 IP 提升箱体或置于 E‑House。

以上为通用工程要点，不含具体参数数值，实际以项目设备清单与铭牌为准。

5. 电池系统：极寒 LFP/VRLA 方案

• 化学体系：

• LFP（磷酸铁锂）：能量密度高，循环寿命长，低温下需加热管理与绝热箱体；

• VRLA：初期投入低，低温容量衰减明显，需室内温控；

• 布置形态：

• 室内柜式：机房恒温 18–25 ℃，便于维护；

• 集装箱式电池舱：带保温/加热/HVAC，适合分散点位与扩产；

• BMS/EMS：簇/单体电压、温度、SOH/SOC、均衡、绝缘监测，与 UPS/SCADA/EMS 联动分级下电与优先级保持（安环/控制优先）。

5.1 后备时间常用配置

• 关键控制与调度：30–60 min；

• 数据/存储与视频：15–20 min（发电机 10 min 内并网）；

• 安环与生命支持控制侧：≥60 min。

5.2 容量估算（工程近似）

$C_{Ah} = rac{P_{load} imes t}{eta_{UPS} imes V_{dc} imes DOD} imes K_{temp} imes K_{aging}$

• 取值说明：η（UPS 效率 0.9–0.96）、DOD（LFP 0.8–0.9/VRLA 0.7–0.8）、K_temp（低温修正 1.1–1.3）、K_aging（老化裕量 1.2–1.3）。实际以厂家倍率/温度曲线校核。

6. EMC、接地与谐波/浪涌治理

• 变频群背景：破碎/磨机/皮带 VFD 冲击与谐波显著，建议在UPS 前端配置有源滤波或选择低 THDi 整流方案；

• 接地/等电位：TN‑S，弱电屏蔽单端接地；跨建筑/跨区域设置等电位跨接，减少地电位差；

• SPD：B/C/D 三级，室外天线塔/监控杆/集装箱配等电位与防雷；

• 布线：强弱电分设、金属桥架连续性，UPS 与大功率驱动保持安全距离。

7. 微网协同（发电机/储能/可再生）

• 黑启动：市电失回或微网重构时，UPS 维持关键负载，电池覆盖发电机起机与并网时间（10–15 min）；

• 秒级削峰：利用 UPS‑电池与 EMS 对接，在提升/破碎/起泵等瞬时大负荷时削峰，减少对发电机容量冗余的刚性需求；

• 储能并行：若有独立 BESS，建议建立与 UPS 的功率/频率协调与告警互通，避免环路；

• 风光接入：侧重“功率平滑”与“优先级负载保持”策略，UPS 不反送可再生侧。

8. 监控与远程运维

• 协议：SNMPv3/HTTPS、Modbus‑TCP/RTU、干接点，必要时通过网关对接 IEC 61850（站控层）；

• 平台：统一接入 SCADA/EMS 与 DCIM，提供输入/输出、效率/THD、温度、风扇/电容寿命模型、电池 SOH/SOC/均衡、事件/报表；

• 通信冗余：矿区常用双链路（光纤+微波/星链）保证告警上送；

• AIOps：异常检测、容量趋势、寿命预测与冬季风险指数；

• 闭环：告警→工单→SLA→复盘（含黑启动演练录像与日志）。

9. 施工与极寒安装要点

• E‑House/机房：承重 ≥ 8–10 kN/m²，留前后维护通道 ≥ 1.2 m，双路加热/空调与保温；

• 穿线与密封：低温电缆、穿墙防火封堵、冷缩/热缩件适用极寒等级；

• 力矩与标识：螺栓力矩留痕、端子编码、桥架连续性记录；

• 联动脚本：EPO、消防、门禁、供热换气、发电机/储能切换脚本；

• 调试流程（SAT）：空载→带载→旁路/逆变→退一→掉一路→黑启动→冬季低温起机演练。

10. FMEA

11. 技术条款

1. 拓扑：VFI 在线双变换，在线效率高（轻载至满载区保持高位）；

2. 冗余：2N（A/B）或并机 N+1/N+X；

3. 输入：高 PF、低 THDi，适配发电机；

4. 输出：PF=1，稳压稳频，过载能力满足瞬态冲击；

5. 电池：LFP/VRLA 任选；含 BMS/绝缘监测/温补，加热与保温；

6. 监控：SNMP/HTTPS、Modbus‑TCP/RTU、干接点，支持 DCIM/SCADA/EMS；

7. 环境：极寒（‑40 ℃）配 E‑House 或箱体加热/保温，粉尘/盐雾区 IP 提升；

8. 试验：FAT/SAT、黑启动/切换演练、选择性保护、EMC 现场复核；

9. 交付：SLD/端子/点表/脚本、维保 SLA、备件与培训计划。

12. 样例容量与 BOM

• 主 UPS：伊顿 9395XR 2500 kVA ×2（2N）或 ×(N+1 并机集群)；

• 电池：LFP 柜/箱（512/576 V，Ah 依据分区后备设计）；

• 配电：输入并机柜、维护旁路柜、A/B 列头柜（支路计量/温度）；

• 滤波/隔离：有源滤波/谐波治理装置、必要时隔离变压器；

• 监控：网管卡、工业网关（485→以太网/IEC 61850 网关）、监控服务器与授权；

• 环境：E‑House/保温箱体、双路 HVAC、温湿度/门磁/烟温/水浸；

• 备件：功率模块/旁路模块/主控板/风扇/传感器/直流断路器。

13. 经济性与 TCO

• 燃油节省：UPS+电池参与秒级削峰，减少发电机冗余配置与低效率运行时间；

• 维护成本：模块化热插拔降低 MTTR；极寒场景通过 E‑House 集中维护降低巡检强度；

• 停产风险：控制/IT 不中断，减少溢流/跑矿/药剂浪费与安全事故成本；

• 扩产弹性：并机与列头扩展，支持 3–5 年滚动增产。

14. 里程碑与交付

1. 方案冻结与会签（SLD/布置/端子/点表/联动脚本）；

2. 制造与 FAT（能效/并机/通信/EMC）；

3. 物流（海运+陆运）、E‑House 就位、接线与标识；

4. SAT 与联调：黑启动/切换/容量/选择性保护；

5. 试运行与移交：SOP/应急预案/维保计划/备件清单；

6. 年度健康评估与冬季工况演练报告。

15. 结语

在俄罗斯远东极端工况与岛式微网背景下，伊顿 9395XR 2500 kVA 以其大功率母线级保障、并机可拓展、微网友好与极寒适配的工程特性，能够为矿区选矿控制、调度与数据中心、安环系统提供零中断、低能耗、可演练的关键电源保障。配合 LFP/VRLA 电池、E‑House 与 EMS 协同，方案在可靠性、能效与全生命周期成本间取得平衡，并为后续扩产与数字化升级预留充足弹性。