产品概述
PDW1020-380/220-EN 是瑞士固特 PDW 系列工业级 UPS 中的一款 20KVA 功率型号。该系列产品的核心特征是三相输入、单相输出，专门为解决工业现场中三相配电环境下的单相负载供电需求而设计。
PDW 系列属于真正的工频双变换在线式 UPS，保留了工频机特有的输入输出隔离变压器，能够为连接的关键负载提供最高等级的电源保护。与同门 PEW 系列（单相输入单相输出）相比，PDW 系列通过三相输入设计，有效降低了输入侧的单相电流负荷，避免了因大功率单相负载导致的三相配电不平衡问题，更适用于已有成熟三相配电系统的工业现场。
型号命名规则
PDW1020-380/220-EN 这一型号遵循了固特严谨的产品命名体系，每个字段都具有明确的工程含义：
| 字段 |
含义 |
| PDW |
系列标识，代表三相输入、单相输出的工频工业级 UPS |
| 10 |
技术平台代号，表明该产品属于固特第十代工业 UPS 平台 |
| 20 |
额定容量，表示该型号的功率为 20KVA |
| 380/220 |
额定输入电压为三相 380V，额定输出电压为单相 220V |
| EN |
配置代码，通常代表标准欧洲规范版本，符合欧盟市场技术标准 |
核心技术参数
输入特性
PDW1020-380/220-EN 的输入端设计充分考虑了工业电网的电压波动和谐波污染问题，具备宽泛的输入适应范围：
| 参数项 |
技术指标 |
| 额定输入电压 |
三相 380V（线电压） |
| 输入电压范围 |
380V ±15%，部分配置可扩展至 ±20% |
| 额定输入频率 |
50Hz / 60Hz 自适应 |
| 输入频率范围 |
±5% 或 ±10%（可配置） |
| 输入功率因数 |
不低于 0.85 |
| 输入电流谐波 |
采用六脉冲整流技术，配合输入滤波电抗器后，电流畸变率控制在可接受范围内 |
| 输入接线方式 |
三相四线加地线（3P+N+PE） |
输出特性
输出端为稳定的单相 220V 正弦波电压，适用于各类工业负载：
| 参数项 |
技术指标 |
| 额定输出容量 |
20KVA |
| 额定输出功率 |
16KW（功率因数 0.8） |
| 额定输出电压 |
单相 220V ±1%（稳态） |
| 额定输出电流 |
约 72A（220V 满载时） |
| 输出频率 |
50Hz 或 60Hz 可设定，精度 ±0.1% |
| 输出电压波形 |
纯净正弦波 |
| 输出电压总谐波失真 |
线性负载下低于 1%，非线性负载下低于 3% |
| 峰值因数 |
不低于 3:1 |
| 负载功率因数范围 |
0.7 滞后至 0.9 超前，整机适应性强 |
过载与短路能力
PDW1020-380/220-EN 继承了固特工频机一贯的强过载基因，能够从容应对电机启动、变压器合闸等冲击性负载：
| 工况类型 |
性能指标 |
| 正常过载 105% |
可连续运行，系统自动限流保护 |
| 过载 125% |
可持续运行不少于 10 分钟 |
| 过载 150% |
可持续运行不少于 60 秒 |
| 过载 200% |
可持续运行不少于 10 秒（旁路模式支持更长时间） |
| 短路电流输出能力 |
不低于 3 倍额定电流，足以驱动下游保护设备可靠动作 |
| 静态旁路过载能力 |
500% 过载可承受 10 个周波以上 |
电池系统参数
作为在线式双变换 UPS，PDW1020-380/220-EN 支持外部电池组配置，提供灵活的备电时间选择：
| 参数项 |
技术指标 |
| 额定电池电压 |
220V DC（标准配置，可根据项目定制其他电压等级） |
| 电池电压范围 |
180V 至 265V（对应电池组放电至充电全周期） |
| 充电器类型 |
可控硅整流器，具备温度补偿充电功能 |
| 充电能力 |
标准配置下充电电流不低于 5A，可扩展至更大电流以缩短电池充电时间 |
| 电池管理功能 |
自动电池测试、温度补偿充电、电池低电压保护、电池回路断路器状态监测 |
| 后备时间 |
取决于外接电池组容量，标准配置可提供 15 至 30 分钟，可根据需求扩展至数小时 |
产品特点详解
真正的双变换在线式拓扑结构
PDW1020-380/220-EN 采用成熟的在线式双变换技术，负载始终由逆变器供电。这意味着无论市电存在任何形式的干扰，包括电压跌落、浪涌、频率漂移、谐波污染或短暂中断，负载端的电压波形始终是纯净稳定的正弦波。市电异常时，电池组会无缝接续供电，切换时间为零，不会对负载造成任何中断感知。
输入输出完全电气隔离
工频机与高频机最显著的区别之一，就是输入输出端内置的工频隔离变压器。PDW1020-380/220-EN 在整流器输入端和逆变器输出端均设计有隔离变压器，实现了以下关键优势：
安全性提升：输入与输出之间无直接的电气连接，输出侧对地不产生共模电压，避免了漏电风险，尤其适合对地电流敏感的控制系统和医疗设备。
抗干扰能力增强：隔离变压器能够有效阻断来自市电侧的共模干扰和浪涌冲击，同时也阻止了负载侧产生的谐波反向污染电网。
负载适配性强：即使负载侧出现零地电压偏差、中性点漂移等问题，UPS 输出也能保持稳定，适配各类复杂用电环境。
全微处理器数字化控制
固特 PDW 系列的核心控制单元采用高性能微处理器，实现了对整流器、逆变器、静态旁路、电池管理系统等所有功能模块的精确数字控制：
智能故障诊断：系统内置故障记录存储器，可存储数百条历史事件，包括每次切换到电池供电的原因、过载情况、风扇状态变化等，便于运维人员进行故障分析。
可编程设定：所有运行参数，包括输出电压、频率、电池充电电压、告警阈值等，均可通过面板上的密码保护键盘进行现场调整，无需专用软件工具。
模块化软件架构：控制软件采用分层设计，核心算法与用户配置分开存储，固件升级时不会丢失已有设定参数。
卓越的过载与短路承受能力
在工业环境中，负载特性远不如数据中心负载那样温顺。电机启动时的冲击电流可达额定电流的 5 至 7 倍，电磁阀、变压器等感性负载同样具有较大的启动浪涌。PDW1020-380/220-EN 的过载能力正是为应对这些场景而设计的：
逆变器模式下的过载能力：150% 过载可持续 60 秒，这通常是大多数电机启动所需的时间窗口。如果过载时间超出逆变器承受范围，系统会平稳切换到静态旁路，由市电直接供电，不会导致输出中断。
短路支撑能力：当负载侧发生短路故障时，UPS 能够输出三倍于额定电流的短路电流，足以使下游断路器或熔断器快速动作，切除故障支路。故障切除后，UPS 自动恢复正常供电。
静态旁路的高过载能力：静态旁路开关采用大功率可控硅设计，可短时承受 500% 以上的过载电流，为下游故障清除提供了足够的时间窗口。
智能电池管理系统
电池是 UPS 系统中最容易出现问题的环节。PDW1020-380/220-EN 集成了先进的电池管理策略，最大限度延长电池组的使用寿命：
温度补偿充电：电池的最佳充电电压随环境温度变化。系统通过内置的温度传感器实时监测电池环境温度，自动调整浮充电压，避免高温过充或低温欠充导致的电池寿命衰减。
自动电池测试：可设定周期性的自动电池测试，测试过程中系统会短暂切换到电池供电并记录电池组的表现，生成包含剩余容量估算、后备时间预估的健康报告。
充电器独立控制：整流器中的充电器模块与负载供电模块相对独立，即使负载已经满载，充电器仍能保持额定输出能力，确保电池能够及时回充。
智能化风扇管理
PDW1020-380/220-EN 的散热系统采用了智能风扇管理方案：
长寿命轴承风扇：所有散热风扇均选用工业级长寿命产品，平均无故障时间显著高于普通商用风扇。
霍尔传感器监测：每个风扇均内置霍尔传感器，实时反馈风扇转速信息。当风扇转速低于设定阈值或完全停转时，系统会发出告警，提醒维护人员更换。
热插拔设计：风扇模组支持在线热插拔更换，无需关闭 UPS 或切断负载供电，不影响业务连续性。
灵活的并联扩展能力
随着负载的增容或对冗余要求的提高，PDW1020-380/220-EN 支持多机并联运行：
最多支持 9 台并联：通过专用的并联控制总线，最多可将 9 台 PDW 系列 UPS 并联组成一个系统。
两种并联模式：冗余并联模式下，总容量为 N-1 台 UPS 的容量之和，其中一台故障时其余 UPS 自动分担负载；增容并联模式下，所有 UPS 共同分担负载，总容量为各 UPS 容量之和。
不同容量混合并联：不同功率等级的 PDW 系列 UPS 可以混合并联，例如将一台 20KVA 与一台 30KVA 并联使用，系统会自动分配负载比例。
无单点故障设计：并联控制采用分散逻辑架构，各 UPS 之间通过高速通信总线交换信息，即使通信总线出现故障，各 UPS 也能独立维持输出。
丰富的通讯接口与协议支持
PDW1020-380/220-EN 提供了多种通讯接口和协议选项，便于集成到上位监控系统中：
| 接口类型 |
支持协议 |
| RS232 串口 |
固特专用协议，支持单机直接连接电脑 |
| RS485 串口 |
Modbus RTU 协议，是工业自动化领域最常用的通讯方式 |
| 干接点接口 |
提供多路继电器输出，用于向外部系统发送 UPS 状态信号（如市电异常、电池低电压、旁路激活等） |
| 以太网接口 |
可选配 TCP/IP 协议栈，支持 SNMP 网络管理协议，可通过网络管理系统远程监控 |
| 工业协议 |
可选配 IEC 60870-5-101/104、IEC 61850 等电力行业专用协议，满足变电站等场景的接入要求 |
系统构成与模块功能
PDW1020-380/220-EN 的内部结构遵循了经典工频 UPS 的系统架构，主要包含以下功能模块：
输入配电单元：包括主路输入隔离开关、旁路输入开关、电池组直流断路器。所有开关均带有辅助触点，状态可被控制系统实时采集。
输入隔离变压器：位于整流器前端，将市电电压调整至整流器所需的电压等级，同时提供输入侧与直流母线之间的电气隔离。
六脉冲可控硅整流器：将三相交流电转换为直流电，同时为逆变器供电和为电池组充电。可控硅器件具有天然的耐冲击能力和较长的工作寿命。
直流母线滤波电感与电容：平滑整流后的脉动直流电压，为逆变器提供稳定的直流电源。
IGBT-PWM 逆变器：采用 IGBT 功率器件和脉宽调制技术，将直流电逆变回纯净的交流电。逆变器的开关频率经过优化设计，在效率和波形质量之间取得了良好的平衡。
输出隔离变压器：将逆变器输出的电压调整至所需的 220V 等级，同时提供输出侧与直流母线之间的电气隔离。
静态旁路开关：由两个反向并联的可控硅组成，负责在逆变器故障或过载时将负载切换到旁路市电。切换时间通常不超过 4 毫秒。
手动维修旁路开关：一个带机械互锁的刀开关，用于将 UPS 完全隔离并切换到维修旁路，使技术人员能够安全地对 UPS 内部进行维护，同时负载由市电直接供电。
控制与显示面板：配备液晶显示屏和薄膜键盘，用于显示运行参数、设置系统配置和查看故障记录。
运行模式详解
PDW1020-380/220-EN 支持四种主要运行模式，系统会根据市电状态和设备状态自动切换：
正常运行模式
这是 UPS 的默认工作状态。市电输入经输入隔离变压器进入整流器，整流器将交流转换为直流，一路向逆变器供电，另一路向电池组充电。逆变器将直流转换为稳定纯净的交流电，经输出隔离变压器隔离后供给负载。
在此模式下，负载完全与市电隔离，不受市电波动和干扰的影响。
电池运行模式
当市电输入电压超出允许范围或完全中断时，整流器自动关闭，电池组通过直流母线为逆变器供电。逆变器继续输出稳定电压，负载供电不受任何影响。电池运行模式的持续时间取决于电池组的容量和负载大小。
市电恢复正常后，整流器自动重启，系统平滑切换回正常运行模式，同时电池组开始重新充电。
静态旁路运行模式
当逆变器出现过载、过温或内部故障时，静态旁路开关会自动闭合，负载被切换至旁路市电直接供电。切换过程由控制系统完成，典型切换时间小于 4 毫秒，绝大多数负载不会感知到这一短暂中断。
静态旁路模式下负载直接由市电供电，因此输出电压的稳定性和波形质量取决于市电品质。当故障或过载条件消除后，系统会自动切换回逆变器供电。
手动维修旁路模式
当需要对 UPS 进行定期维护或故障检修时，操作人员可以通过面板上的手动维修旁路开关将 UPS 完全隔离。首先将负载切换至静态旁路，然后闭合手动维修旁路开关，最后断开 UPS 内部的输入、输出和电池开关。此时负载由维修旁路直接供电，而 UPS 内部完全断电，可以安全地进行维护操作。
维护完成后，按照相反的顺序将 UPS 恢复到正常运行模式。
环境适应性与防护设计
PDW1020-380/220-EN 在环境适应性方面的设计，充分考虑了工业现场中可能遇到的各类严苛条件：
宽工作温度范围：标准型号可在摄氏零下 10 度至摄氏 40 度的环境温度下满载运行。在摄氏 40 度至摄氏 55 度的范围内，可降额运行。特殊配置可扩展至更宽的温度范围。
防护等级：标准防护等级为 IP21，可防止直径大于 12.5 毫米的固体异物进入并防止垂直方向滴水。可根据项目需求定制 IP42 或更高防护等级，适用于存在粉尘或潮湿的环境。
PCB 保形涂层：所有印刷电路板均涂覆有保形涂层，能够有效抵御工业环境中常见的盐雾、湿气、化学气体和霉菌侵蚀。
抗震设计：机柜结构经过抗震设计，可承受 1.0g 峰值谱加速度的地震冲击，符合大多数工业设施和核电站的抗震要求。
电缆：内部电缆采用无卤素材料，在火灾情况下不会释放有毒腐蚀性气体，保障人员安全并为设备提供额外保护。
散热设计：采用前进风上出风的散热风道设计，冷空气从机柜前部吸入，流经功率器件和变压器后从顶部排出，避免了热风在机柜内部的积聚。
质量体系与产品认证
PDW1020-380/220-EN 及其所属的 PDW 系列产品，遵循固特一贯严格的质量管理体系和产品认证标准：
质量管理体系：产品在通过 ISO 9001 认证的工厂内设计、生产和测试。固特的质量管理体系覆盖从元器件选型、生产制造到出厂测试的全过程。
产品安全认证：符合 EN 50091-1 和 EN 60950 安全标准的要求，为操作人员和维护人员提供安全保障。
电磁兼容认证：符合 EN 50091-2 电磁兼容标准，既不会对外部设备造成电磁干扰，也具备足够的抗干扰能力。
CE 标志：产品符合欧盟低电压指令和电磁兼容指令的要求，允许在欧盟市场自由流通。
核级应用认证：固特是少数获得核电站 1E 级设备认证的 UPS 制造商之一。PDW 系列的派生型号可用于核电站的安全级设备供电。
设计寿命与运行可靠性
工频机之所以在工业领域保持旺盛的生命力，与其超长的使用寿命密不可分：
设计使用寿命：PDW1020-380/220-EN 的设计使用寿命超过 20 年。这意味着在正常的运行和维护条件下，该产品的核心部件能够可靠运行二十年以上。
延长寿命服务：固特提供延长寿命服务，通过更换某些易损部件和升级控制软件，可以将设备的使用寿命再延长 10 年，使总运行年限达到 30 年。
全球安装业绩：固特在全球范围内已安装超过 20,000 套工业 UPS 系统，这些系统广泛应用于核电站、海上石油平台、超高压变电站等对可靠性要求最高的场所。
平均无故障时间：固特工业 UPS 的平均无故障时间指标在行业内处于领先地位。这一指标是通过数十年的现场运行数据积累计算得出的，具有较高的参考价值。
典型应用场景
PDW1020-380/220-EN 的 20KVA 容量和三相输入、单相输出的特性，使其特别适用于以下应用场景：
流程工业控制系统：在石油化工、制药、冶金等流程工业中，DCS 和 PLC 控制系统通常部署在中控室，负载功率通常在 10KVA 至 30KVA 之间。PDW1020-380/220-EN 的三相输入特性，便于从工业配电室直接取电，避免了大电流单相输入造成的配电问题。
发电厂：在火力发电厂、燃气发电厂和水电站中，PDW1020-380/220-EN 常被用于为机组控制系统、励磁系统、保护装置等重要设备提供可靠的交流电源。
变电站与电力自动化：在 110KV 及以上的变电站中，电力自动化系统、继电保护装置、通信设备等通常需要高质量的 220V 交流电源。PDW1020-380/220-EN 的三相输入能够轻松适配变电站的站用电源系统，而单相输出则与负载特性完全匹配。
油气开采与管道输送：在油气田的井场控制站、油气管道沿线的阀室和计量站，PDW1020-380/220-EN 可以为 RTU、流量计算机、通信设备等提供不间断电源保护。
轨道交通：在地铁车站、铁路信号中继站等场景中，信号系统、通信系统、自动售检票系统等核心负载通常需要单相 220V 供电，而车站的配电系统则多为三相。PDW1020-380/220-EN 是连接这两者之间的理想桥梁。
海外工程与移动设施：对于采用三相 380V 发电机组供电的海外工程项目或移动设施，如果需要为单相 220V 负载提供 UPS 保护，PDW1020-380/220-EN 的三相输入特性使其能够直接接入发电机组输出，无需额外配置三相转单相的变压器。
产品选型建议
在选择 PDW1020-380/220-EN 或同系列的其它功率型号时，建议关注以下几个方面：
容量确认：20KVA 的额定容量对应 16KW 的有功功率。在选型时，请确保负载的总有功功率不超过 16KW，同时总视在功率不超过 20KVA。对于存在较大启动冲击的负载（如电机、空调压缩机），建议按照冲击电流折算后的等效容量进行选型，或适当放大 UPS 容量。
电池配置：PDW1020-380/220-EN 标准支持 220V DC 电池组，即由 18 节 12V 电池串联而成。根据所需的后备时间，可以配置 1 组或多组并联的电池组。电池容量越大，后备时间越长，但同时需要考虑电池组的充电时间、占地面积和成本。
通讯接口：如果需要将 UPS 接入上位的电力监控系统或工业自动化系统，请在选型时明确所需要的通讯协议（Modbus、IEC 61850 等），以便配置对应的通讯接口选件。
防护等级：如果 UPS 需要安装在控制室或电气室之外的环境，请确认环境中的粉尘和湿度等级，必要时选择更高防护等级（如 IP42）的机柜。
抗震要求：如果项目位于地震活跃区域，或项目本身有抗震等级要求，请在技术规范中明确抗震等级，固特可以提供符合相应抗震要求的配置。
安装与维护考虑
为了确保 PDW1020-380/220-EN 长期稳定运行，安装和维护阶段需要注意以下事项：
安装环境：UPS 应安装在通风良好、清洁干燥的环境中。建议环境温度保持在 20 至 25 摄氏度之间，这是延长电解电容和电池寿命的理想温度范围。避免将 UPS 安装在存在腐蚀性气体或导电粉尘的场所。
散热空间：机柜顶部应保留不少于 500 毫米的散热空间，前部应保留不少于 800 毫米的操作和维护空间。机柜后部如果靠墙安装，应保留不少于 200 毫米的间隙。
电缆接入：输入、输出和电池电缆从机柜底部或顶部进入。请使用符合规格的铜芯电缆，并按照产品手册中的扭矩要求锁紧接线端子。
定期维护：建议每年至少进行一次预防性维护，内容应包括：检查所有接线端子是否松动、清理机柜内外的灰尘和杂物、测试电池组的容量和健康状况、验证静态旁路切换功能、检查风扇运行状态。
电池更换：阀控式铅酸蓄电池的典型使用寿命为 3 至 5 年，具体取决于环境温度和使用频率。建议在电池使用满 3 年后，每年进行一次容量测试。当电池容量下降到额定容量的 80% 以下时，应考虑更换电池组。
与其他型号的比较
在同一产品家族内，PDW1020-380/220-EN 与 PEW 系列存在以下区别，选型时可根据实际配电条件进行选择：
| 对比项 |
PEW 系列 |
PDW 系列 |
| 输入相数 |
单相 220V |
三相 380V |
| 输出相数 |
单相 220V |
单相 220V |
| 容量范围 |
5KVA 至 60KVA |
10KVA 至 120KVA |
| 适用场景 |
小功率负载、无三相配电条件的现场 |
中等功率负载、已有三相配电条件的现场 |
| 输入电流 |
负载越大，单相输入电流越大，对配电要求高 |
三相输入均衡分配电流，对配电要求低 |
对于 20KVA 这一容量等级，如果现场具备三相配电条件，推荐优先考虑 PDW1020-380/220-EN。如果现场只有单相配电，则可以选择 PEW 系列中相应的单相输入型号。
获取官方资料与技术支持
如需获取 PDW1020-380/220-EN 的完整技术规格书、安装手册或操作手册，可以通过以下途径：
官方网站：访问 gutor.net.cn，在产品中心或支持与下载栏目中查找 PDW 系列的相关文档。官方通常提供产品简介、技术数据表、用户手册等多个层次的文档。
联系销售代表：如需针对具体项目的技术方案、报价或定制化配置，可以直接联系固特尔（上海）电力电子有限公司的销售代表。建议准备项目的基本信息，如负载类型、所需后备时间、安装环境等，以便销售代表提供更准确的建议。
技术支持热线：对于已安装设备的运维问题，可以拨打官方提供的技术支持热线。固特在中国设有技术服务中心，能够提供现场服务、备件供应和远程技术支持。
以上为 PDW1020-380/220-EN 的完整产品介绍。如需要 PEW 系列单相输入型号的详细介绍，或需要了解 PDW 系列其他容量规格，可继续提供相关资料。