本發(fā)明屬于但不限于配電系統(tǒng)，尤其涉及一種電力模塊框架結構系統(tǒng)及方法。

背景技術：

1、隨著ai、超算等技術和應用的發(fā)展，人工智能計算中心、超算中心等也將迎來建設高潮，推動數(shù)據(jù)中心的快速發(fā)展。數(shù)據(jù)中心承載了全部數(shù)字業(yè)務與聯(lián)接，意義重大，但是傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心建設方案面臨建設周期長、施工不確定性高、能耗高、擴容難、智能化程度低等多重挑戰(zhàn)，無法滿足新時代數(shù)據(jù)中心的發(fā)展要求。即使是在建成后，業(yè)務需求增長、數(shù)據(jù)中心容量擴容、現(xiàn)有設施擴建或改造等帶來的設計和建設問題也很難解決。

2、預制化電力模塊是數(shù)據(jù)中心配電系統(tǒng)建設的一種創(chuàng)新形式，從設計到建設階段，全程遵循“標準化設計、工廠化加工、裝配式建設”的理念，采用模塊化設計將數(shù)據(jù)中心供配電分解成多個預制化結構再進行預制組裝供配電系統(tǒng)(包括變壓器、低壓市電進線柜、母聯(lián)柜、功率因數(shù)補償柜、饋出柜等)，通過電氣一次和二次集成設備最大限度實現(xiàn)規(guī)模生產(chǎn)、集成調試、模塊化配送，減少現(xiàn)場安裝、接線、調試工作，有效提高建設質量和效率，既能縮短施工現(xiàn)場部署時間，又能提高系統(tǒng)性能的可預見性。

3、目前預制化電力模塊有多種形式，主要有三種典型的預制化電力模塊：標準化集裝箱式、封閉外觀式、撬塊式。撬塊式電力模塊在制造階段就被永久地安裝在框架、滑動底座或金屬托盤上，這樣整套設備就可以作為一個整體單元來運輸和使用，更加安全便捷。由于其中元件缺乏對室外環(huán)境因素的防護性能，這種電力模塊通常安裝在室內(nèi)。相比封閉外觀式和iso標準化集裝箱式電力模塊，撬塊式電力模塊對容量的限制更少，能支持容量更大的數(shù)據(jù)中心。與傳統(tǒng)部署方式相比，預制化撬塊式電力模塊在成本方面也有一定的優(yōu)勢。

4、撬塊式電力模塊主要的技術要點是解決ups占地面積的問題，ups電纜走線形式分為上走線和下走線，本發(fā)明基于上走線形式對撬塊式電力模塊的框架結構進行設計，很好地解決了下走線形式ups電纜散熱性能差、檢修維護困難等缺點。

5、鑒于上述分析，現(xiàn)有技術存在的問題及缺陷為：

6、(1)對比于撬塊式電力模塊，其它形式的預制化電力模塊存在著投資成本高，占地面積大，運輸成本高等諸多問題，而本發(fā)明通過電力模塊框架結構設計，將低壓開關柜、ups永久固定在框架上，在成本方面具有一定優(yōu)勢，占地面積更小。

7、(2)基于下走線形式的電力模塊，電纜散熱性能差、運維成本高，而本發(fā)明通過框架形成上走線形式，極大程度地解決了ups電纜散熱問題，更便于檢修。

技術實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術存在的問題，本發(fā)明提供了一種電力模塊框架結構系統(tǒng)。

2、本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種電力模塊框架結構系統(tǒng)的立柱支撐方法，包括以下步驟：將框架的立柱采用100×100×5mm?q235b方鋼管制成，立柱之間通過相同規(guī)格的方鋼管以斜支撐形式連接，焊接處采用坡口焊進行滿焊處理，從而增強框架的抗剪切和抗扭轉能力，確保在運行和承載過程中結構的強度和穩(wěn)定性。

3、進一步，包括以下步驟：在電纜走線架上增加綁線梁，輸入輸出電纜分層敷設，跨距控制在800mm以內(nèi)，同時通過c型鋼電纜固定支架調整電纜長度，以減少電纜阻抗偏差，確保電纜在高負荷運行下的安全性和可靠性。

4、進一步，包括以下步驟：在電力模塊前后安裝可拆卸網(wǎng)孔板，網(wǎng)孔板開孔率維持在40％，通過碰鎖將網(wǎng)孔板固定在框架上，檢修空間保持大于等于500mm，以便操作人員在檢修時獲得充足的工作空間，同時保障系統(tǒng)的散熱效果。

5、進一步，包括以下步驟：將低壓柜內(nèi)的接地母排延伸至ups柜后方，并使用鈑金件將接地母排固定在框架的梁上，確保電力模塊系統(tǒng)的接地電氣連接安全，并提高系統(tǒng)整體電氣運行的穩(wěn)定性。

6、本發(fā)明還提供了一種電力模塊框架結構系統(tǒng)，電力模塊主要由低壓柜、ups、框架、網(wǎng)孔板、電纜，電力模塊整體框架由方鋼管及鋼板構成，所有立柱與底部框架，立柱與次梁之間的焊接采用坡口焊，焊道滿焊處理，保證焊接強度。

7、進一步，基礎底座選用150×150×5mm?q235b方鋼管，ups與低壓開關柜柜厚不一致，ups柜后底座采用4mm鋼板封堵。

8、進一步，框架立柱選用100×100×5mm?q235b方鋼管，兩立柱間亦采用同等規(guī)格方鋼管對立柱起到斜支撐作用

9、進一步，上層電纜走線架針對出線位置增加綁線梁，輸入輸出電纜分層敷設，跨距均控制在800mm以內(nèi)，兩層走線架間額外增加加強板。

10、進一步，框架底座嵌入伸縮吊耳，以便電力模塊搬運及吊裝。

11、進一步，ups柜上方增加c型鋼電纜固定支架，既起到固定電纜的作用，又起到通過支架調整電纜長度、維持電纜阻抗偏差的作用。

12、進一步，將低壓柜內(nèi)接地母排延伸至ups柜后，采用鈑金件將接地母排與梁固定。

13、進一步，電力模塊前后檢修部分采用可拆卸網(wǎng)孔板，檢修空間大于等于500mm，開孔率維持在40％，網(wǎng)孔板板上安裝碰鎖實現(xiàn)與外部框架固定。

14、結合上述的技術方案和解決的技術問題，本發(fā)明所要保護的技術方案所具備的優(yōu)點及積極效果為：

15、第一、本發(fā)明的優(yōu)點包括：

16、1.散熱性能好：對比于ups電纜下走線形式，本方案通過溫度仿真模擬及網(wǎng)孔板開孔率計算，很好地解決了下走線散熱性能差的問題。

17、2.檢修維護方便：網(wǎng)孔板采用可拆卸式，檢修空間不小于500mm，充分為運維人員后期檢修提供便利。

18、3.節(jié)省接地電纜成本：通過對電力模塊內(nèi)部接地母排的優(yōu)化，單臺2500kva電力模塊節(jié)省約150m接地電纜，極大地節(jié)省了接地電纜成本。

19、3.可靠美觀：電力模塊采用預制化智能配電成套設備，在模塊化、標準化的基礎上，將供配電系統(tǒng)、饋電系統(tǒng)、監(jiān)控管理系統(tǒng)等集成在一起，所有單元提供2n冗余配置，提升系統(tǒng)安全可靠性，保證系統(tǒng)外觀和結構的一致性。

20、4.節(jié)省空間：相較于傳統(tǒng)的ups系統(tǒng)，集中式設計，使整體結構緊湊，配電柜數(shù)量減少，空間節(jié)省1倍以上。

21、5.節(jié)約用電：配電柜數(shù)量減少縮短了鏈路，全鏈路ups效率可達95.8％，可有效降低電能損耗。

22、6.縮短周期：交付周期從2月縮短至2周。傳統(tǒng)供電方案需現(xiàn)場連接銅排和線纜，工程質量風險大，周期長，需要2月才能完成交付，電力模塊內(nèi)部連接在工廠完成預制和調測，現(xiàn)場施工2周即可完成，有助于客戶業(yè)務快速上線。

23、第二，本發(fā)明的技術方案轉化后的預期收益和商業(yè)價值為：

24、預期收益方面，本發(fā)明通過對框架結構設計，大大減小了電力模塊的占地空間，使整體結構更為緊湊；通過對接地母排的設計優(yōu)化，節(jié)省了投資成本。

25、商業(yè)價值方面，極大程度地解決了ups電纜散熱性能差、維修不便的問題；結構簡單、緊湊，可大規(guī)模批量生產(chǎn)。

26、本發(fā)明的技術方案解決了人們一直渴望解決、但始終未能獲得成功的技術難題：

27、本發(fā)明通過集中式設計、工廠預制化安裝，使得電力模塊占地面積更小、部署周期進一步縮短。

28、第三，本發(fā)明的技術方案在產(chǎn)業(yè)應用中解決了現(xiàn)有技術中的多個關鍵問題，并取得了顯著的技術進步，具體表現(xiàn)在以下幾個方面：

29、1.結構穩(wěn)定性與承載能力提升：現(xiàn)有技術中的電力模塊框架系統(tǒng)在承載大負荷時容易出現(xiàn)結構變形或不穩(wěn)定性。本發(fā)明通過采用坡口焊滿焊處理，增加了立柱之間的斜支撐設計，顯著增強了框架的抗剪切和抗扭轉能力，提高了系統(tǒng)在運行和運輸過程中的結構穩(wěn)定性和安全性。

30、2.電纜布局的優(yōu)化：傳統(tǒng)的電纜敷設方式容易導致電纜混亂，阻抗偏差大，影響系統(tǒng)運行效率。本發(fā)明通過對電纜走線架增加綁線梁及分層敷設電纜，合理控制電纜跨距，并通過電纜固定支架調整電纜長度，顯著降低了阻抗偏差，優(yōu)化了電纜布局，提高了系統(tǒng)在高負荷運行時的穩(wěn)定性和效率。

31、3.維護檢修便利性提升：現(xiàn)有技術中的電力模塊檢修空間不足，且檢修過程復雜繁瑣，影響系統(tǒng)維護效率。本發(fā)明通過設計可拆卸網(wǎng)孔板并保持足夠的檢修空間，不僅提供了便捷的檢修條件，還通過網(wǎng)孔板的設計增強了系統(tǒng)的散熱效果，提高了設備的長期穩(wěn)定性和使用壽命。

32、4.系統(tǒng)安全性和電氣連接可靠性提高：在現(xiàn)有技術中，接地母排的布置較為分散，容易造成接地不穩(wěn)定的問題。本發(fā)明通過將低壓柜內(nèi)的接地母排延伸至ups柜后方，并通過鈑金件固定接地母排，保證了系統(tǒng)的接地安全性和電氣連接的穩(wěn)定性，降低了系統(tǒng)運行過程中出現(xiàn)的電氣故障風險。

33、綜上所述，本發(fā)明不僅解決了現(xiàn)有技術中的技術問題，還在電力模塊的結構強度、運行穩(wěn)定性、維護便捷性以及電氣安全性方面取得了顯著的技術進步，具有良好的產(chǎn)業(yè)應用前景。