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UPS不间断电源供电方案设计

UPS不间断电源供电方案设计

作者:admin    来源:未知   发布时间:2018-06-20 23:07    浏览量:

  (一)供电方案设计
  
  目 前UPS供电方案主要有分散供电、集中供电2种。分散供电的特点是一台UPS为一台或多台负载设备供电。分散供电的好处是分散风险,不会因为一台UPS供电异常而造成大面积停电;缺点是UPS分散布置,不便管理,而且布线不易规划。另一种是采用集中供电方案,由一套大功率的UPS供电系统直接对机房的所有负载供电。集中供电的好处是便于规划、管理方便、维护方便;缺点是如果UPS系统异常,容易引起大面积停电事故,此缺点可以通过采用各种并联构架来避免。因此,以上两种方案各有优缺点,目 前的中心机房一般都采用集中供电方案,也集中了供电的风险。当机房UPS装机总容量超过一定限度时,建议将机房按几期规划分成几个区域进行供电。
  
  (二)UPS在线并机扩容功能
  
  机房UPS容量的规划,可以根据不同时期的负载容量要求采用逐步扩容的方案,使投资方案更经济,同时也能使UPS工作于较佳的效率点。目 前中、大功率段的UPS均已经具备冗余并机功能,不仅提高了系统的可靠性,同时也为机房扩容提供了条件。只要规划时在UPS前后配电箱预留足量的空气开关,并在机房规划相应空间,即可实现UPS并机扩容功能。关键是并机的过程处理,多种品牌UPS并机时需要对UPS的设置进行修正,此时要求UPS必须在维修旁路状态工作,UPS由市电直接带载,如果此时市电波动较大甚至停电,将造成系统的大面积瘫痪。所以并机扩容必须具备在线并机功能,即UPS并机扩容时,只需将新增UPS软件修改至与原UPS系统一致后,在不关闭原有UPS系统的情况下直接将新增UPS并入原有系统即可,扩容前后,UPS均工作于在线模式下,避免切换至旁路供电的高风险操作。
  
  采用模块化
  
  (三)采用模块化UPS实现逐步扩容
  
  目 前,模块化UPS已经开始在国内应用,模块化UPS特点主要包括:可扩容、平均故障修复时间(MTTR)短、可经济实现“N+X”冗余并机。以台达C系~IJUPS为例,每个模块为20kVA,整个系统最大可扩容至160kVA,可以根据机房的实际容量需求,逐步扩容,只要在机房初期规划好配电容量即可。同时,实现“N+X”冗余比较划算,以60kVA的容量要实现“N+I”冗余为例,传统方案必须扩容一台60kVAUPS,而采用模块化UPS,则只需扩容一个20kVA的模块即可,节省大笔资金的投入。
  
  三、提高UPS自身能效,优化负载效率曲线
  
  目 前UPS均为在线式双变换构架,在其工作时整流器、逆变器均存在功率损耗。以一个容量为60kVA的UPS为例,每度电按1.2元计算,UPS效率每提高1%,一年节省的电费为5045.76元。可见提高UPS的工作效率,可以为数据中心节省一大笔电费,也是降低整个机房能耗的最直接方法。因此采购UPS应尽量采购效率更高的UPS。
  
  当然UPS效率高不仅仅是满载时效率高,同时也必须具备一个较高的效率曲线,特别是在“1+1”并机系统时,根据系统规划,每台UPS容量不得大于50%,如果此次效率仅为90%以下,就算满载效率达到95%以上,也是没有意义的,所以要求UPS必须采取措施优化效率曲线,使UPS效率在较低负载时也能达到较高的效率。
  
  除了提高UPS自身的效率之外,UPS的一些功能也可加以利用。比如像ECO经济运行模式,其原理是在较好的市电环境下,激活此功能,使UPS由静态旁路直接供电,此时逆变器处于待机状态,正常工作但不输出能量,_旦市电异常,UPS立即切换到逆变器供电状态,切换时间一般在1毫秒以内,由于逆变器处于待机状态,所以自身损耗很小,此时UPS的整机效率可以达~1J97%以上,比正常模式减少3%以上的损耗。
  
  使用ECO模式必须具备2个条件:一是静态旁路必须采用两组高可靠晶闸管,不得采用接触器加晶闸管的组合,因为接触器吸合时接触点会打火,一般工作数百次之后就不能正常工作,而晶闸管则不存在此问题,同时可以缩短切换时间。二是建议在较好的电力环境下使用,比如一级供电单位等。
  
  四、降低输入电流谐波,提高功率因数
  
  谐波产生的根本原因是由于电力线路呈现一定阻抗,等效为电阻、电感和电容构成的无源网络。由于非线性负载产生的非正弦电流,造成电路中电流和电压畸变,称为谐波。谐波的危害包括:引起电气组件附加损耗和发热(如电容、变压器、电机等);电气组件温度升高,效率低,加速绝缘老化,降低使用寿命;干扰设备正常工作;无功功率增加,电力设备有功容量降低(如变压器、电缆、配电设备);供电效率低;出现谐振,特别是柴油发电机发电时更严重;空开跳闸、熔丝熔断、设备无故损坏。UPS对电网而言是一个非线性负载,在工作时会产生大量的谐波。以配置6脉冲整流器的UPS为例,其输入功率因数一般为0.75左右,谐波大于30%。

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