机房UPS不间断电源设计方案.doc
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1、机房UPS不间断电源设计 服务器机房)1、最新UPS选型理念UPS的生产商习惯按其主电路结构的技术属性来对UPS进行分类,这种分类也已被广大用户接受,并以此来判定 UPS 的优劣。第 一类为后备式,主要有 APC的BK500,山特的TG500;第二类为在 线互动式,主要有 APC的SmartUPS;第三类为在线双变换式,主 要有 MGE 和 EXIDE 的大机;第四类为在线电压补偿式,主要有 APC秀康DP300系列UPS。而具体描述UPS的技术性能指标有四大类:1对电网的适应能 力;2满足负载要求的UPS常规输出指标;3UPS的输出能力和可 靠性; 4智能管理和通信功能。那么在这四大类指标中
2、,比较和选择 UPS 应重点关注哪些特性 呢?以下是当前专家和行业大用户普遍认可的一些观点:a. 选择大功率UPS要慎重考虑UPS的输入功率因数和输入电 流谐波 电力公害问题)。双逆变在线式UPS,其AC/DC逆变器多为整流滤波电路,它的 输入功因数低,一般只在 0.8 左右,输入电流谐波大,达 30,加 专门滤波措施后,也仅能降到 10。输入功率因数低,意味着输入 无功功率大,输入谐波电流则干扰破坏电网,特别是三相大功率 UPS 这两项指标危害很大,形成所谓的电力公害,这会1使由同一电网供电的变压器、电动机、电容器等产生附加谐波损耗、过热、 加速老化; 2引起异步电动机转矩降低,振动加剧噪声
3、增大; 3引 起继电器和自动装置误动作,其次谐波对通讯线路、测量仪器产生 辐射干扰,影响电能计量的精度等。所以, UPS 的输入功率因数和 输入谐波电流应被视为重要性能指标之一,应该把输入功率因数 0.95,输入电流谐波V 5%作为判定UPS性能指标是否合格的标准之 一。欧美发达国家早已立例,严格限制用电设备对电网的污染。我 国有关部门亦正制订相关法规,施行日期亦不会遥远,因此用户在 购买 UPS 不间断电源时,若不考虑此因素,将会留下日后治理的诸 多麻烦,造成经济上的重大损失,同时也会因为治理而产生系统效 率降低,可靠性下降等副作用。作为 UPS,相应有三类解决方案。第一,对于带有整流滤波输
4、入的传统双变换UPS,无论是采用相控或不控整流,从市电吸取能量的方式均不是连续的正弦波,而 是以脉动的断续方式向电网吸取电流,使得这类 UPS 具有谐波电 流,功率因数低、效率低,对电网造成较大的污染,若采用 12 脉冲 整流及输入滤波器,虽然可以将输入功率因数改善到0.95,谐波电流小于 5%,但系统的总效率降低到 90%左右,且成本增加,可靠 性下降。 第二,输入整流器采用高频化整流技术,输入功率因数-1输入总谐波电流V 5%,对电网无污染。但电路复杂,AC AC总效率一般 为 92%左右。第三,采用双逆变电压补偿在线式的UPS,其输入端是一个四象限高频逆变器,从市电吸取的电流是连续的正弦
5、波,且与输入电 压同相位,因此其输入功率因数 -1输入谐波电流3%,对电网无 污染。AC AC总效率高达96%。由上可见,目前只有采用双逆变电压补偿在线式 UPS,才能在 获得输入功率因数-1输入谐波电流V 3%的同时,保持 UPS系统 ACAC 总效率达 96%或以上。双逆变电压补偿在线式 UPS 为 APC公司专利技术。APC Silcon 20K系列大型UPS,即属此类。b. 要考虑UPS的输出能力与可靠性。 输出功率因数、输出电流波峰系数、输出过载能力、输出不平衡负载的能力等指标,直接反映了 UPS 的输出能力,对这些指标的 限制,说明了 UPS 输出能力的局限性和脆弱的一面,尽管在配
6、置 UPS容量时尽可以使负载满足 UPS的要求,甚至留出很大的余量, 但这些指标却直接反映了 UPS 的可靠性。过载能力强,允许输出电 流波峰系数高的,对负载功率因数限制小的,在同样电网环境和负 载条件运行,其可靠性必然高,这是毋容置疑的道理。c. 要考虑效率与可靠性UPS 的工作效率高时,意味着节省电能,这是绿色电源的标志之一。但还应该注意到效率与可靠性是密切相关的,效率高意味着 电路技术先进,元器件选用得好,意味着功器件功率损耗小,功率 强度小,温度低,这必然会增强元器件乃至整机的寿命和可靠性。根据* 镇政府的实际情况和未来网络设备扩容的需要,我们建 议为网络中心机房选配一台 APC秀康S
7、L20KW,它的延迟时间有2 小时,充分保证网络中心机房设备的电源供给。2、APC秀康SL20KW系列UPS的性能优势秀康 SL20KW 系列 UPS 有绿色电源之称, DELTA 逆变器技术 把电压补偿原理成功地运用到 UPS主电路中,使Silcon UPS的指标 在很多方面超过其它同类产品,就目前情况下,有的指标是其它方 案的UPS无论如何也达不到的。下面的八个指标体现了 Silcon UPS的优越性:1、输入功率因数等于 1 对于一般 UPS 而言,要提高输入功率 因数,就必须加输入功率因数校正电路,成本很高。但是, Silcon UPS 却轻易实现了输入功率因数为 1,它借助于 DEL
8、TA逆变器对输入电流进行调制,使 UPS的输入端对电网来说相 当一个纯线性电阻,输入电流和电压完全同相。在整个负载电流范 围内,输入功率因数都很高,这是其它校正技术难以实现的。输入功率因数高的好处有两点: 减少了无功电流对电网的污染; 使输入无功功率为零,可降低电网功率容量,可用1.2考虑效率和传输损耗)的电网容量和油机的功率容量向 UPS 配电,而一 般功率因数低的UPS则需要1.5倍的电网功率容量或2.5- 3倍的油 机功率容量向 UPS 配电。同时还降低其它供电设备诸如开关、传输 线、熔断器、变压器等的功率容量,降低设备投资成本。2、对电网无高次谐波干扰一般 UPS 的输入电压电流都有很
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