機(jī)房UPS不間斷電源設(shè)計(jì)(服務(wù)器機(jī)房

1、機(jī)房UPS不間斷電源設(shè)計(jì)（服務(wù)器機(jī)房）1、最新UPS選型理念UPS的生產(chǎn)商習(xí)慣按其主電路結(jié)構(gòu)的技術(shù)屬性來對(duì)UPS進(jìn)行分類，這種分類也已被廣大用戶接受，并以此來判定UPS的優(yōu)劣。第一類為后備式，主要有APC的BK500，山特的TG500；第二類為在線互動(dòng)式，主要有APC的SmartUPS；第三類為在線雙變換式，主要有MGE和EXIDE的大機(jī)；第四類為在線電壓補(bǔ)償式，主要有APC秀康DP300系列UPS。而具體描述UPS的技術(shù)性能指標(biāo)有四大類：1)對(duì)電網(wǎng)的適應(yīng)能力；2)滿足負(fù)載要求的UPS常規(guī)輸出指標(biāo)；3)UPS的輸出能力和可靠性；4)智能管理和通信功能。那么在這四大類指標(biāo)中，比較和選擇UPS應(yīng)重

2、點(diǎn)關(guān)注哪些特性呢？以下是當(dāng)前專家和行業(yè)大用戶普遍認(rèn)可的一些觀點(diǎn)：a選擇大功率UPS要慎重考慮UPS的輸入功率因數(shù)和輸入電流諧波（電力公害問題）。雙逆變?cè)诰€式UPS，其AC/DC逆變器多為整流濾波電路，它的輸入功因數(shù)低，一般只在0.8左右，輸入電流諧波大，達(dá)30，加專門濾波措施后，也僅能降到10。輸入功率因數(shù)低，意味著輸入無功功率大，輸入諧波電流則干擾破壞電網(wǎng)，特別是三相大功率UPS這兩項(xiàng)指標(biāo)危害很大，形成所謂的電力公害，這會(huì)1)使由同一電網(wǎng)供電的變壓器、電動(dòng)機(jī)、電容器等產(chǎn)生附加諧波損耗、過熱、加速老化；2)引起異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩降低，振動(dòng)加劇噪聲增大；3)引起繼電器和自動(dòng)裝置誤動(dòng)作，其次諧波對(duì)通訊

3、線路、測(cè)量?jī)x器產(chǎn)生輻射干擾，影響電能計(jì)量的精度等。所以，UPS的輸入功率因數(shù)和輸入諧波電流應(yīng)被視為重要性能指標(biāo)之一，應(yīng)該把輸入功率因數(shù)0.95，輸入電流諧波5作為判定UPS性能指標(biāo)是否合格的標(biāo)準(zhǔn)之一。歐美發(fā)達(dá)國(guó)家早已立例，嚴(yán)格限制用電設(shè)備對(duì)電網(wǎng)的污染。我國(guó)有關(guān)部門亦正制訂相關(guān)法規(guī)，施行日期亦不會(huì)遙遠(yuǎn)，因此用戶在購(gòu)買UPS不間斷電源時(shí)，若不考慮此因素，將會(huì)留下日后治理的諸多麻煩，造成經(jīng)濟(jì)上的重大損失，同時(shí)也會(huì)因?yàn)橹卫矶a(chǎn)生系統(tǒng)效率降低，可靠性下降等副作用。作為UPS，相應(yīng)有三類解決方案。第一，對(duì)于帶有整流濾波輸入的傳統(tǒng)雙變換UPS，無論是采用相控或不控整流，從市電吸取能量的方式均不是連續(xù)的正弦波

4、，而是以脈動(dòng)的斷續(xù)方式向電網(wǎng)吸取電流，使得這類UPS具有諧波電流，功率因數(shù)低、效率低，對(duì)電網(wǎng)造成較大的污染，若采用12脈沖整流及輸入濾波器，雖然可以將輸入功率因數(shù)改善到0.95，諧波電流小于5，但系統(tǒng)的總效率降低到90左右，且成本增加，可靠性下降。第二，輸入整流器采用高頻化整流技術(shù)，輸入功率因數(shù)1，輸入總諧波電流5，對(duì)電網(wǎng)無污染。但電路復(fù)雜，ACAC總效率一般為92左右。第三，采用雙逆變電壓補(bǔ)償在線式的UPS，其輸入端是一個(gè)四象限高頻逆變器，從市電吸取的電流是連續(xù)的正弦波，且與輸入電壓同相位，因此其輸入功率因數(shù)1，輸入諧波電流 3，對(duì)電網(wǎng)無污染。ACAC總效率高達(dá)96。由上可見，目前只有采用雙

5、逆變電壓補(bǔ)償在線式UPS，才能在獲得輸入功率因數(shù)1，輸入諧波電流3的同時(shí)，保持UPS系統(tǒng)ACAC總效率達(dá)96或以上。雙逆變電壓補(bǔ)償在線式UPS為APC公司專利技術(shù)。APC Silcon 20K系列大型UPS，即屬此類。b要考慮UPS的輸出能力與可靠性。輸出功率因數(shù)、輸出電流波峰系數(shù)、輸出過載能力、輸出不平衡負(fù)載的能力等指標(biāo)，直接反映了UPS的輸出能力，對(duì)這些指標(biāo)的限制，說明了UPS輸出能力的局限性和脆弱的一面，盡管在配置UPS容量時(shí)盡可以使負(fù)載滿足UPS的要求，甚至留出很大的余量，但這些指標(biāo)卻直接反映了UPS的可靠性。過載能力強(qiáng)，允許輸出電流波峰系數(shù)高的，對(duì)負(fù)載功率因數(shù)限制小的，在同樣電網(wǎng)環(huán)境

6、和負(fù)載條件運(yùn)行，其可靠性必然高，這是毋容置疑的道理。c要考慮效率與可靠性UPS的工作效率高時(shí)，意味著節(jié)省電能，這是綠色電源的標(biāo)志之一。但還應(yīng)該注意到效率與可靠性是密切相關(guān)的，效率高意味著電路技術(shù)先進(jìn)，元器件選用得好，意味著功器件功率損耗小，功率強(qiáng)度小，溫度低，這必然會(huì)增強(qiáng)元器件乃至整機(jī)的壽命和可靠性。根據(jù)*鎮(zhèn)政府的實(shí)際情況和未來網(wǎng)絡(luò)設(shè)備擴(kuò)容的需要，我們建議為網(wǎng)絡(luò)中心機(jī)房選配一臺(tái)APC秀康SL20KW，它的延遲時(shí)間有2小時(shí)，充分保證網(wǎng)絡(luò)中心機(jī)房設(shè)備的電源供給。2、APC秀康SL20KW系列UPS的性能優(yōu)勢(shì)秀康SL20KW系列UPS有綠色電源之稱，DELTA逆變器技術(shù)把電壓補(bǔ)償原理成功地運(yùn)用到UP

7、S主電路中，使SilconUPS的指標(biāo)在很多方面超過其它同類產(chǎn)品，就目前情況下，有的指標(biāo)是其它方案的UPS無論如何也達(dá)不到的。下面的八個(gè)指標(biāo)體現(xiàn)了Silcon UPS的優(yōu)越性：1、輸入功率因數(shù)等于1對(duì)于一般UPS而言，要提高輸入功率因數(shù)，就必須加輸入功率因數(shù)校正電路，成本很高。但是，SilconUPS卻輕易實(shí)現(xiàn)了輸入功率因數(shù)為1，它借助于DELTA逆變器對(duì)輸入電流進(jìn)行調(diào)制，使UPS的輸入端對(duì)電網(wǎng)來說相當(dāng)一個(gè)純線性電阻，輸入電流和電壓完全同相。在整個(gè)負(fù)載電流范圍內(nèi)，輸入功率因數(shù)都很高，這是其它校正技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)的。輸入功率因數(shù)高的好處有兩點(diǎn)：減少了無功電流對(duì)電網(wǎng)的污染；使輸入無功功率為零，可降低電

8、網(wǎng)功率容量，可用1.2（考慮效率和傳輸損耗）的電網(wǎng)容量和油機(jī)的功率容量向UPS配電，而一般功率因數(shù)低的UPS則需要1.5倍的電網(wǎng)功率容量或2.53倍的油機(jī)功率容量向UPS配電。同時(shí)還降低其它供電設(shè)備諸如開關(guān)、傳輸線、熔斷器、變壓器等的功率容量，降低設(shè)備投資成本。2、對(duì)電網(wǎng)無高次諧波干擾一般UPS的輸入電壓電流都有很大失真，輸入端的可控整流電路可使電流諧波失真高達(dá)30以上，既使增加外部濾波裝置也僅能降至10，而SilconUPS的輸入電流電壓不僅同相，而且是純正的正弦波，諧波電流可降至3以下，這是其它UPS很難做到的。3、整機(jī)AC-AC效率可達(dá)96一般UPS與Silcon UPS的效率比較如下：

9、輸出功率100KVA一般UPS效率86% 90% 95% 96% 96%Sicon UPS所以效率高，是因?yàn)槟孀兤髯畲笾怀袚?dān)了負(fù)載功率的20。以10KVA-100KVA的一般雙逆變器UPS而言，其效率大約為88，即UPS本身?yè)p耗12，這12中，又分為維持UPS運(yùn)行的最低損耗（例如3）和由于負(fù)載電流存在而附加的損耗（例如9%），而在Silcon UPS中可將由負(fù)載存在造成的9的損耗降低至接近2，這樣總的損耗不過是5。效率高本身就意味著節(jié)省能源，降低能源成本，以100KVA的UPS為例，與一般雙逆變器UPS相比，使用Silcon可把電能損耗降低7，即7KW，如果常年連續(xù)運(yùn)行，每年節(jié)約24（小時(shí)）x

10、365(天)x7KW=61320KWH。按1.2元/KWH計(jì)，每年節(jié)省76584人民幣。如果再加上20的空調(diào)費(fèi)用，每年可節(jié)約9萬人民幣。Silcon的效率高，這是任何雙逆變結(jié)構(gòu)的UPS不可能達(dá)到的。4、UPS主機(jī)功率器件的壽命長(zhǎng)，可靠性高UPS主要器件的壽命可靠性是與它承擔(dān)的功率（功率強(qiáng)度）有直接關(guān)系的，一個(gè)大功率半導(dǎo)體器件的壽命和可靠性直接與它承擔(dān)的電壓、電流、功耗和殼溫有關(guān)，以功耗而言，在其額定功率范圍內(nèi)，實(shí)際使用功率如增大一倍，其平均壽命就降低20-30（非線性關(guān)系）。在市電存在的情況下，SilconUPS主逆變器只承擔(dān)了20的負(fù)載功率，這與一般UPS（承擔(dān)100的負(fù)載功率）相差相當(dāng)懸殊

11、。功率器件的壽命和可靠性的提高是顯而易見的。5、UPS功率余量大，增強(qiáng)了抗沖擊負(fù)載的能力逆變器不在UPS主電路中，其本身又有幾倍的功率余量，再加上主電路器件（開關(guān)、容斷器、變壓器等）同樣具有較大的功率容量，所以UPS對(duì)沖擊性負(fù)載具有極強(qiáng)的適應(yīng)能力。例如電機(jī)啟動(dòng)、線性變壓器上下電時(shí)的隨機(jī)飽和等，常常造成在負(fù)載開機(jī)時(shí)瞬間損環(huán)UPS。6、增強(qiáng)了過載能力同樣是由于逆變器功率容量的余量很大，Silcon UPS的過載能力比其它UPS要強(qiáng)，如果Delta逆變器的功率選擇得與額定負(fù)載功率相同，那么在有市電的情況下，SilconUPS的過載能力理論上可接近500。由于Delta逆變器的功率選擇得較小，Silc

12、on UPS的實(shí)際過載能力為：120時(shí)可連續(xù)工作150時(shí)可工作10分鐘200時(shí)可工作1分鐘此項(xiàng)性能標(biāo)高于所有其它品牌的UPS過載指標(biāo)。7、允許100不平衡負(fù)載因?yàn)镾ilcon UPS的輸入端沒有三相整流設(shè)備，因此很容易將三相電路分開，每相都有各自獨(dú)立的控制系統(tǒng)，因此可承受三相100的不平衡負(fù)載，實(shí)際上在100負(fù)載不平衡和輸入電壓偏離額定值并達(dá)到上限或下限的情況下，逆變器也僅僅有20的不平衡負(fù)載，所以對(duì)整機(jī)的影響是微不足道的。這上點(diǎn)也是其它電路方案的UPS很難做到的。這些特點(diǎn)都是其它UPS無可比xx。型號(hào)SL20KH輸出功率20KW / KVA滿載輸出電流(380V) 29.0最大輸入電流37.

13、6A額定負(fù)載發(fā)熱量0.9KW高寬深(mm) 1400600800重(Kg) 212APC Silcon UPS SL20KH (20KVA/KW)設(shè)備技術(shù)參數(shù)一覽表基本規(guī)格靜態(tài)xx開關(guān)內(nèi)置通訊接口DB-25RS-232(內(nèi)置)xx運(yùn)行內(nèi)置報(bào)警繼電器板內(nèi)置運(yùn)行環(huán)境溫度040（reduced）運(yùn)行相對(duì)濕度095%（無冷凝水、凝露）運(yùn)行xx1000米噪音(距離1米處) 52dBA(100%負(fù)載)防護(hù)等級(jí)IP30安全性EN500911，UL1778，國(guó)際認(rèn)證C-tick,CE,ISO9001,ISO14001,TUV,EN50091-1輻射與抗干擾性EN500912，F(xiàn)CCA類，符合CISPR22標(biāo)準(zhǔn)

14、要求充電特性DIN41773先進(jìn)的電池監(jiān)測(cè)可編程自動(dòng)啟動(dòng)可編程電源附件隔離變壓器、維修旁路面板、遠(yuǎn)程顯示設(shè)備、外部電池箱、外部靜態(tài)旁路開關(guān)管理附件PowerChute網(wǎng)絡(luò)關(guān)閉軟件、Web/SNMP管理卡、MasterSwitch、可控電源插座、環(huán)境監(jiān)控卡、電話線遠(yuǎn)程管理卡輸入規(guī)格輸入聯(lián)接方式硬線聯(lián)接五線制或四線制輸入電壓(主電路和旁路) 3380400415VAC輸入電壓允許波動(dòng)范圍15旁路電壓范圍10（標(biāo)準(zhǔn)）4，6，8，10可編程輸入頻率50Hz6%（標(biāo)準(zhǔn)），0.5-8%可編程同步跟蹤速率1HZ/秒(0.25,0.5,1,2,4HZ/秒)輸入功率因數(shù)0.97（負(fù)載25），0.99（負(fù)載100）輸入電流曲線純正弦波輸入電流諧波失真5%輸出規(guī)格輸出電壓3380400415；輸出電壓容限(靜態(tài)對(duì)稱負(fù)載) 1(靜態(tài)非對(duì)稱負(fù)載) 3(動(dòng)態(tài)0-100%突變負(fù)載) 5輸出電壓精度（靜態(tài)平衡負(fù)載）1（靜態(tài)不平衡負(fù)載）3（0-100%負(fù)載階躍）5瞬態(tài)電壓恢復(fù)時(shí)間20ms(1xx內(nèi))電壓失真（線性負(fù)載）最大3（非線性負(fù)載最大5輸出頻率50Hz（市電同步）0.1%（晶振頻率）頻率同步范圍0.5-8%可編程頻率跟蹤速率1HZ/秒(0.25,0.5,1,2,4HZ/秒)負(fù)載功率因數(shù)0.8滯后至0.9超前過載