通信機(jī)房綠色UPS解決方案 重慶UPS

隨著對(duì)、的大力提倡，以及能源供應(yīng)成本越來越高，越來越多的用戶開始重視信息機(jī)房用UPS的綠色電力供應(yīng)問題。

        據(jù)統(tǒng)計(jì)：通信業(yè)每年消耗200億度以上的電能；各種能耗費(fèi)用過100億元人民幣；耗電總量在各行業(yè)中4，隨著業(yè)務(wù)的不斷，以上數(shù)據(jù)還在逐年增加。面對(duì)激烈的競(jìng)爭(zhēng)，能耗成本對(duì)通信企業(yè)的壓力也越來越大。因此，中國(guó)電信2008年提出萬元業(yè)務(wù)收入能耗同比下降3%以上的減排宏觀控制目標(biāo)，中國(guó)移動(dòng)也提出能耗三年降低40%。

        要實(shí)現(xiàn)以上目標(biāo)，在各個(gè)環(huán)節(jié)的能耗控制就顯得有要。眾所周知，通信行業(yè)的中小信息機(jī)房數(shù)量眾多，UPS作為一個(gè)且重要的不間斷電力轉(zhuǎn)換設(shè)備，在這些機(jī)房中是一個(gè)不可少的設(shè)備。針對(duì)這些UPS設(shè)備的、措施就顯得意義重大。

        以下就通信企業(yè)中小信息機(jī)房用UPS應(yīng)具備哪些特點(diǎn)才能真正做到綠色、進(jìn)行一些討論？ 
一、信息機(jī)房用綠色UPS應(yīng)具備哪些特點(diǎn)： 
        UPS的整機(jī)效率要高，是在低負(fù)載量時(shí) 
UPS是電力轉(zhuǎn)換設(shè)備，轉(zhuǎn)換效率高低，直接覺得了客戶要為UPS設(shè)備支付多少電費(fèi)。但是，因?yàn)閁PS轉(zhuǎn)換效率是和負(fù)載量相關(guān)的，一般來講，滿載時(shí)UPS效率。而實(shí)際應(yīng)用中，大多數(shù)用戶的負(fù)載量都小于50%，負(fù)載量低于30%的也多，因此低負(fù)載量時(shí)的效率高低，更能體現(xiàn)意義。UPS設(shè)備是24小時(shí)不間斷工作的，若轉(zhuǎn)換效率一個(gè)百分點(diǎn)，對(duì)UPS設(shè)備眾多的通信客戶來講，其節(jié)省下的電費(fèi)是相當(dāng)可觀的。

UPS輸入功率因子高，輸入電流諧波小 
        輸入功率因子越高，表明UPS對(duì)市電的利用率越高，即無功功率消耗越低；輸入電流諧波越小，則UPS對(duì)對(duì)市電的污染越小，諧波損耗的能量越小。 艾默生UPS
         這是因?yàn)?，?duì)市電來講，UPS是一個(gè)整流性負(fù)載，會(huì)產(chǎn)生諧波污染，會(huì)產(chǎn)生無功功率消耗。這些都是供電單位不希望看到的。 
        1）無功功率消耗太大，會(huì)UPS上端輸配投資，即線徑、空開容量需；還會(huì)線路損耗等等。因此電力部門一般會(huì)要求用電設(shè)備的功率因子不能低于0.92（廣東地區(qū)），否則，客戶會(huì)被罰款。 
2）電電力諧波的主要危害有： 
A.引起串聯(lián)諧振及并聯(lián)諧振，放大諧波，造成危險(xiǎn)的過電壓或過電流； 
B.產(chǎn)生諧波損耗，使發(fā)、變電和用電設(shè)備效率降低； 
C.加速電氣設(shè)備緣老化，使其容易擊穿，從而縮短它們的使用壽命； 
D.使設(shè)備（如電機(jī)、繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置、測(cè)量?jī)x表、電力電子器件、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、精密儀器等）運(yùn)轉(zhuǎn)不正?；虿荒苷_操作； 
E.干擾通訊系統(tǒng)，降低信號(hào)的傳輸質(zhì)量，破壞信號(hào)的正確傳遞，甚至損壞通信設(shè)備。 
因此，UPS產(chǎn)生的諧波應(yīng)該越低越合要求。一般，當(dāng)UPS的PF≥0.99，THDI≤5%時(shí)，對(duì)市電的污染基本可以忽略了。

可擴(kuò)容性，即能方便的擴(kuò)大UPS的容量。 
        對(duì)通信機(jī)房來講，信息設(shè)備是隨著服務(wù)量的增加而逐步投入的。因此，對(duì)UPS來講，其負(fù)載量會(huì)逐漸增加，這就要求，UPS在范圍內(nèi)可以根據(jù)負(fù)載量的增加而增容。對(duì)用戶來講: 
        A. 客戶可按需配置UPS容量，使UPS處于較率的功率段，節(jié)省電能消耗，避免了不要的UPS容量浪費(fèi)。使用者選用UPS時(shí)，往往會(huì)考慮到容量的需要，先期投入時(shí)，選用的UPS容量較大，但電信業(yè)務(wù)是緩慢的，這就造成相當(dāng)時(shí)期內(nèi),UPS負(fù)載量相對(duì)較低，導(dǎo)致的低負(fù)載量時(shí)UPS效率低下,損耗。同時(shí)，一部分寶貴的UPS容量資源也被白白浪費(fèi)。 
        B.若UPS容量不夠，按傳統(tǒng)解決方案，則須采購(gòu)新的UPS，不但造成重復(fù)投資，而且浪費(fèi)寶貴的機(jī)房空間。因此，UPS的可擴(kuò)容性也綠色UPS解決方案的一個(gè)重要因子。

        高可用性反應(yīng)了UPS的性和可維護(hù)性方面的指標(biāo)。綠色、不能以供電性為代價(jià)，因此，我們把設(shè)備的可用性也列為通信用綠色、UPS特點(diǎn)之一。 
        可用性越高，負(fù)載不間斷地運(yùn)行越能夠得到保障?？捎眯钥蓮娜齻€(gè)方面考慮，一是系統(tǒng)自身的性，即平均無故障時(shí)間越長(zhǎng)越好，可平均無故障時(shí)間再長(zhǎng)，也不能UPS設(shè)備不出故障。因此，第二方面是采取冗余的方法，即一個(gè)UPS設(shè)備壞了，可由其另一UPS設(shè)備來頂替。第三，即故障的UPS設(shè)備要在短的時(shí)間內(nèi)維修好。即平均維修時(shí)間要短。具體應(yīng)該具備： 
UPS系統(tǒng)本身性要高； 
采用模塊化設(shè)計(jì)，程度縮小維修時(shí)間。 
        UPS系統(tǒng)自身要具有冗余功能，即某部分故障，可有相同功能的東西來代替，不影響系統(tǒng)正常工作。 
        生產(chǎn)、制造過程的綠色化，合RoHS指令。通信行業(yè)的綠色、實(shí)現(xiàn)的企業(yè)自身的降耗，同時(shí)也應(yīng)該以保護(hù)環(huán)境、以健康為己任。 
        鉛是屬，在電子設(shè)備的生產(chǎn)制造過程中，會(huì)產(chǎn)生造成屬污染，它會(huì)污染環(huán)境，影響什么的身體健康。因此，為了避免電子設(shè)備生產(chǎn)制造過程中的屬污染，生產(chǎn)過程應(yīng)該導(dǎo)入無鉛制程，即RoHS，像歐盟已經(jīng)要求產(chǎn)品須合RoSH制程。 
        綜上所述，綠色UPS解決方案應(yīng)該是的、高可用的、的不間斷動(dòng)力解決方案。

二、為了滿足通信信息機(jī)房用戶對(duì)綠色不間斷動(dòng)力解決方案的需求，中達(dá)推出了DELTA C（）UPS解決方案。 
臺(tái)達(dá)的綠色UPS解決方案的是如何滿足前述要求的呢？ 
要求1.轉(zhuǎn)換效率高，是在低負(fù)載量時(shí)的效率。 
        DELTA C UPS采用的IGBT整流技術(shù)和三級(jí)逆變器設(shè)計(jì)，大的整機(jī)轉(zhuǎn)換效率。如下圖，DELTA C UPS20KVA模塊的效率曲線：

        從圖中可以看到，當(dāng)負(fù)載量不到2kw時(shí)，即10%（2/18）左右時(shí)，其轉(zhuǎn)換效率就了90%，隨著負(fù)載量到30%（6/18）時(shí)，效率了94%以上，以后負(fù)載量進(jìn)一步時(shí)，效率甚至了95%。因此，DELTA C UPS的轉(zhuǎn)換效率，無論滿載還是輕度負(fù)載，其效率都高，長(zhǎng)期使用，可以為用戶節(jié)省大量的電費(fèi)。

要求2. UPS輸入功率因子高，輸入電流諧波小 
        DELTA C UPS采用了IGBT整流設(shè)計(jì)，采用數(shù)字訊號(hào)處理器(Duble-DSP)及空間向量脈波寬度調(diào)變(SVPWM:Space Vector Pulse Width Modulation)技術(shù)等技術(shù)，使得輸入THDI可以做到≤5%，PF≥0.99。很好的解決了UPS對(duì)市電諧波污染的問題。下圖為輸出電流諧波實(shí)測(cè)波形：

黃色為UPS輸入電流波形 
要求3. 可擴(kuò)容性 
        DELTA C UPS采用模塊化設(shè)計(jì)理念，一臺(tái)UPS不間斷電源可由一到多個(gè)功率模塊組成，每個(gè)功率模塊為20KVA，用戶根據(jù)目前的負(fù)載情況和以后的負(fù)載增加情況，選擇適當(dāng)容量的UPS，等到負(fù)載增加后，用戶增加功率模塊，即可方便的UPS的容量，而無需新增一臺(tái)UPS?？纱蠓?jié)省用戶投資和減少機(jī)房占地面積。更重要的是，還能使UPS處于適當(dāng)?shù)呢?fù)載狀態(tài)，使UPS處于較高轉(zhuǎn)換效率，化的。如下圖：

要求4.高可用性 
        由于DELTA C UPS正是采用了模塊化的設(shè)計(jì)，故當(dāng)UPS損壞時(shí)，將損壞的ups模塊更換掉即可UPS，大的縮短了UPS的查找故障的時(shí)間和維修時(shí)間。每個(gè)功率模塊只有25KG，甚至客戶自行就可以更換。 
        DELTA C UPS的整流器和逆變器、監(jiān)控模塊都采用了DSP來控制，大簡(jiǎn)化了電路設(shè)計(jì)，減少部件,了系統(tǒng)性。 
        DELTA C UPS的輔助電源電路和靜態(tài)開關(guān)控制電路都采用冗余的設(shè)計(jì)，即輔助電源和靜態(tài)開關(guān)都設(shè)計(jì)為2路,互為備份?？上到y(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。 
DELTA  C UPS可以記錄500筆數(shù)據(jù)，即使斷電，也不會(huì)丟失。方便故障原因查找。 
維護(hù)旁路開關(guān)，具有電子式保護(hù)功能，當(dāng)誤操作是，UPS也不會(huì)因此而損壞。 
可管理性。屏幕，強(qiáng)大的監(jiān)控功能，2個(gè)的SNMP插槽，RS232、干接點(diǎn)等。 
要求5.生產(chǎn)制造工程的綠色化。 
        DELTA UPS電源不止在國(guó)內(nèi)銷售，還出口歐、美等地，因此DELTA UPS產(chǎn)品早在2006年就開始進(jìn)行RoHS制程改造，目前產(chǎn)品合RoHS制程。

        三、總結(jié)：以來即為臺(tái)達(dá)電子的經(jīng)營(yíng)使命，“、、愛地球”----臺(tái)達(dá)企業(yè)口號(hào)，因此，臺(tái)達(dá)持續(xù)致力于產(chǎn)品效率及開發(fā)替代能源

電力中心機(jī)房UPS應(yīng)用

隨著供電企業(yè)深入推進(jìn)集約化、標(biāo)準(zhǔn)化、精益化、信息化的管理,計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在電力調(diào)度生產(chǎn)、自動(dòng)化控制、電力優(yōu)質(zhì)服務(wù)及電力信息資源處理等領(lǐng)域使用日趨廣泛,電力企業(yè)對(duì)計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)程度越來越高,與此同時(shí),也對(duì)電力中心機(jī)房等信息設(shè)備較為集中的重要場(chǎng)所提供穩(wěn)定電能的UPS供電系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱UPS)的性提出了更高的要求。

1   雙機(jī)冗余單總線供電系統(tǒng)

云和縣電力局中心機(jī)房建于2007年,位于電力局行政大樓十層,為滿足設(shè)備性方面的要求,機(jī)房設(shè)備均具有雙電源輸入能力。目前,機(jī)房由兩臺(tái)容量為20kVA的UPS并聯(lián)供電(在線式UPS)。理論上,整個(gè)機(jī)房動(dòng)力系統(tǒng)能提供2×20kVA供電容量,在日常情況下,機(jī)房平均總負(fù)載為11.8kVA,UPS并機(jī)負(fù)載率在30%左右。信息中心機(jī)房UPS并聯(lián)方式和配電接線如圖1所示。

圖1  云和縣電力局信息中心機(jī)房UPS配線圖

云和縣電力局中心機(jī)房的整個(gè)動(dòng)力系統(tǒng)是由變壓器輸入的市電1、市電2、ATS(自動(dòng)切換開關(guān))、TVSS(雷擊、浪涌抑制器)，兩臺(tái)UPS和輸電配電柜共同組成的“雙輸入，單輸出”供電系統(tǒng)，屬于典型的雙機(jī)冗余單總線輸出供電系統(tǒng)。

正常情況下,兩路市電輸入中有一路作為主輸入電源,旁路開關(guān)閉合,UPS1和UPS2輸入開關(guān)閉合,市電經(jīng)過兩臺(tái)UPS后輸出波形良好的220V電源。在輸出方面,單電源設(shè)備直接連接在輸出總線上,而雙電源負(fù)載設(shè)備則通過并聯(lián)方式連接在兩路總線的分線上。如果主路市電發(fā)生故障,ATS能在比較短的時(shí)間內(nèi)(80～100ms)自動(dòng)執(zhí)行切換操作,同時(shí)UPS的輸入電源會(huì)出現(xiàn)短暫的停電,但由于UPS設(shè)備能在短時(shí)間內(nèi)(4ms)對(duì)設(shè)備恢復(fù)供電，對(duì)于機(jī)房負(fù)載來說并影響。倘若某臺(tái)UPS出現(xiàn)故障時(shí)，在UPS并機(jī)邏輯控制板的調(diào)控下，通過執(zhí)行選擇性脫機(jī)操作，還能將故障的這臺(tái)UPS從并機(jī)系統(tǒng)的輸出總線中脫離出來，由剩下的一臺(tái)UPS不間斷地向負(fù)載供電，了系統(tǒng)的供電性。

根據(jù)“1+1”UPS冗余并機(jī)系統(tǒng)的工作原理,不難發(fā)現(xiàn)其優(yōu)點(diǎn):

(1)由兩臺(tái)UPS平均分擔(dān)負(fù)載電流,減輕供電系統(tǒng)設(shè)備負(fù)擔(dān),系統(tǒng)穩(wěn)定性;

(2)過載能力強(qiáng),容量是單臺(tái)UPS的兩倍,能提供更大的設(shè)備負(fù)載和過電流能力;

(3)雖然UPS單機(jī)的MTBF(平均無故障時(shí)間)普遍已了幾十萬小時(shí),但并機(jī)系統(tǒng)仍能大幅系統(tǒng)性。

應(yīng)用“1+1”UPS冗余單總線供電系統(tǒng)的確帶來了不少的好處,但通過仔細(xì)的分析,還是可以看到該系統(tǒng)存在的一些問題:

(1)市電輸入。以來自不同變壓器的雙路市電輸入為例,雙機(jī)冗余并聯(lián)時(shí)一般是利用ATS將雙市電互投為一路輸出,兩臺(tái)UPS共用一條輸入總線,從而在輸入端形成了“單點(diǎn)瓶頸”故障隱患,如圖2所示。例如,原來以市電1為主電源,市電2為備用電源,此時(shí)ATS通常就接通市電1到UPS組。當(dāng)市電1停電時(shí),ATS斷開市電1而將市電2轉(zhuǎn)為UPS組輸入。正常情況下，只要有一路市電正常，ATS通過電源切換UPS組輸入正常。但如果ATS發(fā)生故障，無法實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)接功能時(shí)，其后的UPS組失去輸入電壓，UPS在電池組放電終了后因低電壓保護(hù)自動(dòng)關(guān)閉運(yùn)行，終將導(dǎo)致機(jī)房負(fù)載全停。

圖2  雙機(jī)冗余并聯(lián)ATS連接

(2)電源輸出。由于雙機(jī)冗余的單總線輸出結(jié)構(gòu),無論是單電源輸入的負(fù)載,還是雙電源輸入的負(fù)載都被連接在同一條UPS的輸出總線上,并沒有其它的冗余供電通道,從而在輸出端形成了“單點(diǎn)瓶頸”故障隱患。是UPS設(shè)備運(yùn)行當(dāng)中,如果出現(xiàn)設(shè)備或其他故障,影響到并聯(lián)輸出端時(shí),致使UPS并機(jī)系統(tǒng)出現(xiàn)閃斷甚至停電情況,那么也將導(dǎo)致設(shè)備負(fù)載全停。

2   系統(tǒng)性的措施

為了信息機(jī)房供電系統(tǒng)的運(yùn)行性,一般采用的方法有兩種,即供電系統(tǒng)的冗余連接和負(fù)載設(shè)備的雙電源或三電源冗余輸入。這可從可用性表達(dá)式中看出
                (1)

式中的A(Availability)表示的是可用性,其含義是在整個(gè)規(guī)定運(yùn)行時(shí)間中,供電時(shí)間的比例;MTBF是表示設(shè)備性的平均無故障時(shí)間,其含義是平均多長(zhǎng)時(shí)間不出故障;MTTR表示的是平均時(shí)間,其含義是電源故障維修時(shí)間之平均值。

從式(1)中可以看出,系統(tǒng)可用性有兩個(gè)途徑:電源的平均無故障時(shí)間和縮短平均時(shí)間。經(jīng)過分析總結(jié),可以通過以下幾個(gè)方面UPS性。

(1)元器件的選用;

(2)UPS的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu);

(3)UPS的制造工藝;

(4)冗余技術(shù)。

一般情況下,當(dāng)機(jī)器的質(zhì)量程度后,再平均無故障時(shí)間的代價(jià)較大,而且效果也不太顯著(因?yàn)椴荒軐⑵骄鶡o故障時(shí)間做到大)。然而縮短平均時(shí)間的效果卻比較明顯,如果平均時(shí)間縮短為(這種可能性是存在的,而且也不難實(shí)現(xiàn)),那么可用性就是100%。

3   優(yōu)化方案

對(duì)于云和縣電力局中心機(jī)房供電系統(tǒng)而言,UPS設(shè)備已存在,實(shí)際使用過程中,通過升級(jí)UPS元器件和設(shè)備制造工藝來系統(tǒng)的性已不現(xiàn)實(shí),如果能從UPS的冗余技術(shù)入手,適當(dāng)調(diào)整系統(tǒng)配線結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)更佳的配電拓?fù)浞桨?使設(shè)備在發(fā)生故障時(shí)盡可能地縮短平均時(shí)間,甚至具有的“自愈”能力,那么整個(gè)UPS系統(tǒng)的性將得到進(jìn)一步。

3.1   雙機(jī)雙總線供電系統(tǒng)

通過上述分析，不管在市電輸入端還是在UPS輸出端，雙機(jī)冗余單總線供電方案中的“單點(diǎn)瓶頸”主要原因還是由于只有一條總線，如果能合理地增加一條冗余通道，系統(tǒng)關(guān)鍵點(diǎn)的復(fù)用性，那么問題就可迎刃而解。

(1)市電輸入。在原有設(shè)備的基礎(chǔ)上,增加一組ATS轉(zhuǎn)換設(shè)備,即使在一組ATS發(fā)生故障不能轉(zhuǎn)接的情況下,另外一組ATS也能照常工作,至少能為一臺(tái)UPS提供市電輸入,如圖3所示。

圖3  兩種供電方案ATS連接原理圖

(2)UPS輸出?？紤]到云和縣電力局機(jī)房UPS供電系統(tǒng)總體負(fù)載不大,可以將兩臺(tái)并聯(lián)的UPS分開,使其單獨(dú)出線,形成兩條總線為設(shè)備供電,即所說的雙機(jī)雙總線供電系統(tǒng)。

從圖中可以看出，系統(tǒng)總供電容量未發(fā)生變化,依舊為2×20kVA，雙機(jī)雙總線供電方案具有兩條系統(tǒng)總線，很好地解決了雙機(jī)冗余單總線供電方案的“單點(diǎn)瓶頸”問題，但分開單獨(dú)供電之后，兩臺(tái)UPS各以20kVA的容量向連接到各自輸出端的負(fù)載供電，設(shè)備在失去并機(jī)大容量負(fù)載能力的同時(shí)，也使得連接在UPS一端的單電源負(fù)載設(shè)備顯得更加脆弱，一旦其中一臺(tái)UPS故障，另一臺(tái)UPS將不能提供并聯(lián)供電輸出能力，所以故障UPS將通過市電旁路來為連接其后端的設(shè)備供電，由于旁路引自于非主電源輸入的市電，其輸入的不穩(wěn)定性將直接影響到后端負(fù)載的供電性。

那么如何通過更好的拓?fù)湓O(shè)計(jì)使得在一臺(tái)UPS故障情況下,能由另外一臺(tái)UPS繼續(xù)向其后端負(fù)載供電呢?如果能有一種類似于ATS的裝置并能在短時(shí)間內(nèi)對(duì)UPS兩路輸出電源進(jìn)行切換而不影響設(shè)備運(yùn)行,那么問題也將得到很好的解決。而靜態(tài)轉(zhuǎn)換開關(guān)STS的出現(xiàn),使電源的不間斷切換變成可能。

靜態(tài)轉(zhuǎn)換開關(guān)STS原本是為了代替自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)ATS而出現(xiàn)的。由于ATS具有切換時(shí)間長(zhǎng)、壽命短、切換聲音大和有火花*的缺點(diǎn),使用上存在程度的不便。現(xiàn)在所說的STS實(shí)際上已經(jīng)是DSTS,即數(shù)字式靜態(tài)開關(guān),其整個(gè)切換時(shí)間小于4ms,其切換方式是先斷后合,因此兩電源在切換時(shí)的相位差甚至可以大于180°。圖4為DSTS的電路原理圖,右邊是其電路號(hào)。

圖4  DSTS的電路原理圖

DSTS的確具備ATS所無法做到的一些性能，比如DSTS的切換時(shí)間比ATS要快上一千，而且沒有聲音、沒有火花，對(duì)一般電子設(shè)備來說，這種兩個(gè)電源之間的切換間隔幾乎是沒有感覺的。

通過將STS安裝在負(fù)載設(shè)備前端,利用其不間斷切換的功能來彌補(bǔ)市電的不穩(wěn)定性,從而單電源設(shè)備的供電性,如圖5所示。

圖5  帶STS設(shè)備雙機(jī)雙總線方案圖

3.2   雙開關(guān)三單機(jī)雙總線供電系統(tǒng)

通過對(duì)雙機(jī)雙總線供電方案進(jìn)行改進(jìn),能夠得到另一種同時(shí)具有雙市電輸入和兩路UPS輸出電源的供電方案,雙開關(guān)三單機(jī)雙總線結(jié)構(gòu)如圖6所示。

圖6  雙開關(guān)三單機(jī)雙總線結(jié)構(gòu)

這個(gè)電路結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)在于每臺(tái)UPS有兩個(gè)輸入開關(guān),一個(gè)普通斷路器和一個(gè)ATS轉(zhuǎn)換開關(guān)。普通斷路器供UPS主電路使用,ATS供兩臺(tái)UPS的旁路用電,這樣一來從輸入開關(guān)上就增加了一層冗余保障,即使其中一路市電故障斷電,仍能雙電源設(shè)備的雙路供電。這里只用了一個(gè)較大容量STS為單電源設(shè)備供電,與雙機(jī)并聯(lián)冗余相比,增加設(shè)備不多。如果采用分散小型STS結(jié)構(gòu)方案,即采用容量和體積均較小且可安裝在機(jī)柜內(nèi)部的小型STS為設(shè)備切換供電,那么功耗、價(jià)格和占地面積還可以降低。

正常情況下,三臺(tái)UPS中只有UPS1和UPS2工作,當(dāng)一路市電故障(比如市電1)斷電時(shí),斷電的這一路UPS1的輸出就是通過ATS送過來的旁路市電(B1),這樣一來,雙電源設(shè)備的兩個(gè)輸入就有一路是市電,有可能引入*。此時(shí),UPS3開始顯現(xiàn)其重要性,其作用就是排除由市電旁路帶入到系統(tǒng)中的*,提供穩(wěn)定的旁路輸出,此結(jié)構(gòu)同時(shí)也具有了串聯(lián)熱備份的功能。

從系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中發(fā)現(xiàn),雙開關(guān)三單機(jī)雙總線系統(tǒng)具有更佳的系統(tǒng)擴(kuò)展性。一旦系統(tǒng)容量不能滿足要求時(shí),系統(tǒng)可以不用改變現(xiàn)有配線結(jié)構(gòu)的情況下,通過增加UPS設(shè)備,可以平滑地?cái)U(kuò)展系統(tǒng)容量。

圖7  多機(jī)雙總線冗余方案

無論是雙機(jī)雙總線方案還是雙開關(guān)三單機(jī)雙總線方案，都為機(jī)房負(fù)載提供了兩路的輸入電源，兩者地解決雙機(jī)冗余單總線系統(tǒng)中的“單點(diǎn)瓶頸”弊端，較地了系統(tǒng)的供電性。

從成本上考慮,由于雙機(jī)雙總線的結(jié)構(gòu)與云和縣電力局中心機(jī)房現(xiàn)有配線結(jié)構(gòu)相類似,在實(shí)際實(shí)施過程中只要做較小改動(dòng)即可完成,在工程量和實(shí)施進(jìn)度上得到很好的。相對(duì)而言,雙開關(guān)三單機(jī)雙總線系統(tǒng)卻要復(fù)雜得多,不但需要根據(jù)系統(tǒng)的容量增加UPS設(shè)備,同時(shí)還需要根據(jù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)對(duì)設(shè)備接線方式和配電線路進(jìn)行調(diào)整,同時(shí)系統(tǒng)的實(shí)施工程量和難度也進(jìn)一步增加。
 在系統(tǒng)后期維護(hù)方面,由于雙開關(guān)三單機(jī)雙總線方案具有更高的供電性、更多的設(shè)備冗余,更完善的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),所以在后期運(yùn)行維護(hù)方面能得到更大的優(yōu)勢(shì)。同時(shí),更完善的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)也給系統(tǒng)容量平滑升級(jí)帶來了很大的便捷。

4   結(jié)束語(yǔ)

由于電力企業(yè)“SG186”一體化應(yīng)用平臺(tái)的深化應(yīng)用,其信息化步伐進(jìn)一步加快。電力企業(yè)對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)越來越強(qiáng),UPS作為各機(jī)房的基石,其重要程度不言而喻。在此討論的兩種優(yōu)化方案都是以云和縣電力局中心機(jī)房的動(dòng)力系統(tǒng)為原型進(jìn)行的改進(jìn)。

山特ups 8種簡(jiǎn)易故障排除

1.為什么我的UPS無法開機(jī)？
答: 1) 請(qǐng)先確認(rèn)UPS Input電源是否正常，或檢視ups電源端子接線是否松脫。
2) 背面板之無熔絲開關(guān)(Breaker)有無跳脫，并請(qǐng)檢查本身負(fù)載是否短路或故障。
3) 若已重復(fù)上述動(dòng)作數(shù)次仍無法開機(jī)，則UPS可能故障，請(qǐng)即通知代理商或本公司之客服組人員。
2.為什么UPS LCD顯示"Overload Shutdown"燈亮，蜂鳴器長(zhǎng)鳴？
答: 請(qǐng)檢查負(fù)載是否故障或者過大，是，請(qǐng)將其設(shè)備拔除或是減輕部份設(shè)備負(fù)載與重新開 機(jī)，若UPS仍持續(xù)顯示"Overload Shutdown"，請(qǐng)即通知代理商或本公司之客服組人員。
3.為什么我的UPS開機(jī)后，UPS顯示On Battery LED燈號(hào)？ 
答: 1) 請(qǐng)先用其它電器設(shè)備測(cè)試AC電源有無電源供應(yīng)或電源插座是否過松導(dǎo)致接觸不良。
2) 請(qǐng)檢查背面板之無熔絲開關(guān)(Breaker)按鈕有無彈出跳脫。 
3) 若以上此情況經(jīng)確認(rèn)后仍無法，請(qǐng)即通知代理商或本公司之客服組人員。
4.為什么停電時(shí)，我的UPS不間斷電源放電時(shí)間不足？ 
答: 1) 可能是電池電壓未充飽，請(qǐng)?jiān)俪潆?小時(shí)或更久。
2) UPS在正常狀態(tài)下，以80~95%的負(fù)載為合理，若負(fù)載過100%以上，則電池放電時(shí)間會(huì)因此而縮短，請(qǐng)減輕一些負(fù)載。
3) 電池若時(shí)常充放電或操作于高溫環(huán)境下，會(huì)造成電池壽命減短。因此建議您UPS電池使用兩年以上，即使更換蓄電池?zé)籼?hào)未顯示，也請(qǐng)更換新電池，并將UPS遠(yuǎn)離高溫的環(huán)境，避免電池壽命再次減短以維持UPS正常運(yùn)作。
4) 可能因電池老舊，請(qǐng)和代理商購(gòu)買新電池，以維持UPS的正常運(yùn)作。
5) 以上之任一項(xiàng)皆已后，情況仍無法，請(qǐng)即通知代理商或本公司之客服組人員。
5. 為什么我的UPS LCD顯示Battery Failure？
答: 1) 請(qǐng)確認(rèn)電瓶保險(xiǎn)絲是否已溶斷。 2) 10KVA的機(jī)型請(qǐng)確認(rèn)UPS與電瓶連結(jié)線是否正常或松脫。 3) 若上述測(cè)試結(jié)果皆正常，其結(jié)果無法，請(qǐng)即通知代理商或本公司之客服組人員。
6. 當(dāng)我的UPS顯示過溫保護(hù)時(shí)，我該怎么辦？ 
答: 1) 請(qǐng)將UPS遠(yuǎn)離溫度過高的環(huán)境，并移至陰涼及通風(fēng)良好的地方。
2) 請(qǐng)檢查通風(fēng)孔有無阻塞，風(fēng)扇有無運(yùn)轉(zhuǎn)，若無運(yùn)轉(zhuǎn)，請(qǐng)即通知代理商或本公司之客服組人員。
7. 為什么我的計(jì)算機(jī)無法與UPS聯(lián)機(jī)？ 
答: 1) 請(qǐng)將軟件再設(shè)定。
2) 請(qǐng)將UPS的RS232連接線與計(jì)算機(jī)的COM1/COM2再連接，并確認(rèn)設(shè)定值。
3) 若上述測(cè)試結(jié)果皆正常，其結(jié)果無法，請(qǐng)即通知代理商或本公司之客服組人員。
8. 為什么我在ups電源開機(jī)完成后，發(fā)現(xiàn)UPS是藉由旁路輸出電源？ 答: 發(fā)生此現(xiàn)象，請(qǐng)即刻將機(jī)器關(guān)機(jī)，并通知代理商或本公司之客服組人員。 本公司主要經(jīng)營(yíng)山特ups、山特ups電源、深圳山特ups等。

新增加UPS資料

UPS資料|ups故障定位

故障燈號(hào)指示及其意義 |
①．1、2燈亮，蜂鳴器長(zhǎng)鳴：過載FAULT； 
②．1、3燈亮，蜂鳴器長(zhǎng)鳴：過充FAULT；
③．1、4燈亮，蜂鳴器長(zhǎng)鳴：BUS FAULT；
④．1、5燈亮，蜂鳴器長(zhǎng)鳴：INV FAULT（輸出短路FAULT）； 
⑤．1、6燈亮，蜂鳴器長(zhǎng)鳴：過溫FAULT；
⑥．1~6燈亮，蜂鳴器每1秒鳴叫2次：市電110% OVERLOAD；
⑦．2燈亮，蜂鳴器每1秒鳴叫1次：電池電壓低； 
⑧．電池指示燈每0.5秒閃1次，蜂鳴器鳴叫6次：測(cè)試電池 失??；

⑨．Line、 B、Inv、Bat Led輪流轉(zhuǎn)，蜂鳴器不叫：檢測(cè) 電池；

機(jī)房空調(diào)選型中應(yīng)注意的幾個(gè)參數(shù) - 機(jī)房建設(shè)

計(jì)算機(jī)機(jī)房有其性的負(fù)荷特點(diǎn)，對(duì)空調(diào)設(shè)備的性能、技術(shù)參數(shù)等有特定的要求。因此，計(jì)算機(jī)機(jī)房空調(diào)設(shè)備性能和普通舒適性房間空調(diào)設(shè)備的性能要求不同，不幾個(gè)參數(shù)如冷風(fēng)比、蒸發(fā)溫度（或蒸發(fā)壓力）、顯熱比等在進(jìn)行設(shè)

備選型時(shí)，應(yīng)引起重視。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)機(jī)房　空調(diào)　選型　參數(shù) （山特UPS)

一、引言

　　因機(jī)房數(shù)量多，且機(jī)房整體條件和嚴(yán)格機(jī)房的要求不盡相同，各種機(jī)房所用的空調(diào)設(shè)備種類繁多，房空調(diào)也有非空調(diào)。在維護(hù)中，發(fā)現(xiàn)某些非空調(diào)如柜式National空調(diào)制冷效率低，不能將機(jī)房溫度降設(shè)定值，而且經(jīng)常性地出現(xiàn)蒸發(fā)器結(jié)冰現(xiàn)象。測(cè)量其蒸發(fā)壓力也較正常，為3.2Kg/cm2。于是只好人工化冰，重復(fù)“人工化冰――工作――結(jié)冰――人工化冰――工作”的過程，給維護(hù)工作帶來了大的工作量和不要的麻煩。而空調(diào)設(shè)備則很少出現(xiàn)此類故障。

　　因此，在對(duì)空調(diào)進(jìn)行空調(diào)設(shè)備選型時(shí)需要注意，并不是類型空調(diào)都適合計(jì)算機(jī)機(jī)房。與我們居家用的舒適性空調(diào)相比，計(jì)算機(jī)機(jī)房空調(diào)有其固不特點(diǎn)，不能相互代替。在選型進(jìn)，幾個(gè)技術(shù)參數(shù)應(yīng)引起我們的重視。

二、計(jì)算機(jī)機(jī)房負(fù)荷特點(diǎn)

計(jì)算機(jī)機(jī)房有其自有的負(fù)荷特點(diǎn)，程控交換設(shè)備、傳輸設(shè)備等機(jī)器設(shè)備散熱產(chǎn)生的熱負(fù)荷大；機(jī)房?jī)?nèi)幾乎沒有濕負(fù)荷源，濕負(fù)荷?。ㄖ饕菣C(jī)房工作人員活動(dòng)、機(jī)房和外界空氣介質(zhì)交換產(chǎn)生的濕負(fù)荷）；還有就是在冬季時(shí)，機(jī)房也產(chǎn)生大量熱負(fù)荷，空調(diào)設(shè)備仍需要制冷運(yùn)行。因此，計(jì)算機(jī)機(jī)房空調(diào)設(shè)備為常年制冷運(yùn)行，為了換熱效果和機(jī)房氣流組織，計(jì)算機(jī)機(jī)房空調(diào)設(shè)備的送風(fēng)量一般較大。

為了選擇適合計(jì)算機(jī)機(jī)房的空調(diào)設(shè)備，一般用以下指標(biāo)：冷風(fēng)比、蒸發(fā)壓力、顯熱比SHR等來衡量所選設(shè)備，下面一一介紹。

三、應(yīng)注意的幾個(gè)參數(shù)

1、冷風(fēng)比

冷風(fēng)比即空調(diào)設(shè)備的冷量和風(fēng)量之比。為了運(yùn)行效率、機(jī)房氣流組織、機(jī)房空氣的潔凈度，計(jì)算機(jī)機(jī)房要求的設(shè)備風(fēng)量較大，因此計(jì)算機(jī)機(jī)房空調(diào)設(shè)備比普通舒適性空調(diào)的冷風(fēng)比小。

舒適性空調(diào)的冷風(fēng)比為5:1Kal/m3；計(jì)算機(jī)機(jī)房空調(diào)的冷風(fēng)比為2:1~3:1 Kal/m3。

ü      前面提到的5匹Nationl柜式空調(diào)，其室內(nèi)風(fēng)量為1980 m3/h，冷量為12KW，其冷風(fēng)比為（12X860）Kal/h÷1980 m3/h=5:1

ü      對(duì)于機(jī)房空調(diào)，以LieBert空調(diào)LD67A為例，其室內(nèi)機(jī)風(fēng)量為20390 m3/h，冷量為67KW，其冷風(fēng)比為（67X860）Kal/h÷20390 m3/h=2.8:1

可見，兩者的冷風(fēng)比相差大，近似2倍的關(guān)系。

2、蒸發(fā)壓力

如前所述，計(jì)算機(jī)機(jī)房顯熱較大而潛熱負(fù)荷小，同時(shí)，要求的冷風(fēng)比又較小，這就要求計(jì)算機(jī)機(jī)房空調(diào)設(shè)計(jì)采用較高的蒸發(fā)溫度。由逆卡諾循環(huán)制冷系數(shù)ε的定義可知，蒸發(fā)溫度Te和降低冷凝溫度Tc有利于制冷循環(huán)的制冷系數(shù)ε。

在正常情況下，機(jī)房空調(diào)蒸發(fā)壓力一般為：4~6 Kg/cm2，蒸發(fā)溫度為5~7℃；舒適性空調(diào)蒸發(fā)壓力一般為：5~7 Kg/cm2，蒸發(fā)溫度為－5~0℃。

3、顯熱比SHR

空調(diào)總冷量由顯冷量和潛冷量組成，顯冷量用來降低溫度，而潛冷量用來云。顯冷量點(diǎn)總冷量百比分，即為顯冷比。顯冷比是描述空調(diào)性能特性的重要指標(biāo)，嚴(yán)格意義上的空調(diào)選型設(shè)備的顯冷比應(yīng)與機(jī)房負(fù)荷的顯熱比嚴(yán)格匹配。

由于機(jī)房空調(diào)冷風(fēng)比較小，蒸發(fā)面積較大，蒸發(fā)溫度較高，同樣的工作條件下，顯冷量也較大，顯冷比也較高；反之，在同樣的室內(nèi)條件下，與空調(diào)相比，舒適性空調(diào)很多的時(shí)候是在的狀態(tài)下工作，顯熱比較低。

顯然，對(duì)計(jì)算機(jī)機(jī)房來說，負(fù)荷特點(diǎn)為顯熱比較高，選用空調(diào)設(shè)備的顯冷比越大降溫效果越明顯，工作效率越高。一般情況下，機(jī)房空調(diào)的顯冷比能95%以上；而普通舒適性空調(diào)為70%左右。

由此可見，舒適性空調(diào)的冷風(fēng)比高于空調(diào)，蒸發(fā)溫度低于空調(diào)，這就是它運(yùn)行中蒸發(fā)器易出現(xiàn)結(jié)冰的原因。舒適性空調(diào)顯熱比較小，對(duì)計(jì)算機(jī)機(jī)房來說，很多時(shí)間是在做無用功的狀態(tài)下工作，不浪費(fèi)了能源，而且不能地降溫，機(jī)房溫度恒定的這一基本的要求?？梢娛孢m性空調(diào)是不能滿足計(jì)算機(jī)機(jī)房的要求的，這是由計(jì)算機(jī)機(jī)房的負(fù)荷特點(diǎn)所決定的。

4、室外環(huán)境溫度參數(shù)

機(jī)房空調(diào)的冷凝器部分是依據(jù)空調(diào)散熱負(fù)荷的大?。ㄅc室內(nèi)機(jī)相匹配），根據(jù)室外工作環(huán)境溫度進(jìn)行配置的。有的機(jī)房空調(diào)設(shè)備是按環(huán)境溫度35℃進(jìn)行配置的，使用不久即發(fā)生夏天高壓告警問題，致使設(shè)備無常工作，后來，按環(huán)境溫度40℃的配置對(duì)冷凝器進(jìn)行更換后，設(shè)備即運(yùn)行正常。

因此對(duì)機(jī)房空調(diào)設(shè)備進(jìn)行選型時(shí)，應(yīng)針對(duì)當(dāng)?shù)貧夂虻奶卣?，合理地進(jìn)行冷凝器配置。

四、結(jié)論

針對(duì)在空調(diào)設(shè)備運(yùn)行維護(hù)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)的問題，本文提出計(jì)算機(jī)機(jī)房空調(diào)設(shè)備選型時(shí)應(yīng)注意冷風(fēng)比、蒸發(fā)壓力、顯熱比、室外環(huán)境溫度等參數(shù)。選用合上述指標(biāo)要求的空調(diào)，不能夠減少空調(diào)設(shè)備維護(hù)工作量，設(shè)備運(yùn)行效率節(jié)約能源，而且有利于計(jì)算機(jī)機(jī)房設(shè)備運(yùn)行的性。

直流UPS電源的設(shè)計(jì)（UPS蓄電池恒流恒壓充電DC/DC變換）

摘要：概述了UPS電源和鉛酸蓄電池的原理及性能，并結(jié)合實(shí)例論述了直流UPS電源的設(shè)計(jì)過程和設(shè)計(jì)依據(jù)，給出了設(shè)計(jì)結(jié)果，還附錄了性能實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，具有工程實(shí)用價(jià)值。 
關(guān)鍵詞：UPS蓄電池恒流恒壓充電DC/DC變換

1引言

由于計(jì)算機(jī)、程控交換機(jī)、數(shù)據(jù)通訊處理系統(tǒng)、航空管理和醫(yī)用診斷系統(tǒng)等精密儀器對(duì)供電系統(tǒng)的不間斷和性的要求，使得UPS得到了廣泛的應(yīng)用和的發(fā)展。

使用UPS有利于用電質(zhì)量，保護(hù)用電設(shè)備。對(duì)于通訊系統(tǒng)等直流用電負(fù)載而言，從供電的性、安全性及運(yùn)行效率考慮，直流UPS較之交流UPS具有更為突出的優(yōu)點(diǎn)。

本文從UPS和鉛酸蓄電池的原理及性能入手，詳細(xì)論述了直流UPS的設(shè)計(jì)過程，著重闡明了恒流恒壓充電器的設(shè)計(jì)依據(jù)，并給出了一臺(tái)實(shí)用的直流UPS的設(shè)計(jì)結(jié)果。附錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)證明該電源性能優(yōu)良，性價(jià)比高，已具有工程實(shí)用價(jià)值。

2UPS概述

UPS是不間斷電源的簡(jiǎn)稱。按其輸出電壓的波形可分為交流式(AC　UPS)和直流式(DC　UPS)。

2.1交流UPS

交流UPS按其逆變器的工作方式又分為在線式（Online）和后備式（Standby）兩種。其結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

在線式UPS的工作原理是：當(dāng)Uin正常供電時(shí)，Uin　降壓整流　穩(wěn)壓　逆變器　K2（K2閉合，K1斷開）　Uout,同時(shí)經(jīng)充電器為電池組B充電；當(dāng)輸入異常（失壓或出正常范圍）時(shí),K0斷開，由電池組B　導(dǎo)引二管　逆變器　K2　Uout?？刂崎_關(guān)K1只有在逆變器故障且供電正常時(shí)才閉合（K2斷開），起旁路作用。

后備式UPS的能流是：在供電正常時(shí)，Uin　K1（K2斷開）　Uout，同時(shí)Uin　降壓整流　充電器　電池組B（逆變器不工作）；當(dāng)電壓異常時(shí)，其能流變?yōu)椋弘姵亟MB　逆變器　K2（K1斷開）　Uout。

由能流可以看出：在線式UPS的逆變器處于在線工作狀態(tài)，而后備式UPS的逆變器是當(dāng)電壓異常時(shí)才起動(dòng)（后備工作狀態(tài)）。

無論是在線式還是后備式UPS，其輸出Uout都是交流電壓。

圖1交流UPS組成方框

表1充電上限電壓和充電電流 

表3持續(xù)工作時(shí)間與允許的放電電流及容量

表3持續(xù)工作時(shí)間與允許的放電電流及容量

表2放電電流和放電下限電壓

注：各生產(chǎn)廠家數(shù)據(jù)有所不同，設(shè)計(jì)時(shí)以產(chǎn)品手冊(cè)的技術(shù)指標(biāo)為準(zhǔn)。

2.2直流UPS

和交流UPS一樣，直流UPS的關(guān)鍵是輸入電壓中斷后的續(xù)能問題，但DC　UPS是將變換后的直流電壓直接送給用電負(fù)載。實(shí)現(xiàn)DC　UPS簡(jiǎn)單的方法是電壓經(jīng)過整流濾波穩(wěn)壓后與蓄電池并聯(lián)。其結(jié)構(gòu)如圖2所示。

在輸入正常時(shí)，電池處于浮充狀態(tài)（R為充電限流電阻）；當(dāng)外斷電后，由電池經(jīng)導(dǎo)流二管向負(fù)載供電。

該方案對(duì)于直流負(fù)載的顯著優(yōu)點(diǎn)是，不需要再二次逆變，效率高，性強(qiáng)，成本低，并且蓄電池對(duì)負(fù)載的動(dòng)態(tài)特性有作用。但不足之處是，當(dāng)電池向負(fù)載供電時(shí)，電池電平不穩(wěn)定——逐漸下降，往往需要二次穩(wěn)壓。

3蓄電池的性能與使用

蓄電池是UPS的心臟，故了解蓄電池的性能及使用方法是設(shè)計(jì)UPS的基礎(chǔ)。

目前在UPS中廣泛采用的是密封免維護(hù)鉛酸蓄電池，性能較好的有美國(guó)的德克、GNB，德國(guó)的陽(yáng)光，英國(guó)的霍克，日本的湯淺等品牌。

3.1蓄電池的充電

恒流充電止了初始充電電流過大使電發(fā)熱而可能引起的電池爆裂，并使充電時(shí)間大大縮短。當(dāng)電池充滿后，仍繼續(xù)恒流充電將造成電池過充，導(dǎo)致電池過熱。所以當(dāng)恒流充電充到限定電壓時(shí)自動(dòng)切換為恒壓充電，就控制了這個(gè)過程，避免了電池的損壞。所以恒流恒壓充電對(duì)蓄電池是比較合適的。

若采用大電流快速充電，雖可以縮短充電時(shí)間，充電效率，但須嚴(yán)格控制過充并解決去化的問題，從而使充電電路變得復(fù)雜。

另外，溫度對(duì)充電也有影響，電池的充電上限電壓隨溫度的升高而降低，因此充電器的限制電壓應(yīng)有負(fù)溫度補(bǔ)償。

表1給出了常規(guī)的密封鉛酸蓄電池的充電上限電壓和充電電流數(shù)據(jù)。

表中C為蓄電池的標(biāo)稱容量，充電上限電壓為一個(gè)單體電池（2V）的數(shù)據(jù)。如標(biāo)稱12V/7Ah的電池由6個(gè)單體組成，其充電上限電壓為2.275V×6=13.65V，恒流充電電流為0.1C=0.7A。