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      山特UPS電源及其供電架構的選擇和配置

      發布時間:2019-02-25點擊量:22

         作為負載用電可靠保障的山特UPS電源,在各行業領域中得到了廣泛的應用。山特UPS的研發和應用已有幾十年的歷程,現有的各種機型和架構為用戶提供了更多的選擇余地。而在實際案例中,有些用戶卻因選擇了不適合的UPS產品而對供電系統帶來隱患或造成經濟上的損失。為此,數據中心的UPS電源及其供電架構的選擇和配置值得令人關注。

        山特電子日前發布的《UPS如何選擇、配置和降低成本》白皮書,為用戶在選擇UPS和配置架構時提供了更多的選擇。文章指出,由于面臨IT設備不斷增多、用電量加劇、機房空間緊張、節能降耗需求等挑戰,用戶在選擇UPS時,應重點考慮適用性、可靠性和可用性、節能減排、運維管理、成本等多方面因素。

        1 根據需求選擇適用的UPS

        隨著UPS技術的成熟與進步,山特工廠開發并提供了高頻機型、模塊化機型和專用工業機型等多種UPS。用戶可以根據自己的需求選擇適用的機型。

        2 單相或三相UPS的選擇

        根據UPS要保護的負載以及設備的電壓范圍或功率值,就可以確定是需要單相還是三相UPS。通常情況下,20kVA或更低的負載可以采用單相UPS,而功率較大的負載則需要三相UPS。

        如果確定采用三相UPS,那么需要確定使用三相輸入/單相輸出配置還是三相輸入/三相輸出配置?這與負載類型有關。數據中心的服務器等IT設備通常使用單相電源,如磁共振成像系統(MRI)等醫療設備或大型工廠車間機器可能使用三相電源。

        在需要三相輸入/三相輸出UPS的情況下,負載平衡問題將會很棘手。例如在石油天然氣等行業中,不希望花費更多的精力去處理其負載平衡的問題,因此通常選用三相輸入/單相輸出UPS。

        另一方面,使用三相輸入/三相輸出的優勢在于可以采用集中式電源保護方案,使用一臺大型UPS用于保護整棟建筑物或一組關鍵電路。從這個意義上講,可以簡化用戶的電源保護方案。

        3 如何確定UPS和電池容量  

        根據所保護的負載的能耗確定UPS容量。UPS基本容量E與負載能耗P的關系如下:

        E1.2P

      應考慮其運行時不超過其額定容量的60%至70%,出于安全性和將來擴容的需要,實際上40%至50%更常見。 

        3.2 電池的容量

        電池容量的計算可按恒電流法或恒功率法進行計算。

        一個粗略估算法如下:

        UPS功率(VA)×后備時間(h)÷UPS啟動直流電壓(V=電池容量(Ah

        3.3 后備時間的選擇

        當市電中斷時客戶所需后備時間的長短取決于現場是否有發電機。如果現場有發電機,那么在發電機啟動之前,客戶只需要一兩分鐘的延時來為負載供電即可。如果現場沒有發電機,UPS將單獨為負載供電,必須確定客戶需要多長時間。

        

        4 功能的選擇

        UPS供電系統所具備的功能對于系統的運維管理來說是相當重要的。用戶所關注的功能主要有:遠程管理、自動關機、冗余、斷電通知、電池更換警告、環境監控、狀態顯示、事件日志等。

        5 UPS的供電架構配置

        按可靠性高低依次增加,UPS五種供電架構配置如下:

       ?。?/span>1)滿容量或N設計

        N系統包括單個UPS或一組UPS,其容量與關鍵負載容量相匹配,

      N冗余配置的缺點是如果UPS出現問題,負載可能不會得到保護。特別是在具有多個模塊的三相UPS中,這種結構帶來了多個單點故障的風險。

       ?。?/span>2)串聯冗余

        通過隔離冗余配置,主UPS通常為負載供電,而第二級UPS則為主UPS的靜態旁路供電,如圖2所示。這要求主UPS具有用于靜態旁路電路的單獨輸入。如果主UPS所帶負載切換到靜態旁路,那么第二級UPS會立即承載全部負載,而非將其轉移到市電回路。該設計提供了一種增加冗余而無需完全替換已有UPS的方法。但其復雜程度大為提升,增加了更多的器件,引入了新的故障風險,從而導致可靠性降低。

      3)并聯冗余(N+1

        并聯冗余配置由多個容量相同的UPS并聯運行并提供公共輸出總線。如果“備用”UPS容量至少等于一個UPS的容量,則該系統被認為是N+1冗余,如圖3所示。與串聯冗余結構相比,故障概率較低,因為所有UPS始終在線運行。這也是一種更簡單、更具成本效益的結構。

      4)分布式冗余

        分布式冗余設計是在20世紀90年代后期開發的,用以提供完全冗余的能力而無需增加相關成本。這種設計通常用于大型數據中心,尤其是金融機構。此設計將用到3個或以上帶有獨立輸入和輸出饋線的UPS,輸出總線通過多個PDU連接到關鍵負載,在某些情況下還連接到靜態轉換開關(STS)。STS有兩個輸入和一個輸出。其通常接受來自兩個不同UPS的電源,并為負載提供來自其中一個UPS的電源。如果主UPS發生故障,STS將在大約48毫秒內將負載切換到輔助UPS,從而始終為負載提供電源保護。

        這種方案效率較低,因為UPS通常在遠低于滿載的情況下運行。

      該設計需要兩路供電來支持所有關鍵負載,并實現從系統的進入端一直到末端,即關鍵負載端的完全冗余。

        毫無疑問,由于冗余組件的數量及其較低的能效水平,系統+系統的系統設計在五個系統中成本最高。但考慮到其所保護負載的重要性,這種設計的高成本是合理的。實際上,許多大型企業都使用這種設計來保護他們的關鍵負載。


      地址:上海市長寧區臨虹路280弄3號 電話:021-37567677 手機:13774331779
      公司名稱:山特UPS電源(深圳)銷售有限公司 技術支持:山特電源[山特電源] 備案號:15011598  
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