机房UPS不间断电源设计方案服务器机房.docx
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机房UPS不间断电源设计方案服务器机房
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;3>UPS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,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<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<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<3%的同时,保持UPS系统AC-AC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。
APCSilcon20K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SL20KW,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SilconUPS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SilconUPS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,SilconUPS却轻易实现了输入功率因数为1,它借助于DELTA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:
①减少了无功电流对电网的污染;
②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大失真,输入端的可控整流电路可使电流谐波失真高达30%以上,既使增加外部滤波装置也仅能降至10%,而SilconUPS的输入电流电压不仅同相,而且是纯正的正弦波,谐波电流可降至3%以下,这是其它UPS很难做到的。
3、整机AC-AC效率可达96%
一般UPS与SilconUPS的效率比较如下:
输出功率<10KVA10-100KVA>100KVA
一般UPS效率<86%<90%<92%
SilconUPS效率>95%>96%>96%
SiconUPS所以效率高,是因为逆变器最大只承担了负载功率的20%。
以10KVA-100KVA的一般双逆变器UPS而言,其效率大约为88%,即UPS本身损耗12%,这12%中,又分为维持UPS运行的最低损耗<例如3%)和因为负载电流存在而附加的损耗<例如9%),而在SilconUPS中可将由负载存在造成的9%的损耗降低至接近2%,这样总的损耗不过是5%。
效率高本身就意味着节省能源,降低能源成本,以100KVA的UPS为例,与一般双逆变器UPS相比,使用Silcon可把电能损耗降低7%,即7KW,如果常年连续运行,每年节约24<小时)x365(天>x7KW=61320KWH。
按1.2元/KWH计,每年节省76584人民币。
如果再加上20%的空调费用,每年可节约9万人民币。
Silcon的效率高,这是任何双逆变结构的UPS不可能达到的。
4、UPS主机功率器件的寿命长,可靠性高
UPS主要器件的寿命可靠性是与它承担的功率<功率强度)有直接关系的,一个大功率半导体器件的寿命和可靠性直接与它承担的电压、电流、功耗和壳温有关,以功耗而言,在其额定功率范围内,实际使用功率如增大一倍,其平均寿命就降低20-30%<非线性关系)。
在市电存在的情况下,SilconUPS主逆变器只承担了20%的负载功率,这与一般UPS<承担100%的负载功率)相差相当悬殊。
功率器件的寿命和可靠性的提高是显而易见的。
5、UPS功率余量大,增强了抗冲击负载的能力
逆变器不在UPS主电路中,其本身又有几倍的功率余量,再加上主电路器件<开关、容断器、变压器等)同样具有较大的功率容量,所以UPS对冲击性负载具有极强的适应能力。
例如电机启动、线性变压器上下电时的随机饱和等,常常造成在负载开机时瞬间损环UPS。
6、增强了过载能力
同样是因为逆变器功率容量的余量很大,SilconUPS的过载能力比其它UPS要强,如果Delta逆变器的功率选择得与额定负载功率相同,那么在有市电的情况下,SilconUPS的过载能力理论上可接近500%。
因为Delta逆变器的功率选择得较小,SilconUPS的实际过载能力为:
120%时可连续工作
150%时可工作10分钟
200%时可工作1分钟
此项性能标高于所有其它品牌的UPS过载指标。
7、允许100%不平衡负载
因为SilconUPS的输入端没有三相整流设备,因此很容易将三相电路分开,每相都有各自独立的控制系统,因此可承受三相100%的不平衡负载,实际上在100%负载不平衡和输入电压偏离额定值并达到上限或下限的情况下,逆变器也仅仅有20%的不平衡负载,所以对整机的影响是微不足道的。
这上点也是其它电路方案的UPS很难做到的。
这些特点都是其它UPS无可比美的。
型号SL20KH
输出功率20KW/KVA
满载输出电流(380V>29.0
最大输入电流37.6A
额定负载发热量0.9KW
高×宽×深(mm>1400×600×800
重(Kg>212
APCSilconUPSSL20KH(20KVA/KW>设备技术参数一览表
基本规格
静态旁路开关内置
通讯接口DB-25RS-232(内置>
并联运行内置
报警继电器板内置
运行环境温度0-+40℃ 运行相对湿度0~95%<无冷凝水、凝露) 运行海拔高度1000M 噪音(距离1M处>52dBA(100%负载> 防护等级IP30 安全性EN50091-1,UL1778, 国际认证C-tick,CE,ISO9001,ISO14001,TUV,EN50091-1 辐射与抗干扰性EN50091-2,FCCA类,符合CISPR22标准要求 充电特性DIN41773 先进的电池监测可编程 自动启动可编程 电源附件隔离变压器、维修旁路面板、远程显示设备、外部电池箱、外部静态旁路开关 管理附件PowerChute网络关闭软件、Web/SNMP管理卡、MasterSwitch、可控电源插座、环境监控卡、电话线远程管理卡 输入规格 输入联接方式硬线联接五线制或四线制 输入电压(主电路和旁路>3×380/400/415VAC 输入电压允许波动范围±15% 旁路电压范围±10%<标准)±4,6,8,10%可编程 输入频率50Hz±6%<标准),±0.5-8%可编程 同步跟踪速率1HZ/秒(0.25,0.5,1,2,4HZ/秒> 输入功率因数>0.97<负载25%),>0.99<负载100%) 输入电流曲线纯正弦波 输入电流谐波失真<5% 输出规格 输出电压3×380/400/415; 输出电压容限(静态对称负载>±1% (静态非对称负载>±3% (动态0-100%突变负载>±5% 输出电压精度<静态平衡负载)±1% <静态不平衡负载)±3% <0-100%负载阶跃)±5% 瞬态电压恢复时间≤20ms(1周波内> 电压失真<线性负载)最大3% <非线性负载最大5% 输出频率50Hz<市电同步) ±0.1%<晶振频率) 频率同步范围±0.5-8%可编程 频率跟踪速率1HZ/秒(0.25,0.5,1,2,4HZ/秒> 负载功率因数0.8滞后至0.9超前 过载能力<市电运行)200%—60秒,125%-10分钟 <电池运行)150%-30秒 (旁路运行>125%—稳定,1000%—500ms 满载AC-AC输出效率95.8% 半载AC-AC输出效率92.3% 设计单位: 广州莱安智能化系统开发有限公司 网站: 地址: 广州市天河区中山大道建中路5号天河软件园海天楼3A06 用户服务中心: Tel: 85574628 85574638 85698805 85698850 联系人: 周先生: 欢迎来电索取详细方案或来电洽谈业务,免费提供设计方案,价格实惠 我司开发以及生产大量的机房建设管理系统,欢迎各界人士批发以及代理。 申明: 所有资料为本人收集整理,仅限个人学习使用,勿做商业用途。
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