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时间:2018-12-06
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1、不间断电源(UPS)设计思路探讨 随着通信事业的迅速发展,数据业务和IT业务也呈现越来越快的发展趋势。数据业务采用刀片式服务器后,集成度高,目前数据机房已成为运营商单位功耗最高的机房,数据设备的供电也成为运营商最关注的问题,如何更好地为数据设备提供优质而可靠的供电保障,是目前急需探讨的问题。本文就不间断电源(UPS)的设计问题进行了一些分析,经过比较并得出了结论。 1、现有UPS设计方案 数据设备初建时,以使用交流电源为主,所以大多配置UPS设备为其供电。 在配置UPS设备时,由于要考虑
2、用电设备扩容的需要,加之早期UPS设备无法扩容,只能按数据设备远期负荷考虑配置。这样就造成初期建设投资偏高,系统建成投产后,设备利用率又偏低。 下面以某枢纽楼BOSS系统为例,2006年,该枢纽楼新建BOSS系统,设备负荷情况详见下表1、表2. 表1本期新增设备负荷情况 表2远期设备负荷情况 根据以上设备负荷情况,还有UPS厂商提供的UPS输出功率因数为0.8(功率因数为有功功率与视在功率之比,以COSΦ表示。在交流电路里,电压乘电流是视在功率,而能起到做功的一部分功率即有功功率则小
3、于视在功率)。同时考虑负载的功率因数(按0.8考虑),当负载的功率因数与UPS的输出功率因数不一致时,应注意保证UPS的容量能提供给负载足够的有用功率和无用功率,并以此为原则计算UPS的容量。 根据计算,需配置250kVAUPS,当时考虑支撑系统的重要性,采用了双母线配置方式,即配置了2套250kVAUPS设备,每套按1+1并机系统考虑。由于UPS设备本身谐波分量难以控制到要求的数值,必须配置滤波设备来降低谐波分量。UPS设备配置及供电系统见下表3及图1。 表3设备配置表 图1传统UP
4、S(1+1)双母线系统图 2、模块化UPS设计方案 由于传统UPS设计的局限性及设备本身的一些问题,如今一种机架式的模块化UPS正在悄悄地引起一种革命性的变革,它的引入必将引起不间断电源新的革命。模块化UPS目前比较有代表性的结构有两类:一类是功率模块化UPS,另一类是完全模块化UPS.功率模块化UPS由机架加功率模块构成,功率模块中包括传统UPS的整流、滤波、充电、逆变器等部分,但静态旁通与系统的部分监控和显示共用一个机架,各模块独立控制并联运行,机架上的显示控制模块仅作为用户开关UPS主机和
5、进行网络化监控平台。完全模块化UPS由机架加单体模块构成,每个单体模块内部都装有整个UPS电源与控制电路,包括整流器、逆变器、静态旁路开关及附属的控制电路、CPU主控板,每个UPS模块均有独立的管理显示屏。 我们同样以前面的案例为依据,假设采用完全模块化UPS设备,配置方案如下: 根据近期的负荷,结合远期发展需求,UPS系统同样按双母线配置方式考虑,可配置2套UPS设备,每架只需配置2个UPS模块(每块50kVA)即可满足本期需求,采用1+1冗余方式配置,主用1个模块,冗余1个模块,若其中的一个
6、模块发生故障,它将自动脱离系统,由其它模块继续给负载供电,以保证系统的正常运行;2套模块化UPS系统采用双母线供电工作方式,主设备交流配电屏分别从2套UPS输出屏各引接1路,当1套UPS故障时,由另1套UPS承担全部负载供电,保证设备安全运行。 采用模块化UPS设备后,无需配置滤波设备就可满足谐波含量≤5%的要求,UPS设备配置及供电系统见下表4及图2. 表4设备配置表 图2模块化UPS(1+1模块冗余)双母线系统图
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