机房UPS不间断电源设计(服务器机房

1、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

2、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

3、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

4、，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，ACAC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。ACAC总效率高达96。由上可见，目前只有采用双

5、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ACAC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。APC Silcon 20K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

6、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UP

7、S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Silcon UPS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：减少了无功电流对电网的污染；使输入无功功率为零，可降低电

8、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2.53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Silcon UPS的效率比较如下：

9、输出功率100KVA一般UPS效率86% 90% 95% 96% 96%Sicon UPS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）和由于负载电流存在而附加的损耗（例如9%），而在Silcon UPS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）x

10、365(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

11、。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由于逆变器功率容量的余量很大，Silcon UPS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。由于Delta逆变器的功率选择得较小，Silc

12、on UPS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Silcon UPS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xx。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.

13、6A额定负载发热量0.9KW高宽深(mm) 1400600800重(Kg) 212APC Silcon UPS SL20KH (20KVA/KW)设备技术参数一览表基本规格静态xx开关内置通讯接口DB-25RS-232(内置)xx运行内置报警继电器板内置运行环境温度040（reduced）运行相对湿度095%（无冷凝水、凝露）运行xx1000米噪音(距离1米处) 52dBA(100%负载)防护等级IP30安全性EN500911，UL1778，国际认证C-tick,CE,ISO9001,ISO14001,TUV,EN50091-1辐射与抗干扰性EN500912，FCCA类，符合CISPR22标准

14、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) 3380400415VAC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50Hz6%（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3380400415；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(1xx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