艾默生UPS電源1KVA代理商價(jià)格

時(shí)間：2018-07-19作者：北京金業(yè)順達(dá)科技有限公司瀏覽：53

艾默生UPS電源1KVA代理商價(jià)格

UPS電源放電時(shí)間的配置技巧

停電后UPS是依靠電池儲(chǔ)能供電給負(fù)載的，標(biāo)準(zhǔn)性UPS本身機(jī)內(nèi)自帶電池,在停電后一般可繼續(xù)供電幾分鐘至幾十分鐘，而長(zhǎng)效型UPS配有外置電池組,可以滿足用戶長(zhǎng)時(shí)間停電時(shí)繼續(xù)供電的需要，一般長(zhǎng)效型UPS滿載配置時(shí)間可達(dá)數(shù)小時(shí)以上。

一般長(zhǎng)效型UPS備用時(shí)間主要受電池成本、安裝空間大小以及電池回充時(shí)間等因素的限制。一般在電力環(huán)境較差，停電較為頻繁的地區(qū)采用UPS與發(fā)電機(jī)配合供電的方式,見原理圖。當(dāng)停電時(shí),UPS先由電池供電一段時(shí)間,如停電時(shí)間較長(zhǎng),可以啟動(dòng)備用發(fā)電機(jī)對(duì)UPS繼續(xù)供電，當(dāng)市電恢復(fù)時(shí)再切換到市電供電。

電池供電時(shí)間計(jì)算

電池供電時(shí)間主要受負(fù)載大小、電池容量、環(huán)境溫度、電池放電截止電壓等因素影響。一般計(jì)算UPS電池供電時(shí)間,可以計(jì)算出電池放電電流,然后根據(jù)電池放電曲線查出其放電時(shí)間。電池放電電流可以按以下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算:

放電電流=UPS容量(VA)×功率因數(shù)/電池放電平均電壓×效率

如要計(jì)算實(shí)際負(fù)載放電時(shí)間,只需將UPS容量換為實(shí)際負(fù)載容量即可。

1 概述

隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展以及企業(yè)對(duì)互聯(lián)網(wǎng)認(rèn)識(shí)的不斷加深,數(shù)據(jù)中心建設(shè)和改造,近幾年如火如荼。但隨之而來的就是日益龐大的電費(fèi)開銷,如圖1所示,數(shù)據(jù)中心在建設(shè)中的投資比例,其中電氣、電源、制冷等系統(tǒng)設(shè)施占了一半以上的投資,僅電氣方面投資就高達(dá)26%,高額的電能消耗使得整個(gè)數(shù)據(jù)中心運(yùn)行成本居高不下,數(shù)據(jù)中心面臨“建得起卻用不起”的尷尬境地。

降低數(shù)據(jù)中心的運(yùn)營(yíng)成本和節(jié)能降耗成了各企業(yè)CIO關(guān)注的問題,節(jié)約能源可以從以下幾方面入手。首先是機(jī)房環(huán)境的節(jié)能,包括制冷環(huán)境、供電環(huán)境;其次是從IT硬件設(shè)備節(jié)能,減少IT設(shè)備的能耗;最后是IT設(shè)備內(nèi)部各集成電路的節(jié)能,比如CPU的節(jié)能等。UPS處于交流供電環(huán)節(jié)的較重要一環(huán)，幾乎機(jī)房所有的IT設(shè)備必須由UPS供電，大型數(shù)據(jù)中心的UPS裝機(jī)總?cè)萘烤堰_(dá)到百萬伏安級(jí)，提高運(yùn)行時(shí)的能效勢(shì)在必行。目前UPS的節(jié)能必須從方案、UPS、電池、配電等方面*進(jìn)行。
        
2 按需擴(kuò)容的柔性規(guī)劃

一般數(shù)據(jù)中心的建設(shè)都不是一步到位,會(huì)考慮今后未來幾年的需求,但是UPS一般都是一步到位,一次就安裝了幾套大功率的UPS并機(jī)，結(jié)果初期負(fù)載只有規(guī)劃容量的10%～20%，沒等承載所規(guī)劃的負(fù)載就進(jìn)入了設(shè)備淘汰期，不僅造成投資的浪費(fèi)，而且也無法使UPS運(yùn)行在較高的效率點(diǎn)，造成電能的浪費(fèi)。如何避免這種情況的發(fā)生，從UPS供電系統(tǒng)角度考慮,應(yīng)該包括:

2.1 供電方案設(shè)計(jì)

目前UPS供電方案主要有分散供電、集中供電兩種。分散供電的特點(diǎn)是一臺(tái)UPS為一臺(tái)或多臺(tái)負(fù)載設(shè)備供電。分散供電的好處是分散風(fēng)險(xiǎn),不會(huì)因?yàn)橐慌_(tái)UPS供電異常造成大面積停電;缺點(diǎn)是UPS分散布置,不便管理,而且布線不易規(guī)劃。另一種是采用集中供電方案,由一套大功率的UPS供電系統(tǒng)直接對(duì)機(jī)房的所有負(fù)載供電。集中供電的好處是便于規(guī)劃、管理方便、維護(hù)方便;缺點(diǎn)是如果UPS系統(tǒng)異常,容易引起大面積停電事故,此缺點(diǎn)可以通過采用各種并聯(lián)構(gòu)架來避免。因此,以上兩種方案各有優(yōu)缺點(diǎn),目前的數(shù)據(jù)中心一般都采用集中供電方案,也集中了供電的風(fēng)險(xiǎn)。由于UPS并機(jī)數(shù)量有限制,而且當(dāng)UPS系統(tǒng)并機(jī)數(shù)量**過4臺(tái)時(shí),其可靠性并不比單機(jī)供電系統(tǒng)高多少。當(dāng)機(jī)房UPS裝機(jī)總?cè)萘?*過一定限度時(shí),建議將機(jī)房按幾期規(guī)劃分成幾個(gè)區(qū)域進(jìn)行供電。規(guī)劃時(shí)可以參考:單機(jī)容量不宜**過400kVA,并機(jī)數(shù)量不宜**過3臺(tái)。

2.2 UPS在線并機(jī)擴(kuò)容功能

機(jī)房UPS容量的規(guī)劃,可以根據(jù)不同時(shí)期的負(fù)載容量要求,采用逐步擴(kuò)容的方案,使投資方案較經(jīng)濟(jì),同時(shí)也能使UPS工作于較佳的效率點(diǎn)。目前中、大功率段的UPS均已經(jīng)具備冗余并機(jī)功能,不僅提高了系統(tǒng)的可靠性,同時(shí)也為機(jī)房擴(kuò)容提供了條件。只要規(guī)劃時(shí)在UPS前后配電箱預(yù)留足量的空氣開關(guān),并在機(jī)房規(guī)劃相應(yīng)空間,即可實(shí)現(xiàn)UPS并機(jī)擴(kuò)容功能。關(guān)鍵是并機(jī)的過程處理,多種品牌UPS并機(jī)時(shí)需要對(duì)UPS的設(shè)置進(jìn)行修正,此時(shí)要求UPS必須工作在維修旁路狀態(tài),UPS由市電直接帶載,如果此時(shí)市電波動(dòng)較大甚至停電,將造成系統(tǒng)的大面積癱瘓。所以并機(jī)擴(kuò)容必須具備在線并機(jī)功能,即UPS并機(jī)擴(kuò)容時(shí),只需將新增UPS軟件修改至與原UPS系統(tǒng)一致后,在不關(guān)閉原有UPS系統(tǒng)的情況下,直接將新增UPS并入原有系統(tǒng)即可,擴(kuò)容前后,UPS均工作于在線模式下,避免切換至旁路供電的高風(fēng)險(xiǎn)操作。

2.3采用模塊化UPS,實(shí)現(xiàn)逐步擴(kuò)容

目前,模塊化UPS已經(jīng)開始在國(guó)內(nèi)應(yīng)用,模塊化UPS特點(diǎn)主要包括:可擴(kuò)容、平均故障修復(fù)時(shí)間(MTTR)短、可經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)“N+X”冗余并機(jī)。以臺(tái)達(dá)C系列UPS為例,每個(gè)模塊為20kVA,整個(gè)系統(tǒng)較大可擴(kuò)容至160kVA,可以根據(jù)機(jī)房的實(shí)際容量需求,逐步擴(kuò)容,只要在機(jī)房初期規(guī)劃好配電容量即可。同時(shí),實(shí)現(xiàn)“N+X”冗余也比較劃算,以60kVA的容量要實(shí)現(xiàn)“N+1”冗余為例,傳統(tǒng)方案必須擴(kuò)容一臺(tái)60kVAUPS,而采用模塊化UPS,則只需擴(kuò)容一個(gè)20kVA的模塊即可,節(jié)省大筆資金的投入。

3 提高UPS自身能效,優(yōu)化負(fù)載效率曲線

目前UPS均為在線式雙變換構(gòu)架,在其工作時(shí)整流器、逆變器均存在功率損耗。以一個(gè)容量為400kVA的UPS為例,每度電按0.95元計(jì)算,UPS效率每提高1%,一年節(jié)省的電費(fèi)為400×0.8×0.01×24×365×0.95=26630.4元?？梢娞岣遀PS的工作效率,可以為數(shù)據(jù)中心節(jié)省一大筆電費(fèi),可見提高UPS效率是降低整個(gè)機(jī)房能耗的較直接方法。因此采購(gòu)UPS,盡量采購(gòu)效率較高的UPS。

   圖2 UPS效率與輸出功率關(guān)系曲線

     　圖3 ECO模式轉(zhuǎn)正常供電模式波形圖

當(dāng)然UPS效率高不僅僅是滿載時(shí)效率高,同時(shí)也必須具備一個(gè)較高的效率曲線,特別是在“1+1”并機(jī)系統(tǒng)時(shí),根據(jù)系統(tǒng)規(guī)劃,每臺(tái)UPS容量不得大于50%,如果此次效率僅為90%以下,就算滿載效率達(dá)到95%以上,也是沒有意義的,所以要求UPS必須采取措施優(yōu)化效率曲線,使UPS效率在較低負(fù)載時(shí)也能達(dá)到較高的效率。以臺(tái)達(dá)C系列20kVAUPS為例,其滿載功率為20kVA/18kW,如圖2所示,其負(fù)載在2kW以下時(shí)已經(jīng)**90%,從6kW到16kW就已經(jīng)能夠滿足95%的高效率。

除了提高UPS自身的效率之外,UPS上面的一些功能也可加以利用。比如像ECO經(jīng)濟(jì)運(yùn)行模式,其原理是在較好的市電環(huán)境時(shí),激活此功能,使UPS由靜態(tài)旁路直接供電,此時(shí)逆變器處于待機(jī)狀態(tài),正常工作,但不輸出能量,一旦市電異常,UPS立即切換到逆變器供電狀態(tài),切換時(shí)間一般在1ms以內(nèi),具體可參考圖3,由于此時(shí)的逆變器處于待機(jī)狀態(tài),所以自身損耗很小,此時(shí)UPS的整機(jī)效率可以達(dá)到97%以上,比正常模式減少3%以上的損耗。

使用ECO模式必須具備以下條件:

(1)靜態(tài)旁路必須采用兩組高可靠晶閘管,不得采用接觸器加晶閘管的組合,因?yàn)榻佑|器吸合時(shí),接觸點(diǎn)會(huì)打火,一般工作數(shù)百次之后就不能正常工作了。而晶閘管則不存在此問題,同時(shí)可以縮短切換時(shí)間。

(2)建議使用在較好的電力環(huán)境下,比如一級(jí)供電單位等。

4 降低輸入電流諧波，提高功率因數(shù)

諧波產(chǎn)生的根本原因是由于電力線路呈現(xiàn)一定阻抗,等效為電阻、電感和電容構(gòu)成的無源網(wǎng)絡(luò),由于非線性負(fù)載產(chǎn)生的非正弦電流,造成電路中電流和電壓畸變,稱為諧波。諧波的危害包括:引起電氣組件附加損耗和發(fā)熱(如電容、變壓器、電機(jī)等);電氣組件溫升高、效率低、加速絕緣老化、降低使用壽命;*設(shè)備正常工作;無功功率增加,電力設(shè)備有功容量降低(如變壓器、電纜、配電設(shè)備);供電效率低;出現(xiàn)諧振,特別是柴油發(fā)電機(jī)發(fā)電時(shí)較嚴(yán)重;空開跳閘、熔絲熔斷、設(shè)備無故損壞。UPS對(duì)于電網(wǎng)而言是一個(gè)非線性負(fù)載,在工作的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生大量的諧波。以配置6脈沖整流器的UPS為例,其輸入功率因數(shù)一般為0.75左右,諧波大于30%。降低UPS工作諧波的主要方法有:

(1)采用12脈沖整流器。其原理是在原有6脈沖整流器基礎(chǔ)上,在輸入側(cè)增加一個(gè)移相變壓器和6脈沖整流器。采用該技術(shù)方案后,可以將諧波降低至10%左右。優(yōu)點(diǎn)是較為簡(jiǎn)單,諧波改善明顯;缺點(diǎn)是對(duì)功率因數(shù)改善有限,價(jià)格略高。

(2)采用無源濾波器。依據(jù)LC濾波電路原理,對(duì)UPS產(chǎn)生的諧波進(jìn)行濾除,并對(duì)功率因數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償。優(yōu)點(diǎn)是技術(shù)簡(jiǎn)單,成本較低;缺點(diǎn)是只能補(bǔ)償特點(diǎn)階次的諧波,同時(shí)受負(fù)載阻抗影響較大,無法適用于全功率段。

(3)采用有源濾波器。原理是利用可控的功率半導(dǎo)體器件向電網(wǎng)注入與諧波源電流幅值相等、相位相反的電流,使電源的總諧波電流為零,達(dá)到實(shí)時(shí)補(bǔ)償諧波電流的目的。優(yōu)點(diǎn)是可以補(bǔ)償多個(gè)階次的諧波,且不受負(fù)載阻抗大小的影響;缺點(diǎn)是購(gòu)置成本較高。

(4)采用高頻IGBT整流及PFC功率因數(shù)校正電路設(shè)計(jì)整流器。原理是采用高頻率PWM控制IGBT導(dǎo)通,對(duì)輸入電壓波形進(jìn)行分割,使輸入電流波形盡量接近正弦波,并對(duì)輸入電壓和電流相位差進(jìn)行補(bǔ)償。優(yōu)點(diǎn)是體積輕,價(jià)格便宜,效果好;缺點(diǎn)是技術(shù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,不易維護(hù),受功率器件影響,目前容量大小受到限制。

以上幾種技術(shù),性能及投資對(duì)比如表1所示,可以根據(jù)實(shí)際需求選擇合適的方案。

5 電池管理及配電管理技術(shù)

UPS都配備了電池,用戶在電池組上的投資往往占整個(gè)UPS供電系統(tǒng)投資的很大比例,甚至**過UPS本身的投資,而電池的使用年限明顯**UPS主機(jī)。由于電池主要材料是重金屬鉛、硫酸和不易分解的塑料,都會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。因此減少電池使用數(shù)量,延長(zhǎng)電池循環(huán)使用壽命,不僅節(jié)省直接和間接的電池投資,而且還減少整個(gè)機(jī)房設(shè)備對(duì)環(huán)境的污染。所以UPS可以通過以下幾個(gè)技術(shù)實(shí)現(xiàn)電池的節(jié)能。

(1)并機(jī)共用電池組功能。共用電池組原理是通過特殊的整流器控制及故障隔離技術(shù),使并機(jī)系統(tǒng)中的兩臺(tái)或多臺(tái)UPS的整流同步、母線均流,使系統(tǒng)中的各臺(tái)UPS母線直接并聯(lián),然后將滿足系統(tǒng)后備時(shí)間要求的電池并聯(lián)后接入并聯(lián)母線系統(tǒng)中,實(shí)現(xiàn)電池的共享,減少電池投資。以“1+1”為例,傳統(tǒng)的UPS方案,系統(tǒng)后備一小時(shí),考慮其中一臺(tái)UPS故障時(shí),UPS2的電池不能為UPS1使用,所以UPS1和UPS2必須各配置一套一小時(shí)的電池組,才能**系統(tǒng)在斷電后還能備用一小時(shí)。采用共用電池組方案后,因?yàn)閁PS1故障后,系統(tǒng)中的電池仍能為UPS2提供能量,所以整個(gè)系統(tǒng)僅需配置1套1小時(shí)電池即可。不僅節(jié)省了電池直接投資,同時(shí)也節(jié)約機(jī)房在空間、承重及空調(diào)等方面的投資,也降低了對(duì)環(huán)境的污染。

(2)智能電池管理技術(shù)。影響電池壽命的因素有很多,主要包括溫度、充電、放電、循環(huán)次數(shù)等。如果能夠?qū)ι鲜鰩讉€(gè)因素進(jìn)行綜合處理,可以大大延長(zhǎng)電池的使用壽命,延長(zhǎng)電池更換周期,節(jié)約電池投資。UPS的智能電池管理技術(shù)主要包括:電池均浮充管理(均浮充控制)、充電溫度補(bǔ)償、智能放電終止電壓控制，除此之外還應(yīng)具備電池定期自動(dòng)檢測(cè)和電池漏液檢測(cè)功能。另外還可以選擇輸入電壓范圍較寬的UPS，減少電池放電次數(shù)。通過上述幾種技術(shù),可大幅度延長(zhǎng)電池壽命2～3年。

(3)智能UPS配電管理技術(shù)。原理是通過偵測(cè)UPS

電池電壓或者管理設(shè)備供電時(shí)間,實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)房中不同等級(jí)負(fù)載的多次下電保護(hù)功能,減少電池投資、提高電池使用率。智能UPS配電管理技術(shù)主要有兩種方案:包括軟件實(shí)現(xiàn)方式及硬件實(shí)現(xiàn)方式。以臺(tái)達(dá)UPS為例,其軟件方式是在UPS監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)中,在負(fù)載服務(wù)器安裝Delta Shut down Agent關(guān)機(jī)代理程序，當(dāng)市電異常并滿足電池電壓或者定時(shí)條件時(shí)，關(guān)機(jī)代理會(huì)自動(dòng)保存系統(tǒng)程序，然后關(guān)閉服務(wù)器。

硬件方式是UPS輸出配置一個(gè)智能配電屏,通過PLC偵測(cè)UPS電池電壓或定時(shí)要求,當(dāng)滿足上述條件時(shí),智能配電屏根據(jù)設(shè)定分時(shí)關(guān)斷某路輸出。目前此方案已經(jīng)在國(guó)內(nèi)多條地鐵的UPS供電系統(tǒng)中應(yīng)用。


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