1299元2021-12-12 05:47:19
(1)通过对弱电各系统电源的整合,节省机房的建筑面积;
(2)整合后采用大功率,使用效率会更高;
(3)连接使用方法(比如1+1并机使用)提供了便利,提高了供电的可靠性。当各系统分散供电时,由于投资的问题一般不会在小功率UPS电源上采用并机方案;
(4)可以降低机器的采购成本、可以提高运营维护人员的工作效率,减轻劳动强度。
UPS电源集中供电的缺点
(1)如果出现故障,会使整个供电系统瘫痪;
(2)一个系统设备故障,有可能会影响到其他系统供电的使用;
(3)整体的布线难度将会大大增加,线缆成本的投入也会大大增加。
1、分布式架构
分布式是早期模块化UPS经常使用的一种架构。此类模块化UPS系统层面上等价于数台独立的UPS直接并联,其功率模块利用小型UPS改造而成,可自主独立工作,其特点是:
①除整流、逆变的控制外,均流与逻辑切换也由内部控制单元控制;
②内置容量与功率模块容量一致的静态旁路,在旁路模式时,由每个模块内的静态旁路共同承担负载。
2、分布+集中式架构
分布+集中式结构的模块化UPS设备所有的功率模块内置控制单元用于本模块的整流器与逆变器控制,而将整个系统的均流及逻辑切换等功能从模块内部控制单元中提取出来,由一个集中的控制模块控制。为了消除可能引入的单点故障,该控制模块及相应通讯总线均进行1+1冗余。当一个控制单元出现故障时,整个UPS系统中功率模块可由另一处于热备状态的控制单元无缝接管系统控制,保障系统不间断运行。同时,功率模块内不再内置静态旁路,系统配置一个静态旁路模块,其容量即为系统容量。
分散控制与分布+集中控制逻辑模式对比
分布式架构的模块化采用分散控制逻辑模式,系统中每个模块都含有一个完整独立的控制单元,系统的主控模块会通过一定的逻辑规则从系统内所有模块中选出,其余模块作为从控模块听从主控模块调度。当UPS系统中的一个从控模块出现故障时其余模块仍正常工作,当主控模块出现故障时可通过一定的竞争规则来使得另一个模块作为主控模块,保障系统继续正常工作。
分散控制逻辑模式的优点在于每个控制单元都可以完成对系统独立控制的工作,故不存在这方面的单点故障点。但缺点也很明显,首先因为主控模块既要处理本身的信号,又要协调各模块之间的信号,所以控制逻辑比较复杂,软件逻辑可靠性不高。其次各主控模块故障后,会在剩余模块中竞争产生一个模块作为主控模块,该过程中也容易发生竞争失败导致系统故障。
分布+集中式架构的功率模块内整流、逆变的控制是分布的,而均流逻辑等控制则是集中控制模式,即采用独立集中的控制模块来检测市电的频率和相位,然后向每个模块发出同步信号,各个功率模块接受到此同步信号后通过自身的控制环输出相应频率相位的正弦波。
当市电丢失时,集中控制模块会自激产生同步信号发送给各个UPS模块来保证各单元的输出同频同相。同时在均流的控制实现形式方面,集中式架构的模块化UPS依靠控制模块来检测整个系统的负载电流,然后除以系统模块数量来作为各个UPS模块的均流参考值,进而与各模块输出电流比较后求出偏差值来不断调整各模块的输出电流,以保证系统内模块间良好的均流度。分布+集中控制逻辑模式的优点在于采用独立的均流与逻辑控制单元,均流度更好,且控制逻辑层级清晰,各功率模块之间不存在竞争关系,软件逻辑可靠性较高。为了保证集中控制单元的可靠性,避免单点故障,一般采用该架构的UPS控制单元及通讯线路均会做1+1备份。1+1热备份是最常用的备份方式,其可靠性在各类系统长期运行实践中已得到验证。
一、安全第一
每次进行电源维护时,切记生命和身体安全应胜过一切。当处理电源设备时,可能哪怕一个小小的操作失误也会造成严重伤害或死亡。因此,当处理UPS(或数据中心的任何电力系统)时,确保安全是首要考虑的问题:包括遵守设备制造商的建议,注重设施特殊的细节和标准的安全指引。如果您对于UPS系统的某些方面不熟悉,或不知道如何对其进行维护,请找专业人士寻求帮助。即使您了解您数据中心的UPS系统,仍然有必要寻求相应的外界援助,以便在涉及到某些潜在问题时能有头脑冷静的人给予您帮助,使您不会受压力困扰。
二、坚持定期维护
数据中心的预防性维修不应该成为您时而心血来潮的事情,尤其是考虑到其潜在的停机时间成本。对于您数据中心的UPS系统以及其他系统而言,应定期进行维护(以年、半年或任何时间框架为单位),并坚持贯彻这一维护计划。这包括一份书面的(纸质或电子版)备案清单,记录好下一次维护活动和上一次维护的具体时间。
三、做好详细记录
除了安排好定期的维护计划,您的数据中心也应该有一份详细的维修记录(例如,清洗、修理或更换某些部件的记录),以及在在检查过程中,发现的相关设备的具体状况。而当您需要向数据中心的领导汇报维护成本或每次停机时间所造成的成本损失时,进行成本跟踪也是非常有益的。一份详细的任务清单,如检查电池腐蚀情况,寻找过量扭矩的连接导线等,有助于维持一个有秩序的方法。而当在进行设备更换、不定期的维修、和UPS故障排除规划时,所有这些文档都可以提供帮助。除了做好记录之外,请务必确保这些文档始终放在一个方便得到且大家都知道的位置。
四、执行定期检查
上述三点建议适用于数据中心的几乎任何一部分:无论怎样的数据中心环境,加强安全、调度维护和保持良好的记录都是很好的做法。然而,对于UPS系统,需要有工作人员定期进行某些任务(这些工作人员应该熟悉UPS操作的基本知识)。这些重要的UPS维护工作包括以下几个方面:
1、围绕UPS和电池(或其他能量存储)设备进行的障碍物和相关冷却设备方面的检查。
2、确保没有发生运行异常或UPS控制面板没有发出任何类似于过载或电池电量即将耗尽的警报。
3、注意查看电池腐蚀或其它缺陷的迹象。针对那些特定设备,咨询制造商的指导方针和建议。在某些情况下,您应该严格履行设备制造商的维护建议(或聘请专业人士来做)。
五、认识到UPS组件发生运行失败是可能的
这似乎是显而易见的:任何具有有限故障概率的设备,最终都会发生运行失败的状况。报告指出:“关键的UPS部件,如电池和电容器不可能始终保持正常使用状态。”所以,即使您的供电方提供了完美的动力,您的UPS机房是完全干净的,并且UPS设备是在适当的温度理想情况下运行的,相关组件仍然会发生运行失败的状况。正因为如此,您才需要对UPS系统进行维护。
六、确保您知道当需要相关服务或不定期的维护时,向谁求助
有时,在日常检查的过程中,您会发现某些问题,而这些问题不能等到下次维护的时候才解决。在发生这些情况的时候,您要确保知道联系谁能够帮你搞定,这样可以节省大量的时间和精力。这意味着您的数据中心必须确定一家或几家固体的服务提供商,在您需要时提供帮助。这些供应商与为您提供定期维护的供应商可以是同一家,也可以不是同一家。(如果某一家供应商那里有您数据中心完备的维修记录,他们将能够为您提供最有用的信息,所以要求该供应商到来。能够帮助您潜在的节省大量时间和金钱)
七、进行任务分配
“您不是应该上周进行检查?”“不,我觉得应该是您检查的。”为了避免这种责任不明晰的混乱,请务必确保安排合适的专门人员负责UPS维护任务。哪位工作人员需要负责每周检查设备?哪位工作人员负责联系服务供应商,安排年度维护计划(或者调整维护时间表)?特定的任务可能有不同的负责人,但是要确保知道谁负责您的UPS系统。
数据中心对UPS供电系统的要求
建设成本低,易于扩容:合理配置,综合考虑,便于扩容。
安全可靠,性能稳定:保护功能完善,技术先进,安全可靠。
高效节能环保:UPS在绿色、节能方面的表现主要在输入功率因数、电流谐波以及整机效率等方面。
方便维护,减少人为管理成本:UPS供电系统应易于维护,便于管理。
数据中心的两种UPS供电方案
集中式供电方案
由一台大功率UPS或多台UPS组成并联供电或双总线供电系统,再通过配电集中给负载供电,这种供电方案一般情况下UPS系统与机房用电设备是分开的。
分布式供电方案
随着模块化机房的发展,由机架式UPS模块和配电模块嵌入到机房各列服务器柜阵列中,形成分布式供电解决方案。方案具有快速部署、配置灵活、扩容方便、占用空间小等优点。
设备选型
工频机UPS
采用传统相控整流UPS组成“1+1”双总线供电方案,具有很好的容错能力,提高供电系统的可靠性。
优点:控制简单、器件性能稳定,受电网影响较小,安全稳定。
缺点:整机体积大、重量大、功耗大、效率低和输入功率因数低。
高频机UPS
采用第6代IGBT整流型UPS组成“1+1”双总线供电方案,具有很好的容错能力,提高了供电系统的可靠性。
优点:输入功率因数高、电流谐波小、系统效率高、体积小、重量轻,便于安装。
缺点:高频谐波,零地电压较高,功率器件工作电压较高,器件可靠性相对工频机UPS较低。
模块化UPS
方案采用模块化UPS组成“1+1”双总线供电系统。
优点:部署简便,易于扩容:标准模块化UPS结构,,安装方便,N+X冗余性能,便于扩容。方便维护:拆装简便,方便更换维护。高效节能,功率密度大,效率高。
应用
锂电池UPS应用
概述
伴随锂电池技术的不断突破,锂电池以其体积小、重量轻、可快充快放、环保能效高等特点正在逐步替代铅酸蓄电池在UPS领域的应用。
应用行业
直流不间断电源应用
与48V的直流电源组成直流不间断电源,为通信设备供电。当市电中断时,电池组对通信设备不间断供电,保证负载正常运行;市电恢复时,UPS电池停止供电,由市电供电,并为电池充电。
移动电源应用
与逆变器或UPS主机设备组成移动式UPS电源系统,发挥其体积小重量轻的特点。
与模块化UPS组成一体化电源
与模块化UPS主机组成一体化的UPS电源系统,锂电池具有能量密度高、体积小、质量轻、寿命长、使用温度范围宽等优势。适应数据中心和通信基站等各行业的设备选择,减少了铅酸蓄电池的铅污染。
使用UPS电源的注意事项:
1)UPS的使用环境应注意通风良好,利于散热,并保持环境的清洁。
2)切勿带感性负载,如点钞机、日光灯、空调等,以免造成损坏。
3)UPS的输出负载控制在60%左右为最佳,可靠性最高。
4)UPS带负载过轻(如1000VA的UPS带100VA负载)有可能造成电池的深度放电,会降低电池的使用寿命,应尽量避免。
5)适当的放电,有助于电池的激活,如长期不停市电,每隔三个月应人为断掉市电用UPS带负载放电一次,这样可以延长电池的使用寿命。
6)对于多数小型UPS,上班再开UPS,开机时要避免带载启动,下班时应关闭UPS;对于网络机房的UPS,由于多数网络是24小时工作的,所以UPS也必须全天候运行。
7)UPS放电后应及时充电,避免电池因过度自放电而损坏。
1.单进单出
2.三进单出
3.三进三出
工作功率:1KVA--800KVA
发展状况由于工频UPS电源性能稳定,应用广泛,国内的发展很快,技术也在不断提升,工频机已经成为国内大多数UPS厂家的主打产品,为社会建设提供了可靠的电源保障,拥有很大的发展前景。
其他性能优点
完全满足从0到100%负载的跃变,而无需切换到旁路,并保护输出稳定可靠。
完善的保护功能
具有优异的输入输出过欠压保护、输入浪涌保护、电池过充过放保护、输出过载短路保护、温度过高保护等多种系统保护和报警功能。
高性能的动态特性
采用瞬时控制方式和有效值等多种反馈控制,实现了高动态调节,减小输出电压失真度。
可选的输入谐波滤波器
有效抑制输入的谐波污染,提高UPS的输入功率因数,减小输入的谐波电流。
可选的电池巡检模块
可对单个的参数进行测量,并在显示板上显示出来。如有电池故障立即报警,通知管理员。
个性化的设置
可根据用户用电要求对UPS进行工作状态设置,用户可选UPS工作模式、ECO节能工作模式、EPS工作模式。