?
當前位置:首頁 > 新聞動態 > 淺談小功率UPS的選擇與應用
新聞動態
2024 UPS
新聞詳情
淺談小功率UPS的選擇與應用發布時間:2023年09月12日

  一、概述


  隨著電子化信息化技術的發展,數據中心的發展也如雨后春筍席卷各個行業。據有關資料顯示,目前的信息中心機房已有數十萬個之多,從規模上看小到幾十平米,大到上萬平米,甚至一個數據中心工業園。其用電量從幾十千伏安到幾個兆瓦,因此這些數據中心吸引了大量國內外UPS制造商,因為即使上百平米的機房也得需要50~400kVA甚至以上的UPS來供電,不過這其中70%以上的機房面積都在200m2以下。盡管如此,多數人還是大都把供電規模的注意力放在了這種大功率電源產品上。


  微模塊和集裝箱數據中心的出現也帶動了模塊化UPS的發展,雖然是n+x冗余并聯UPS供電系統逐漸被人們所認可,但在這些系統中的模塊電源的功率也大都在10kVA以上。目前常用的UPS模塊是10~30kVA,用的最多的是20kVA,圖1所示就是兩款國產n+x冗余并聯20kVA模塊化供電系統的例子,圖中每一個供電單元模塊的功率都是20kVA。當然,大功率模塊UPS也在應用,國內大功率模塊UPS有的也做到了40kVA、60kVA、100kVA,國外的做到了200kVA以上。這無疑為數據中心供電系統的靈活性賦予了有利條件。



  二、小功率(Small Power)UPS用戶不可忽視


  實際上還有大量的不包括在這50多萬數據中心范圍內的微機房,在人們看來還稱不上數據中心。甚至他們的用電量都在10kVA以下,盡管如此它們已在廣大領域為這些用戶作著重要的貢獻。這些小功率用戶分布很廣,并且也離不開UPS。


  2.1 零售店面


  保護POS收銀機和超市和門店監控系統等。功率段多為1~10kVA以下,在市電狀況較好的區域可用在線互動式UPS,要求高一點的就用純在線式機型。一般工作時間12~15h。


  2.2 加油站


  其保護的設備為:加油站信息系統,服務器及網絡設備。典型UPS容量為1~5kVA不等。其運行時間根據地區不同而不同,比如在高速公路上就得24h連續運行。


  2.3 邊際網和通信基站。主要是保護通信系統暢通無阻,因此需要24h連續運行。由于這些地方氣候條件惡劣,各種設備需要一些解雇措施。


  2.4 醫療單位


 ?。?)手術室的無影燈、敏感電子設備、移動理療設備和溫控設備;


 ?。?)重癥護理室的醫療儀表盤、移動理療設備和敏感電子設備;


 ?。?)配電室的電信柜、電力儀表盤和機架式IT設備;


 ?。?)護士站的接待區域電子設備、計算機和電話系統;


 ?。?)X光/成像室的放射信息管理系統RIS、影像傳輸歸檔系統PACS和其它電子設備;


 ?。?)醫療配套的如B超機,CT機與核磁共振等設備。


  這些地方的用電功率一般在10kVA以下。


  2.5 工業控制環境典型工業設備如PLC(ProductLine Controller)等,對切換時間敏感,應采用純在線式UPS。


  可推薦干結點卡或支持RS484通訊方式的JBus/ModBus


  2.6 風電行業。這個行業的特點是一種新興的能源行業,在我國集中在三北和沿海省份。UPS使用場所具有低溫、高濕,高海拔、鹽霧等特點。對UPS的要求:負載多為工業控制系統,要求UPS為純在線式機型,要求切換時間為零。功率段約為1000~10000VA。根據控制柜規格,對UPS外觀尺寸有特定要求,總體要求UPS尺寸小。具備干結點控制功能。


  2.7 航空港。這里的特點是全天候運營不間斷,對UPS有多樣化要求。


 ?。?)飛行區地面燈光系統和跑道燈需要控制自動化;


 ?。?)航空管制中的塔臺、雷達、IT系統和通信系統;


 ?。?)控制室和BMS中的控制自動化、監測監控系統和通信系統;


 ?。?)旅客登機、通道安全和樓宇安全中的登機口、掃描系統、攝像頭和電腦屏等;


 ?。?)行李安全檢查中的電腦控制臺、工作站、EDS(掃描器)和流程自動化;


 ?。?)停車場管理中的IT系統、攝像機、金幾呼叫站和付費系統;


 ?。?)應急照明燈


 ?。?)候機大廳的終端系統,比如檢票口、信息屏和商店等;


 ?。?)中壓網絡自動化。


  2.8車載電源,用來保護通信設備或發射設備,因此也應選擇UPS。


  一般會連接發電機,在供電狀況較差時,選擇純在線式機型UPS較好;


  車輛行走時是一個震動環境,為了抗震建議用適當的軟線材連接輸入和輸出;有部分會要求UPS采用機架式安裝方式。


  2.9高速公路中的保護高速收費系統、收費站檔桿、攝像頭和ECT電子計費系統等。功率段從1~20kVA不等,視車道的數量而定;一般都采用在線式機UPS機型。


  2.10鐵路系統中的作用


 ?。?)保護鐵路沿線信號系統或售票系統;


 ?。?)信號系統功率段多為5kVA以下,標準機型;


 ?。?)信號系統可采用在線式或在線互動式;


 ?。?)信號系統,現場環境一般較差,車輛經過時會使電壓大幅度波動,對電源的沖擊較大,因此電源需采用相應的加固措施。


  2.11城鐵和地鐵系統需要保護


 ?。?)地鐵信號控制系統,站點較密,而且每個站點一臺;


 ?。?)信號系統功率段多為3~20kVA以下,15~20kVA多采用三進單出接線方式;


 ?。?)屏蔽門,一般采用直流電源。


  上面只是一些方面的部分例子。另外還有在農業上的應用,比如蔬菜大棚的自動戶管理,銀行的ATM機,部隊的邊防站點和氣象的各測量站點,森林防火、地震測量、遠程教育,等等。只要是怕停電或電網狀況不好的地方都需要UPS,由于功率不大,所以需要小功率UPS。


  三、對小功率UPS的性能要求及SP(SmallPower)所具有的功能


  在人們的思想中大都認為小功率UPS的功能不必要求那么多,原因是后面的負載簡單。實際上有一些地方是這樣,但在好多場合對小功率UPS功能的要求不亞于大功率設備。原因是計算機已成為工作和生活中不可缺少的部分。尤其是現代數字密度和傳輸密度都有了大幅度地增長,也就增加了微數據中心的容量,而且這些微不足道的微數據中心也已成為其用戶不可或缺的因素,運行中不允許停電,而且定期或不定期地將系統或設備運行狀況傳輸到監控中心或個人,控制中心可以隨意調取UPS的運行資料,或將對UPS的監控納入整個系統監控范疇,等等。這就需要有這么一種UPS具有這種功能,SP小功率UPS就是其中的一種,這種小功率設備不但具備這些功能,在使用環境上也比以前擴大了很多。比如在偏遠地帶和供電條件比較惡劣的地方電網電壓波動范圍很大,甚至超過了±20%。以往的做法是前面加一級交流穩壓器,如圖2所示。但一般小功率的交流穩壓器的輸入電壓窗口也不大,一般也不超過±15%,如果需要再寬的范圍就會增加成本,帶來了很多不便。前些年在遠程教育中就遇到了這個問題。另一方面,前置交流穩壓器需要與UPS匹配,否則也會導致故障,在某省高速公路收費站和控制中心就因前置交流穩壓器與UPS不匹配導致了多處站點冒煙和起火,造成了很大損失。目前小功率(SmallPower)UPS好多廠家都有,有些功能比較簡單,不太適用一些特殊的場合。不過也有的SP(SmallPower)UPS電源設備就可以解決這些問題,比如現在的高頻機1~10kVA的SPUPS它的輸入電壓窗口可以從160V到300V,超過了±25%。表1示出了SP1kVA的性能參數,其它功率的產品性能一樣。這樣一來就省去了前置交流穩壓器。



  從表1中還可以看出,這類電源的輸入功率因數達到了0.99,幾乎接近于線性,消除了對電網的干擾,效率也空前地提高了,達到了節能的效果。



  這又一次顯示了高頻機UPS的優越性。高頻機UPS的優點就是體積小、重量輕、效率高、輸入電壓范圍寬、輸入功率因數高等。不過SP產品還具備了一般小功率高頻機不曾具有的附加功能,這就是在結構上加入了一個智能插槽,如圖3所示。



  圖中L代表的是長延時的機器,可以外加電池組以延長后背時間。這對于上述的一些特殊場合也就夠用了。其智能查槽中可以根據需要插入相應的智能卡,這些智能卡如圖4所示:繼電器輸入輸出卡(RelayIOcard),其作用是為遠程監控提供閉合連接點;


  SNMP協議卡(SNMPcard),是環境監測裝置也可以檢測溫度和濕度;MODBUS卡(MODBUScard),是RS485接口,MODBUS協議;環境監控裝置(Environmental Monitoring Device),簡稱EMD,是一個通過SNMP管理進行遠程監控溫度和濕度的連接裝置。


  有了上述的這些智能卡,就可以根據實際需要購置全部或其中一款來滿足使用中的要求。



  四、對有上述功能的SP(Small Power)電源輸出能力說明


  從表1可以知道,該類UPS的負載功率因數為≥0.95,對線性負載能給出80%以上的有功功率,但一般負載功率因數為0.8的任何電源(包括發電機)在帶線性負載時只能給出額定容量的53%,且所有負載功率因數為0.8的UPS都應服從這個規律,即該UPS在帶線性負載時1kVA只能給出530W(在不考慮過在能力的情況下)。所以使用這類UPS供電時首先要搞清楚負載的性質,以免在線型負載情況下給不出800W時而造成誤會:錯認為UPS的能力不夠。


  需要提醒的是,有的人說‘我的UPS負載功率因數是0.8,我就能給出按0.8算出的有功功率’。實際上這是一種誤解,原因是在線性負載時如果他真地能給出按0.8算出的有功功率,這時設備的負載功率因數已經大于0.85了。關于這方面的論述有關書籍已在多處進行了闡述。


  作者簡介


  張偉中,天津中秋電子總經理,全國電源新能源智庫專家,中國電源工業協會專家委員會委員,從事數據中心建設供配電系統設計及和施工十余年,對數據中心基礎設施有著豐富的經驗。



CHINA直男GAY国产_牛和人交vide欧美_欧美动态美图第1425期_国产无遮挡又黄又爽高潮