1,、對UPS前級供電系統(tǒng)的要求

　　UPS可以向負(fù)載提供穩(wěn)壓精度高,、穩(wěn)頻、波形失真度小的高質(zhì)量網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)電源,，并且在與靜態(tài)旁路切換時可以做到供電無間斷,。但要做到這點，它的前級供電質(zhì)量不容忽視,。我們在設(shè)計網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)機房前級供電系統(tǒng)時,，應(yīng)考慮以下幾個方面：

　　(1)前級供電系統(tǒng)電源質(zhì)量不宜太差，電壓及頻率應(yīng)穩(wěn)定在正常范圍,。一般地講,，大容量UPS主機輸入電壓范圍應(yīng)為380V±25％。電壓過低,，將使UPS備用電池頻繁放電,，最終因長期處于欠壓充電狀態(tài)而大大縮短它的使用壽命；相反,，電壓過高,，則易引起逆變器損壞。對于旁路輸入,，其電壓和頻率波動也有一定的范圍,，一般為額定電壓±10％，額定頻率±15％,。如果前級電源變化范圍過大,，就會導(dǎo)致逆變器和旁路電源之間的切換被禁止或有間斷。因此,，如果網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)機’房的前級電網(wǎng)在電壓范圍上達(dá)不到要求,，應(yīng)在UPS前級配置合適的抗*交流穩(wěn)壓電源，但不宜采用電子管型交流穩(wěn)壓器或磁飽和穩(wěn)壓器,，因為這兩類穩(wěn)壓器在開機時可產(chǎn)生瞬時高壓,，輸出波形失真度也較大，易造成UPS故障,。

　　(2)前級供電系統(tǒng)中不應(yīng)當(dāng)帶有頻繁啟動負(fù)載，比如經(jīng)常使用的電梯,，頻繁開啟的空調(diào)等,。原因是在這些負(fù)載開、關(guān)機時會出現(xiàn)瞬間高低壓，使供電線路上電壓波形失真度過大,，造成UPS市電旁路供電與逆變器供電轉(zhuǎn)換控制電路誤動作,，進而引起同步控制電路故障。所以在條件許可下,，宜將UPS電源盡可置于電網(wǎng)輸入的前端,。

　　(3)前級供電系統(tǒng)中的交流發(fā)電機組容量應(yīng)適當(dāng)放大。大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)機房都備有發(fā)電機組,，以解決較長時間停電難以供電問題,。但在配置發(fā)電機組時，其容量應(yīng)考慮不少于UPS電源額定輸出功率的1.5~2倍,，以保證發(fā)電機輸出電壓,、頻率正常，并改善其波形失真度,。

　　2,、UPS容量的確定

　　根據(jù)負(fù)載容量及性質(zhì)，選擇適當(dāng)?shù)腢PS,，既可保證UPS的供電質(zhì)量,，降低故障率，又可節(jié)省投資,，提高經(jīng)濟效益,。一般來說，UPS容量的確定主要是要滿足當(dāng)前負(fù)載的需要,，同時,，也要考慮幾個因素：

　　（1）UPS負(fù)載容量選型原則:

　　A.當(dāng)負(fù)載為計算機負(fù)載:UPS容量計算方法：UPS容量=設(shè)計負(fù)載功率÷0.8(UPS輸出功率因數(shù))÷0.6(UPS主機最理想負(fù)載為輸出功率的60%)=需要設(shè)計容量

　　B.例如:現(xiàn)在機房負(fù)載為60KW

　　UPS容量=60000W÷0.8(UPS輸出功率因數(shù))÷0.6(UPS主機最理想負(fù)載為輸出功率的60%)=125KVA(需要設(shè)計容量)

　　C.一般UPS功率為整數(shù),并且雙數(shù)比較多考慮以后擴容因此選擇一臺140KVAUPS比較理想,。

　　(2)UPS容量較負(fù)載不宜過大,，以免使其過度輕載運行。過度輕載運行雖有利于降低逆變器的損壞概率,，但可能造成市電停電時,，電池放電電流過小而放電時間偏長，在電池保護裝置故障時,，電池組被深度放電,，而遭永久性損壞。

　　(3)UPS容量不宜過小,，以免使其長期處于重載運行狀態(tài),。這樣雖可節(jié)省一部分投資，但由于逆變器處于重載運行,，其輸出波形將發(fā)生畸變,，輸出電壓幅值抖動過大,。這樣既不能為負(fù)載提供優(yōu)質(zhì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)電源，還極易造成UPS逆變器的損壞,，所以,，即使從經(jīng)濟角度講也是得不償失。根據(jù)目前一些UPS廠家推薦,，UPS負(fù)載量不宜長期超過其額定容量的80％,，60%較為理想。

　　(4)對于網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)機房面積較大,，負(fù)載不斷分期擴容的情況,，在首期配置UPS容量時，應(yīng)適當(dāng)考慮中遠(yuǎn)期發(fā)展趨勢,，并在選型中挑選可并機或多機運行的機型,，以使中遠(yuǎn)期負(fù)載容量增大時，通過UPS并機擴大其輸出容量,。相應(yīng)地,，配置UPS輸入輸出配電屏?xí)r，應(yīng)預(yù)留多臺UPS的輸入開關(guān)和中遠(yuǎn)期的負(fù)荷分路開關(guān),，以便于今后擴容,。

　　3、正確配置UPS后備電池

　　為保證電網(wǎng)停電時,，也能利用UPS電源繼續(xù)向計算機提供高質(zhì)量供電,，后備電池的配置尤為重要。當(dāng)負(fù)載不允許被中供電時,，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)機房內(nèi)UPS電池后備時間應(yīng)大于從市電中斷到恢復(fù)的時間或到發(fā)電機組正常供電所需時間(前級供電系統(tǒng)配有發(fā)電機組),。若此段時間較長，則應(yīng)配置外接的長延時的電池組,，但此時應(yīng)確認(rèn)UPS內(nèi)部整流器有能力對外接大容量電池組進行充電,，否則應(yīng)配置外接充電器。電池容量選擇應(yīng)遵循以下原則：即電池必須在后備時間內(nèi)供電給逆變器,，且在額定負(fù)載下,，電池組電壓不應(yīng)下降到逆變器所允許的最低電壓以下。奧普森UPS：以精立業(yè),，以質(zhì)取勝,。在布置機房設(shè)備排列時，應(yīng)盡量使電池組靠近UPS主機,，縮短兩者連線長度,，增大連線截面積，以降低連線自感量和線路壓降,。電池組可安裝在電池柜內(nèi),，也可安裝在敞開的電池架中,，前者美觀、整潔,，但對樓板承重要求較高，后者可分散承重,，且散熱性好,，但占地面積多，易積塵,，給維護帶來不便,。

　　4、通過冗余方式增加供電可靠性

　　為了提高UPS供電的可靠性,，可采用多種UPS冗余連接方式,。各種方式都有優(yōu)缺點，考慮方案時要根據(jù)實際負(fù)載情況,，選擇合適的模式,。冗余連接方式大致有以下三種：

　　(1)雙機主從式熱備份。將作為從機的UPSl輸出接到另一臺作為主機的UPS2的旁路輸入,，正常運行時由UPS2供電,，UPSl處于備份。當(dāng)UPS2故障時,，負(fù)載切換至UPS2旁路,，由UPSl承擔(dān)負(fù)載供給任務(wù)。此系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及控制簡單,，但存在以下缺點：主機長時間工作,，而從機處于長期待機狀態(tài)，兩機的元件老化程度不均勻,；在從機供電的狀態(tài)下,，主機靜態(tài)旁路故障時將導(dǎo)致系統(tǒng)供電失敗,；系統(tǒng)負(fù)載不能超過單機容量且以后無法擴容,。

　　(2)功率均分并聯(lián)備份。該系統(tǒng)將兩臺或多臺UPS逆變單元并聯(lián)運行,，正常時兩臺(或多臺)逆變器同時向負(fù)載均分供電,。當(dāng)其中一臺故障時，該UPS從系統(tǒng)中脫離,，用戶所需負(fù)載電流,，由剩余逆變器按新的份額重新分配供電。此種方式目前有兩種結(jié)構(gòu),，一種是UPS通過外加并機柜方式并聯(lián),，并機柜提供同步及多機均流控制,，同時提供并聯(lián)系統(tǒng)的總靜態(tài)旁路；另一種是在每臺UPS內(nèi)安裝一套邏輯控制板,，控制各臺機器的同步及均流輸出,。此方案的優(yōu)點是易于擴容(采用并機柜方式時應(yīng)將并機柜按終期考慮)，通過冗余備份提高供電可靠性,，但也存在缺點：(A)由于各臺UPS輸出量參數(shù)難以保持完全一致,，導(dǎo)致各UPS在向負(fù)載供電同時，還在UPS內(nèi)部的逆變器間形成環(huán)流,。當(dāng)環(huán)流過大,，將直接危及逆變器安全。此外,，如果各UPS向負(fù)載供電的電流差異過大,，將使逆變器的功率放大元件老化速度失衡，也會引發(fā)故障,。一般來說,，供電系統(tǒng)中并機數(shù)量在5臺以內(nèi)比較安全。

　　(3)并聯(lián)熱備份,。該系統(tǒng)將兩臺UPS的電池組輸入,、整流器輸出及逆變器輸出并聯(lián)，共用旁路,。正常時兩臺整流器同時向兩逆變器供電,，并向兩組電池充電，通過逆變器輸出靜態(tài)開關(guān)選擇其中一臺逆變器向負(fù)載電,，兩臺整流器和逆變器分別互為備用,。只有當(dāng)兩臺逆變器同時故障時，系統(tǒng)將負(fù)載切至共同靜態(tài)旁路,，由市電繼續(xù)向負(fù)載供電,。該方案沒有瓶頸故障點，任何一臺UPS局部或整體故障,，系統(tǒng)仍能繼續(xù)向負(fù)載供電,，由于真正輸出只有一臺逆變器，故也不存在逆變器間的環(huán)流,，但由于此模式類似單機運行模式,，可靠性較好。

　　5,、供電系統(tǒng)應(yīng)具備智能性為了保證供電系統(tǒng)能長期不間斷運行,，UPS必須具有智能性，對運行中的UPS狀態(tài)自動檢測,，對UPS故障及時發(fā)現(xiàn),。診斷和處理,，并減少因故障或檢修而造成的間斷，同時,，作為網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)機房動力系統(tǒng)的一部分,，應(yīng)提供網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)協(xié)議，以便納入動力集中監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)內(nèi),。因此,，在系統(tǒng)設(shè)計時，我們應(yīng)考慮到這些因素,。一般來說，作為智能性的UPS應(yīng)具備下列功能：

　　(1)實時監(jiān)測功能,。監(jiān)視電路中各部分狀態(tài),，隨時獲取主機工作時的有關(guān)參數(shù)。

　　(2)人機交互功能,?？砂磳嶋H運行情況，通過程序修改,，重新設(shè)置UPS內(nèi)部的各種臨界工作點閥值,，也可讀取UPS電源系統(tǒng)各種工作參數(shù)。

　　(3)故障診斷功能,。對監(jiān)測到的不正常參數(shù)及時分析,，及早發(fā)現(xiàn)故障苗頭，顯示其性質(zhì),、部位,，給出處理方法，并自動記錄有關(guān)信息,。

　　(4)遠(yuǎn)程監(jiān)控功能,。提供一個遠(yuǎn)程計算機接口，能通過RS232或RS485接口經(jīng)調(diào)制解調(diào)器實現(xiàn)與異地計算機終端通訊,，達(dá)到遙測和遙信的目的,。

　　結(jié)束語

　　在設(shè)計網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)機房UPS供電系統(tǒng)時，我們既要節(jié)省投資,，又要考慮系統(tǒng)的可靠性,、靈活性，為網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)設(shè)備及計算機負(fù)載提供有效的動力保障,。

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