開(kāi)關(guān)電源淺談通信機房UPS供電系統配置方案
不連續電源(UPS)在通訊范疇應用十分廣泛。在通訊機房中裝置UPS(不連續電源)供電體系越來(lái)越遍及。一個(gè)規劃杰出的UPS供電體系能給負載供給優(yōu)質(zhì)電源。如何樹(shù)立一個(gè)合理的、安全的UPS供電體系成為大家重視的問(wèn)題。筆者從UPS供電體系裝備各方面進(jìn)行論說(shuō)，以供同行參閱。
1 對UPS前級供電體系的要求
UPS能夠向負載供給穩壓精度高、穩頻、波形失真度小的高質(zhì)量電源，并且在與靜態(tài)旁路切換時(shí)能夠做到供電無(wú)連續。但要做到這點(diǎn)，它的前級供電質(zhì)量不容忽視。咱們在規劃通訊機房前級供電體系時(shí)，應考慮以下幾個(gè)方面：
(1)前級供電體系電源質(zhì)量不宜太差，電壓及頻率應穩定在正常規模。一般地講，大容量UPS主機輸入電壓規模應為380V±15％。電壓過(guò)低，將使UPS備用電池頻頻放電，最終因長(cháng)時(shí)刻處于欠壓充電狀況而大大縮短它的運用壽命；相反，電壓過(guò)高，則易引起逆變器損壞。關(guān)于旁路輸入，其電壓和頻率波動(dòng)也有必定的規模，一般為額外電壓±10％，額外頻率±15％。假如前級電源改變規模過(guò)大，就會(huì )導致逆變器和旁路電源之間的切換被禁止或有連續。因此，假如通訊機’房的前級電網(wǎng)在電壓規模上達不到要求，應在UPS前級裝備適宜的抗干擾交流穩壓電源，但不宜選用電子管型交流穩壓器或磁飽滿(mǎn)穩壓器，因為這兩類(lèi)穩壓器在開(kāi)機時(shí)可產(chǎn)生瞬時(shí)高壓，輸出波形失真度也較大，易構成UPS毛病。
(2)前級供電體系中不該當帶有頻頻啟動(dòng)負載，比方常常運用的電梯，頻頻打開(kāi)的空調等。原因是在這些負載開(kāi)、關(guān)機時(shí)會(huì )呈現瞬間高低壓，使供電線(xiàn)路上電壓波形失真度過(guò)大，構成UPS市電旁路供電與逆變器供電變換操控電路誤動(dòng)作，進(jìn)而引起同步操控電路毛病。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)前級供電體系中的交流發(fā)電機組容量應恰當擴展。大多數通訊機房都備有發(fā)電機組，以處理較長(cháng)時(shí)刻停電難以供電問(wèn)題。但在裝備發(fā)電機組時(shí)，其容量應考慮不少于UPS電源額外輸出功率的1.5~2倍，以確保發(fā)電機輸出電壓、頻率正常，并改進(jìn)其波形失真度。
2 UPS容量的斷定
依據負載容量及性質(zhì)，挑選恰當的UPS，既可確保UPS的供電質(zhì)量，下降毛病率，又可節約出資，進(jìn)步經(jīng)濟效益。一般來(lái)說(shuō)，UPS容量的斷定主要是要滿(mǎn)意當時(shí)負載的需求，一起，也要考慮幾個(gè)要素：
(1)負載性質(zhì)對UPS輸出功率的影響。當時(shí)大部分UPS生產(chǎn)廠(chǎng)家在產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)中所給的輸出功率都是指負載功率因數為-0.8(滯后)時(shí)的值，而UPS電源實(shí)踐可帶的負載量是與負載功率因數密切相關(guān)的。當負載為純電阻性或電理性時(shí)，逆變器在額外功率下其有功功率將有所下降。所以在考慮UPS容量時(shí)，對不同的負載功率因數要進(jìn)行功率折算。一般可作這樣的預算：假定負載功率因數為-0.8(滯后)時(shí)UPS額外功率為1kVA，則當功率因數為-0.9和-1.0時(shí)，輸出功率別離約為0.9～0.92kVA和0.74~0.77 kVA。關(guān)于計算機類(lèi)負載，只需負載的峰值系數在UPS答應的規模內，UPS基本上能夠輸出額外功率，關(guān)于電理性負載，則需酌情加大UPS容量。
(2)UPS容量較負載不宜過(guò)大，以免使其過(guò)度輕載運轉。過(guò)度輕載運轉雖有利于下降逆變器的損壞概率，但可能構成市電停電時(shí)，電池放電電流過(guò)小而放電時(shí)刻偏長(cháng)，在電池保護裝置毛病時(shí)，電池組被深度放電，而遭永久性損壞。
(3)UPS容量不宜過(guò)小，以免使其長(cháng)時(shí)刻處于重載運轉狀況。這樣雖可節約一部分出資，但因為逆變器處于重載運轉，其輸出波形將發(fā)作畸變，輸出電壓幅值顫動(dòng)過(guò)大。這樣既不能為負載供給優(yōu)質(zhì)電源，還極易構成UPS逆變器的損壞，所以，即便從經(jīng)濟視點(diǎn)講也是因小失大。依據現在一些UPS廠(chǎng)家推薦，UPS負載量不宜長(cháng)時(shí)刻超越其額外容量的80％。
(4)關(guān)于通訊機房面積較大，負載不斷分期擴容的狀況，在首期裝備UPS容量時(shí)，應恰當考慮中遠期發(fā)展趨勢，并在選型中挑選可并機或多機運轉的機型，以使中遠期負載容量增大時(shí)，經(jīng)過(guò)UPS并機擴展其輸出容量。相應地，裝備UPS輸入輸出配電屏時(shí)，應預留多臺UPS的輸入開(kāi)關(guān)和中遠期的負荷分路開(kāi)關(guān)，以便于今后擴容。
3 正確裝備UPS后備電池
為確保電網(wǎng)停電時(shí)，也能利用UPS電源持續向計算機供給高質(zhì)量供電，后備電池的裝備尤為重要。當負載不答應被中供電時(shí)，通訊機房?jì)萓PS電池后備時(shí)刻應大于從市電中止到恢復的時(shí)刻或到發(fā)電機組正常供電所需時(shí)刻(前級供電體系配有發(fā)電機組)。若此段時(shí)刻較長(cháng)，則應裝備外接的長(cháng)延時(shí)的電池組，但此刻應承認UPS內部整流器有才能對外接大容量電池組進(jìn)行充電，否則應裝備外接充電器。電池容量挑選應遵從以下準則：即電池有必要在后備時(shí)刻內供電給逆變器，且在額外負載下，電池組電壓不該下降到逆變器所答應的最低電壓以下。在安置機房設備排列時(shí)，應盡量使電池組接近UPS主機，縮短兩者連線(xiàn)長(cháng)度，增大連線(xiàn)截面積，以下降連線(xiàn)自感量和線(xiàn)路壓降。電池組可裝置在電池柜內，也可裝置在打開(kāi)的電池架中，前者漂亮、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，給保護帶來(lái)不方便。
4 經(jīng)過(guò)冗余辦法增加供電可靠性
為了進(jìn)步UPS供電的可靠性，可選用多種UPS冗余銜接辦法。各種辦法都有優(yōu)缺陷，考慮計劃時(shí)要依據實(shí)踐負載狀況，挑選適宜的形式。冗余銜接辦法大致有以下三種：
(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，正常運轉時(shí)由UPS2供電，UPSl處于備份。當UPS2毛病時(shí)，負載切換至UPS2旁路，由UPSl承當負載供給使命。此體系結構及操控簡(jiǎn)單，但存在以下缺陷：主機長(cháng)時(shí)刻作業(yè)，而從機處于長(cháng)時(shí)刻待機狀況，兩機的元件老化程度不均勻；在從機供電的狀況下，主機靜態(tài)旁路毛病時(shí)將導致體系供電失利；體系負載不能超越單機容量且今后無(wú)法擴容。
(2)功率均分并聯(lián)備份。該體系將兩臺或多臺UPS逆變單元并聯(lián)運轉，正常時(shí)兩臺(或多臺)逆變器一起向負載均分供電。當其間一臺毛病時(shí)，該UPS從體系中脫離，用戶(hù)所需負載電流，由剩下逆變器按新的比例從頭分配供電。此種辦法現在有兩種結構，一種是UPS經(jīng)過(guò)外加并機柜辦法并聯(lián)，并機柜供給同步及多機均流操控，一起供給并聯(lián)體系的總靜態(tài)旁路；另一種是在每臺UPS內裝置一套邏輯操控板，操控各臺機器的同步及均流輸出。此計劃的長(cháng)處是易于擴容(選用并機柜辦法時(shí)應將并機柜按終期考慮)，經(jīng)過(guò)冗余備份進(jìn)步供電可靠性，但也存在缺陷：(a)選用并機柜辦法的，并機柜成為體系的公共瓶頸點(diǎn)，一旦它內部失控或毛病，會(huì )導致整個(gè)體系供電失利。(b)因為各臺UPS輸出量參數難以堅持完全一致，導致各UPS在向負載供電一起，還在UPS內部的逆變器間構成環(huán)流。當環(huán)流過(guò)大，將直接危及逆變器安全。此外，假如各UPS向負載供電的電流差異過(guò)大，將使逆變器的功率擴展元件老化速度失衡，也會(huì )引發(fā)毛病。一般來(lái)說(shuō)，供電體系中并機數量越多，UPS電源體系發(fā)作毛病的概率也越大。
(3)并聯(lián)熱備份。該體系將兩臺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(shí)兩臺整流器一起向兩逆變器供電，并向兩組電池充電，經(jīng)過(guò)逆變器輸出靜態(tài)開(kāi)關(guān)挑選其間一臺逆變器向負載電，兩臺整流器和逆變器別離互為備用。只要當兩臺逆變器一起毛病時(shí)，體系將負載切至一起靜態(tài)旁路，由市電持續向負載供電。該計劃沒(méi)有瓶頸毛病點(diǎn)，任何一臺UPS部分或全體毛病，體系仍能持續向負載供電，因為真實(shí)輸出只要一臺逆變器，故也不存在逆變器間的環(huán)流，但因為此形式相似單機運轉形式，帶載才能相對差且不易擴容。
5 供電體系應具有智能性
為了確保供電體系能長(cháng)時(shí)刻不連續運轉，UPS有必要具有智能性，對運轉中的UPS狀況自動(dòng)檢測，對UPS毛病及時(shí)發(fā)現。確診和處理，并削減因毛病或檢修而構成的連續，一起，作為通訊機房動(dòng)力體系的一部分，應供給通訊協(xié)議，以便納入動(dòng)力會(huì )集監控網(wǎng)絡(luò )內。因此，在體系規劃時(shí)，咱們應考慮到這些要素。一般來(lái)說(shuō)，作為智能性的UPS應具有下列功用：
(1)實(shí)時(shí)監測功用。監督電路中各部分狀況，隨時(shí)獲取主機作業(yè)時(shí)的有關(guān)參數。
(2)人機交互功用�？砂磳�(shí)踐運轉狀況，經(jīng)過(guò)程序修改，從頭設置UPS內部的各種臨界作業(yè)點(diǎn)閥值，也可讀取UPS電源各種作業(yè)參數。
(3)毛病確診功用。對監測到的不正常參數及時(shí)剖析，及早發(fā)現毛病預兆，顯示其性質(zhì)、部位，給出處理辦法，并自動(dòng)記錄有關(guān)信息。
(4)長(cháng)途監控功用。供給一個(gè)長(cháng)途計算機接口，能經(jīng)過(guò)RS232或RS485接口經(jīng)調制解調器完成與異地計算機終端通訊，達到遙測和遙信的意圖。
6 結束語(yǔ)
在規劃通訊機房UPS供電體系時(shí)，咱們既要節約出資，又要考慮體系的可靠性、靈活性，為通訊設備及計算機負載供給有用的動(dòng)力保障。
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