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艾默生UPS電源選型
發(fā)布時(shí)間:2016.10.11    瀏覽次數(shù):1492
 一般艾默生UPS電源影響節(jié)能的機(jī)構(gòu)和解決的措施
  以往的艾默生UPS電源(所謂的工頻機(jī))為IT業(yè)的發(fā)展立下了汗馬功勞,但也暴露出一些問題:結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積龐大、工作效率低、發(fā)熱嚴(yán)重、對電網(wǎng)電壓波形破壞大,等等。國際上就針對這些問題經(jīng)過數(shù)年的研究推出了稱為高頻機(jī)的UPS電源產(chǎn)品。目前在高頻機(jī)領(lǐng)域中已成功推出換代產(chǎn)品的不可不提兩大家,100kVA以下的產(chǎn)品當(dāng)屬山特,100kVA以上的產(chǎn)品當(dāng)屬愛克賽。
  高頻機(jī)UPS電源的節(jié)能效果
  根據(jù)計(jì)算100kVA 的高頻機(jī)UPS電源 每年要比同容量的工頻機(jī)UPS電源至少節(jié)約5萬度電??上壳耙话銖S家的高頻機(jī)艾默生UPS電源多在200kVA左右,對付中型機(jī)房尚可,對大型機(jī)房而言就太吃力了,以前只好用工頻機(jī)UPS電源去堆積。比如5,000kVA容量的中心機(jī)房,就要用十幾臺400kVA容量的工頻機(jī)UPS電源去并聯(lián),再加上前置濾波器和輸出變壓器,就占據(jù)了相當(dāng)大的機(jī)房面積,以12臺400kVA UPS電源為例,每年就比高頻機(jī)UPS電源多消耗2,400,000度電。如果用高頻機(jī)UPS電源將這些電節(jié)約下來,就會產(chǎn)生很大的社會效益。
    比如筆者曾對一家數(shù)據(jù)中心5000KVA的兩類UPS電源做了個(gè)比較,如下表所示:
        

    從表中可以看出,同樣是用5000kVA供電的UPS電源,高頻機(jī)結(jié)構(gòu)UPS電源在凈占地面積上臂工頻機(jī)結(jié)構(gòu)艾默生UPS電源節(jié)約了50%;重量節(jié)約了2/3;每年節(jié)電250萬度。這就相當(dāng)于媒排出的25噸CO2,和250kg SO2。這時(shí)多么驚人的數(shù)字!在重量和占地面積上為什么有如此大的差別?這就是現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展的結(jié)果,如下圖所示。在重量上工頻機(jī)300kVA 艾默生UPS電源重2200kg(2.2噸),而高頻機(jī)300kVA UPS電源才830kg(0.83噸);占地面積工頻機(jī)300kVA艾默生UPS電源是1.99m2,而高頻機(jī)300kVA UPS電源不足0.4m2。

        
    盡管艾默生高頻機(jī)UPS電源的大功率技術(shù)一直在煩擾著眾多的生產(chǎn)廠家,但也并非不可克服,伊頓愛克賽首先異軍突起攻克了這個(gè)堡壘,一舉將高頻機(jī)功率做到了250kVA~1,200kVA。這樣一來就為用戶的大量節(jié)能前景開辟了道路。
  高頻機(jī)UPS電源的環(huán)保亮點(diǎn)
  環(huán)保不好,一直影響著人們的身心健康,所以“減排”也是一項(xiàng)基本國策。電子設(shè)備的環(huán)保有三個(gè)方面:可聞噪聲、電噪聲和大氣污染。長期在計(jì)算機(jī)機(jī)房服務(wù)的人員都有這樣的經(jīng)歷:以往工頻機(jī)UPS電源電源的叫聲很大,功率越大,叫聲越大,吵得人頭昏腦脹,影響工作效率!同時(shí)工頻機(jī)UPS電源還破壞電網(wǎng),影響同一路電網(wǎng)上其他用電設(shè)備的正常工作。為了解決這個(gè)問題就不得不在前面加龐大的諧波濾波器或相應(yīng)的裝置,既增加投資又增加了功耗,還多占用了寶貴的空間。而高頻機(jī)UPS電源就根本沒有這些噪聲發(fā)出,也幾乎不破壞電網(wǎng),也就從根本上避免了這些煩心的事。至于大氣污染,目前一流的高頻機(jī)UPS電源都要遵守國家和國際上的ROHS指令。用戶在購置機(jī)器時(shí)也應(yīng)當(dāng)作為一個(gè)重要事項(xiàng)提出來。
  高頻機(jī)UPS電源的強(qiáng)大帶載率
  相應(yīng)國際上的環(huán)保要求,新的IT設(shè)備都對輸入電路作了改進(jìn),使其接近線性負(fù)載,換言之,負(fù)載功率幾乎都是瓦特。這樣一來,使得原來工頻機(jī)UPS電源負(fù)載功率因數(shù)為0.8的產(chǎn)品相形見絀。
  比如一個(gè)新機(jī)房所購設(shè)備的總功率為1500kW,一般工頻機(jī)UPS電源的配置就是400kVA×5=2000kVA,按照0.8的功率因數(shù)去乘,可得1600kW,只有100kW約6.7%的余量,顯然出于安全考慮,用戶應(yīng)再增加一臺機(jī)器。但如果用負(fù)載功率因數(shù)為0.9的UPS電源情況就不同了,那時(shí)2000kVA就可給出約1800kW的容量給負(fù)載,就有300kW約20%的余量,符合了配置容量的安全點(diǎn),而且再也不用額外增加機(jī)器。
  擁有這樣功率因數(shù)的廠家不少,但在200kVA以下者居多,有資料顯示在大功率段只有伊頓9395系列的負(fù)載功率因數(shù)是0.9,這就為中大型機(jī)房的建設(shè)帶來了福音。那些200kVA以下容量的負(fù)載功率因數(shù)為0.9的UPS電源只有在中小機(jī)房中才能充分發(fā)揮其優(yōu)良作用。
3.  進(jìn)一步提高并聯(lián)UPS電源系統(tǒng)可靠性的途徑
  為了提高供電系統(tǒng)的可靠性或增加容量,都采用UPS電源的并聯(lián)技術(shù)。但UPS電源并聯(lián)時(shí)的電流均分是一個(gè)主要指標(biāo),這就需要各UPS電源的單機(jī)之間進(jìn)行熱線通信,有的用光纖信號、有的用普通信號,這都免不了在UPS電源之間連接通信線,使各UPS電源單機(jī)時(shí)刻測量對方的頻率、相位、電壓和電流,以和本身的這些參數(shù)進(jìn)行比較,除此外還必須保證信號線的連接良好。這么多的因素都在制約著每臺UPS電源單機(jī),萬一其中之一的狀態(tài)不良,就會導(dǎo)致輸出失敗,并聯(lián)系統(tǒng)中因單機(jī)跟蹤不好而退出的例子并不少見,甚至有的就導(dǎo)致了供電故障。
      無數(shù)據(jù)線并聯(lián)是國際上推出的一項(xiàng)專利技術(shù),UPS電源在并機(jī)時(shí),不需要互相獲取對方的實(shí)時(shí)頻率、相位,電壓,電流等參數(shù)信息,也不用信號線將其連接起來 就能達(dá)到均分負(fù)載電流的目的。這種技術(shù)在強(qiáng)大數(shù)字處理器的直接數(shù)字合成技術(shù)和自適應(yīng)調(diào)控功能的支持下,只需要自己關(guān)注自己的輸出電壓、電流及相位,就可達(dá)到輸出同步、均分負(fù)載和故障UPS電源快速脫機(jī)等調(diào)控功能,使并機(jī)的可靠性進(jìn)一步提高。這就將UPS電源并機(jī)技術(shù)提高到一個(gè)嶄新的高度。這種技術(shù)已應(yīng)用于我國和許多機(jī)房多年,比如國防單位、新華社、國家氣象局、航空航天、衛(wèi)星發(fā)射基地、金融和電信,等等。由于這是一項(xiàng)專利技術(shù),目前還只有少數(shù)廠家掌握,伊頓愛克賽和山特就是其中的佼佼者。
4.  大型模塊化UPS電源結(jié)構(gòu)的誘惑
  UPS電源的壽命是一個(gè)令人擔(dān)憂的問題。一個(gè)大型機(jī)房建設(shè)起來很不容易,不但投資大而且周期長,費(fèi)人費(fèi)力,其地位更是重中之重,這樣的機(jī)房總希望不間斷的服務(wù)周期越長越好。但遺憾的是,UPS電源的壽命有限,最多8到10年,如果逾期不能及時(shí)更換就會埋下致命的隱患。無奈一般更換UPS電源時(shí)不得不停機(jī),停電對大型機(jī)房就意味著重大損失。模塊化結(jié)構(gòu)是解決這個(gè)難題的最好方法,可惜目前的UPS電源模塊功率一般都比較小,盡管有的已推出200kVA的模塊,可惜每個(gè)模塊就是一個(gè)單機(jī)機(jī)柜,在并聯(lián)意義上和以往的單機(jī)并聯(lián)系統(tǒng)沒有區(qū)別,也是最多8臺單機(jī)并排站立在地板上,更換起來也很不方便。
  俗話說:現(xiàn)在的時(shí)代是只有想不到的,沒有辦不到的。恰恰又是伊頓愛克賽解決了這個(gè)問題。他們的單個(gè)模塊做到了300kVA,而且是真正意義上的模塊,比如600kVA的機(jī)柜內(nèi)有兩個(gè)300kVA模塊,1200kVA的機(jī)器內(nèi)有四個(gè)300kVA模塊,可以熱更換。這樣一來就可以在不停電的情況下逐步將所有的模塊更新?lián)Q代,實(shí)現(xiàn)了大型機(jī)房長期連續(xù)運(yùn)行的目標(biāo)。當(dāng)然也帶來了機(jī)房增容的方便。
5.  解決了大功率帶載驗(yàn)機(jī)的困惑
  UPS電源安裝完畢,做負(fù)荷試驗(yàn)是必要的,做這種實(shí)驗(yàn)談何容易!小功率尚可,上到幾百千伏安就不好辦了:
(1)幾十千伏安、幾百千伏安甚至幾千千伏安的假負(fù)載從哪里來?是租?是買?這種扯皮現(xiàn)象并不少見。
(2)假負(fù)載由誰來出?有沒有這么大的假負(fù)載?幾十千伏安的有時(shí)尚可找到,再大,就難尋了。
(3)這么龐大的假負(fù)載一般都是固定的,如何運(yùn)到現(xiàn)場,運(yùn)來以后朝那里放?有沒有這么大的空間?這些實(shí)際問題也給用戶帶來了很多困難。
(4)假如有這么龐大的假負(fù)載,做過大負(fù)載試驗(yàn)的人都知道,假負(fù)載從租用到運(yùn)輸、到安裝、到實(shí)驗(yàn)完畢,最快也得幾天的時(shí)間,尤其是幾百千伏安以上的機(jī)器。簡直是一件勞民傷財(cái)?shù)氖隆?/span>
      9395采用專利的EASY-LOAD負(fù)載測試技術(shù),這是一種完全綠色的測試,無需外部負(fù)載箱,無需相應(yīng)的電纜安裝工程,UPS電源自己在內(nèi)部即可產(chǎn)生一個(gè)滿負(fù)載,可以對UPS電源內(nèi)的所有功率部件及連接件進(jìn)行滿載測試,測試UPS電源, 旁路, 電纜,開關(guān)設(shè)備上的發(fā)熱現(xiàn)象,并可以進(jìn)行滿載工作。整個(gè)測試時(shí)間不超過2h,無形中為用戶創(chuàng)造了寶貴的財(cái)富。
6.  氣魄與膽量的基礎(chǔ)
  敢不敢第一個(gè)用新產(chǎn)品是需要膽量和氣魄的。然而已經(jīng)在市場上推出了幾年的產(chǎn)品再不敢用就顯得有些膽子太小了。有的用戶雖然也覺得這種UPS電源設(shè)備好,但就是不敢用,還是怕出事,即使有使用者,如果不是本行業(yè)、本系統(tǒng)的用戶也不放心,也不敢用,因此錯(cuò)過了最佳的時(shí)間和機(jī)會,等到該產(chǎn)品被普遍采用時(shí),這個(gè)產(chǎn)品又該接近更新?lián)Q代了。這樣一來就永遠(yuǎn)落在先進(jìn)的后面,永遠(yuǎn)錯(cuò)過最佳時(shí)機(jī),永遠(yuǎn)享受不到新產(chǎn)品帶來的更高效益。20年前在我國還是將PC機(jī)當(dāng)打字機(jī)、而把UPS電源容量多集中在500VA的時(shí)代,我們的石油系統(tǒng)、軍事系統(tǒng)、衛(wèi)星發(fā)射基地、新華社、航空和部分金融與電信等機(jī)構(gòu)就已經(jīng)用上了以可控硅為主要器件的100kVA及以上的愛克賽、梅蘭日蘭、西力等廠家的UPS電源產(chǎn)品,取得了良好的效果;十年前還是這些系統(tǒng)又再次用上了這些廠家的第二代升級產(chǎn)品。又比如APC秀康UPS電源剛剛問世就在電信等行業(yè)安裝了以480kVA為單機(jī)的供電系統(tǒng)...又都取得了良好的效果。這都是率先使用新產(chǎn)品的例子。正因如此,這些廠家的產(chǎn)品被國際上公認(rèn)為可靠的好產(chǎn)品。當(dāng)今9395又獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷,在原9315的基礎(chǔ)上升級為9395,據(jù)資料介紹這些產(chǎn)品仍然是美國的軍方指定產(chǎn)品,在我國僅金融業(yè)就有交行、建行、招行和農(nóng)行已經(jīng)在使用。實(shí)際上,國際上一些被公認(rèn)的品牌如EATON-EXIDE、APC-MGE、EMERSON、SOCOMEC-SICON、TMEIC、SANTAK、GE…并非無根之草、無本之木。技術(shù)水平和制造水平達(dá)不到一定的水準(zhǔn)、可靠性達(dá)不到一定的程度是不敢推向市場的,也不準(zhǔn)推向市場,尤其是大功率設(shè)備,哪個(gè)廠也不會冒險(xiǎn)將多年在國際上辛辛苦苦建立起來的榮譽(yù)毀于一旦。從這個(gè)意義上講,用戶的疑慮是否有些多余。艾默生UPS