易事特UPS电源生产厂家
易事特UPS电源系统作为顺应电力市场需求发展起来的高技术产品,它具有明显的电力保护功能:当市电断电时,不间断地向负载继续供电;在市电不稳定的时候,可以避免负载遭受欠压、浪涌冲击等的危害,并全面地改善供电质量;当供电系统(包括UPS)故障时,能给负载(特别是计算机和网络系统)以全面的保护,并起到过载、短路、电池过放等防护,为负载提供一个稳定的工作环境。
随着IT系统逐步走向集中管理,企业对UPS电源保护系统的应用将更加深入。UPS的应用将呈现出从单机向冗余结构变化,从注重系统的可靠性向注重系统的可用性变化,从单纯供电系统向保证整个IT运行环境变化等趋势。而随着信息技术、电子技术、控制技术的发展,各种先进技术已广泛应用在UPS的设计开发和生产过程中,UPS的技术将出现以下六大发展趋势。
易事特UPS不间断电源趋势一智能化
智能系统通过对各类信息的分析综合,除完成UPS相应部分正常运行的控制功能外,还应完成对运行中的UPS进行实时监测,对电路中的重要数据信息进行分析处理,从中得出各部分电路工作是否正常等功能;在UPS发生故障时,能根据检测结果,及时进行分析,诊断出故障部位,并给出处理方法;根据现场需要及时采取必要的自身应急保护控制动作,以防故障影响面的扩大;完成必要的自身维护,具有交换信息功能,可以随时向计算机输入或从联网机获取信息。
易事特UPS不间断电源趋势二数字化
UPS采用Zui新的数字信号控制器(DSP)加以数字化的霍儿传感器件,实现了UPS系统的数字化运行。还采用了多重微处理器冗余系统,用多个有独立供应电源的微处理器来控制整流器、逆变器和内部静态旁路,提高了系统的数字化程度和可靠性。
易事特UPS不间断电源发展趋势三高频化
第一代UPS的功率开关为可控硅,第二代为大功率晶体管或场效应管,第三代为IGBT(绝缘栅双极晶体管)。大功率晶体管或场效应管开关速度比可控硅要高一个数量级,而IGBT功率器件电流容量和速率又比大功率晶体管或场效应管大得多和快的多,使功率变换电路的工作频率高达50kHz。变换电路频率的提高,使得用于滤波的电感、电容以及噪音、体积等大为减少,使UPS效率、动态响应特性和控制精度等大为提高。
易事特UPS不间断电源发展趋势四冗余并机技术
通过开发新的应用技术,可实现UPS内的多模块冗余并机运行,不需加设中央控制部件,负载均分,某一模块出现问题时,负载自动转移,维修可带电热插拔,大大提高单台UPS的供电可靠性。再加上多台UPS组成的系统冗余运行,如果某一台UPS单机发生故障,则被立刻关闭,其他的UPS系统会自动承担全部负载,对负载不会产生任何影响。
易事特UPS不间断电源趋势伍集成化
随着信息化的发展,电源保护的应用领域不断扩大和要求不断提高,UPS要达到这些需求难以独善其身,必须对整个用电系统所涉及的环节进行控制,UPS从初始的设备保护和系统保护的纯后备电源技术发展到今天的信息保护、智能管理和整体机房集成一体化应用,其内涵已扩展到发电、配电、变换、不间断电源、机房、动力设备、电力电缆、数据布线、环境监控及系统管理等方面,已不是Zui初意义上的UPS,UPS设备只是该系统的核心部件。
从UPS的电源技术来看,在电源输出特性的不断优化基础上,对电源输入特性的研究,使电磁兼容性、低谐波污染成为重要指标,谐波处理技术和电磁兼容设计可以改善电源对电网的负载特性,减少对其他设备的*,提高电源的源效应,绿色电源的概念开始为人们所注重。电子技术和计算机技术的发展,除了使UPS的电源性能得到极大提升外,其网络管理可实现远程监控,数字化电源控制技术使产品具备了定制功能,智能化的设计使其成为高度智能化的可监、可控和自适应的设备。
以信息化建设角度,UPS从过去侧重电气性能指标、可靠性和质量方面,发展到统一标准、规范,采用模块化和并联冗余技术,系统地考虑各供、用电设备和环节以及系统TCO,提高UPS用电所涉及的整个系统可靠性、可用性、可管理性、可维护性和可扩展性。集成一体化应用为用户提供了完整和有效的电源应用解决方案,这种拓展方向适应了信息化建设的需要,为满足这一需求的变化,对UPS厂商来说,尤其是国内厂商,仍有许多工作要做。
易事特UPS不间断电源趋势六绿色化
各种用电设备及电源装置产生的谐波电流严重污染电网,随着各种政策法规的出台,对无污染的绿色电源装置的呼声越来越高。UPS除加装高效输入滤波器外,还应在电网输入端采用功率因数校正技术,这样既可消除本身由于整流滤波电路产生的谐波电流,又可补偿输入功率因数。整流器使用IGBT技术,可将输入功率因数提高到接近于1,对电网的污染已降到了近似阻性负载的水平。
UPS带精密空调配置分析
针对以上分析的现数据中心常用的直膨式精密空调以及冷冻水型精密空调,以下给出配置UPS选型的基本建议。
1、UPS带直膨式精密空调配置分析
直膨式空调系统包括风冷直膨式系统和水冷直膨式系统,其区别在于室外冷凝器的散热方式不同。
目前,直膨式精密空调行业里,室内机的制冷压缩机主要采用涡旋式压缩机进行变容量调节。涡旋式压缩机常见的采用数码涡旋技术、交流变频技术和直流变频技术实现变容量调节,三者的技术对比如下表4:
表4 直膨式精密空调压缩机技术对比
从性能和可靠性方面而言,采用直流变频技术的压缩机,其电机启动力矩大、效率高(损耗低,功率因数高)、精准调速、高功率体积比、可靠性高,使用寿命长,技术已经比较成熟和稳定;相较之下,数码涡旋技术虽有长期市场应用经验,但调速范围窄,IPLV不如直流变频技术,无法完美匹配要求部分负载高效的数据中心制冷。
对于采用直流和交流变频技术的压缩机而言,Zui明显的区别就是驱动技术:采用同步永磁体交流电机的,则是直流变频;采用异步交流电机,则是交流变频。同样是变频技术,但实际上交流变频与直流变频是两代产品,交流变频由于能效偏低,励磁逻辑复杂等劣势,目前已经基本被直流变频技术所替代。当下主流压缩机供应商均聚焦直流变频技术,更匹配数据中心负载变化节能要求的大趋势。
从表4的对比分析可看出,数码涡旋式压缩机和变频压缩机的冲击电流有较大区别,采用UPS为直膨式风冷精密空调配电时,需考虑压缩机冲击电流的影响。以制冷量35kW的风冷行级精密空调为例,A厂家采用数码涡旋压缩机,B厂家采用直流变频压缩机,其整机启动电流如下
(a)数码涡旋压缩机 (b)直流变频压缩机
(测试工况:室内40.6℃,20%RH;室外45℃开机):
图5 35kW风冷精密空调启动电流对比
根据A、B厂家提供的技术参数并结合测试结果,采用数码涡旋压缩机的DX型精密空调,其启动冲击电流约为额定电流的5倍;而采用直流变频压缩机的DX型精密空调,其启动电流小于额定电流。测试结果如下表:
表5 典型DX型精密空调启动电流对比
风冷直膨式精密空调的室外机由风机转速控制器(含压缩机变频器)、电控盒、冷凝器、机架和风机等组成,其启动电流小于满载电流,当考虑采用UPS给风冷冷凝器供电,需考虑其额定满载电流即可。
例如,假设在T1工况(温带气候,环境温度在-20~45℃),对于散热量为38kW风冷室外机,其输入制式为380-415Vac/3Ph/50或60Hz,满载电流为2.5A,功率因数取0.8,则室外机功率为
对水冷直膨式而言,若采用数码涡旋压缩机的室内精密空调,需考虑5倍冲击电流的影响;而对采用变频压缩技术的精密空调,由于变频压缩机的启动电流小于其额定电流,UPS需考虑其额定电功率,并根据GB/T50174-2008的冗余设计原则,考虑1.2倍的冗余系数即可。
对水冷直膨式的冷却系统,由于配置了冷却水泵和冷却塔,冷却水泵有定频水泵和变频水泵方案,对冷却塔内又有对应的风机,需根据具体的水泵方案和冷却塔内的风机类型进行考虑。
2、UPS带冷冻水型精密空调配置分析
根据Uptime对冷冻水型空调系统作出的关于连续制冷级别的定义,考虑UPS给精密空调配电时,其主要应用在不间断制冷(ClassA级别)和连续制冷(ClassB级别)两种场景,两者的区别在于是否设置制冷罐,冷冻水二次泵是否采用UPS供电。若整体空调系统设置蓄冷灌进行蓄冷,冷冻水二次泵、末端空调采用UPS供电,则为ClassA级别的不间断制冷方案;若仅对冷冻水二次泵、末端空调采用UPS供电,并无配置蓄冷灌,则为ClassB级别的制冷方案。在实际应用中,冷冻水型蓄冷系统的整体方案架构如下图6所示:
图6 冷冻水型蓄冷系统整体架构
根据冷冻水型蓄冷系统的整体架构,并考虑到数据中心业务连续应用的要求及制冷系统的配置,可参考以下几种方案设计:
方案一:为整个制冷系统全部配置UPS系统,对于冷冻水空调系统,需对冷水机组、冷却塔、一、二次泵和精密空调都配置UPS系统,保持整套制冷系统不间断运行。但此方案代价高昂,在实际项目中极少被采用。
方案二:在冷冻水系统中,为精密空调风机、二次泵配置UPS,并在冷冻水循环系统中增加蓄冷罐储备冷冻水。当电源中断未恢复或电源中断导致冷机暂无法启动期间,通过蓄冷罐和水泵循环水提供冷源,由精密空调风机维持室内冷气循环,为机房环境提供不间断制冷。相比于第一种方案,此方案在性价比方面更有优势。
上述两种方案都可达到Uptime ClassA级不间断制冷标准。
方案三:在冷冻水系统中,为精密空调风机、二次泵配置UPS,但不配置蓄冷罐。电源中断或机械制冷故障时,精密空调风机维持机房内空气循环,并利用管道剩余冷冻水提供制冷,减缓机房快速升温。此方案可满足Uptime Class B级连续制冷的标准,且方案性价比较有优势。
3、末端空调采用UPS供电的配置建议
不论是Uptime的A级制冷还是B级制冷,考虑对末端精密空调进行UPS配置。
冷冻水型末端精密空调的主要部件为风机。在风机选取上,存在着AC风机和EC风机两种类型的末端空调。在实际应用中,由于EC电机为内置智能控制模块的直流无刷式免维护型电机,具有高智能、高节能、高效率、寿命长、振动小、噪声低以及可连续不间断工作等特点,可实现无级调速,能更好的匹配服务器风量,达到Zui大限度的节能效果,绝大多数厂家的末端空调风机类型均选择EC风机。
对于采用EC风机的末端精密空调,其启动冲击电流小于额定运行电流,在配置UPS时,主要考虑末端空调的满载运行功率。以某品牌30kW冷冻水型行级空调为例,其配置了8个风机,末端空调满载电流为5.5A,功率因素一般取0.8,则满在功率为:5.5*220*0.8≈1kW,考虑UPS的输出功因为0.9,并考虑1.2倍的冗余系数,在需要的UPS容量为1.2*1/0.9=1.3kVA。
4、冷冻水二次泵采用UPS供电配电建议
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