(一)供電方案設(shè)計(jì)
目 前UPS供電方案主要有分散供電、集中供電2種。分散供電的特點(diǎn)是一臺(tái)UPS為一臺(tái)或多臺(tái)負(fù)載設(shè)備供電。分散供電的好處是分散風(fēng)險(xiǎn),不會(huì)因?yàn)橐慌_(tái)UPS供電異常而造成大面積停電;缺點(diǎn)是UPS分散布置,不便管理,而且布線不易規(guī)劃。另一種是采用集中供電方案,由一套大功率的UPS供電系統(tǒng)直接對(duì)機(jī)房的所有負(fù)載供電。集中供電的好處是便于規(guī)劃、管理方便、維護(hù)方便;缺點(diǎn)是如果UPS系統(tǒng)異常,容易引起大面積停電事故,此缺點(diǎn)可以通過(guò)采用各種并聯(lián)構(gòu)架來(lái)避免。因此,以上兩種方案各有優(yōu)缺點(diǎn),目 前的中心機(jī)房一般都采用集中供電方案,也集中了供電的風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)機(jī)房UPS裝機(jī)總?cè)萘砍^(guò)一定限度時(shí),建議將機(jī)房按幾期規(guī)劃分成幾個(gè)區(qū)域進(jìn)行供電。
(二)UPS在線并機(jī)擴(kuò)容功能
機(jī)房UPS容量的規(guī)劃,可以根據(jù)不同時(shí)期的負(fù)載容量要求采用逐步擴(kuò)容的方案,使投資方案更經(jīng)濟(jì),同時(shí)也能使UPS工作于較佳的效率點(diǎn)。目 前中、大功率段的UPS均已經(jīng)具備冗余并機(jī)功能,不僅提高了系統(tǒng)的可靠性,同時(shí)也為機(jī)房擴(kuò)容提供了條件。只要規(guī)劃時(shí)在UPS前后配電箱預(yù)留足量的空氣開(kāi)關(guān),并在機(jī)房規(guī)劃相應(yīng)空間,即可實(shí)現(xiàn)UPS并機(jī)擴(kuò)容功能。關(guān)鍵是并機(jī)的過(guò)程處理,多種品牌UPS并機(jī)時(shí)需要對(duì)UPS的設(shè)置進(jìn)行修正,此時(shí)要求UPS必須在維修旁路狀態(tài)工作,UPS由市電直接帶載,如果此時(shí)市電波動(dòng)較大甚至停電,將造成系統(tǒng)的大面積癱瘓。所以并機(jī)擴(kuò)容必須具備在線并機(jī)功能,即UPS并機(jī)擴(kuò)容時(shí),只需將新增UPS軟件修改至與原UPS系統(tǒng)一致后,在不關(guān)閉原有UPS系統(tǒng)的情況下直接將新增UPS并入原有系統(tǒng)即可,擴(kuò)容前后,UPS均工作于在線模式下,避免切換至旁路供電的高風(fēng)險(xiǎn)操作。
采用模塊化UPS實(shí)現(xiàn)逐步擴(kuò)容
目 前,模塊化UPS已經(jīng)開(kāi)始在國(guó)內(nèi)應(yīng)用,模塊化UPS特點(diǎn)主要包括:可擴(kuò)容、平均故障修復(fù)時(shí)間(MTTR)短、可經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)“N+X”冗余并機(jī)。以臺(tái)達(dá)C系~IJUPS為例,每個(gè)模塊為20kVA,整個(gè)系統(tǒng)最大可擴(kuò)容至160kVA,可以根據(jù)機(jī)房的實(shí)際容量需求,逐步擴(kuò)容,只要在機(jī)房初期規(guī)劃好配電容量即可。同時(shí),實(shí)現(xiàn)“N+X”冗余比較劃算,以60kVA的容量要實(shí)現(xiàn)“N+I”冗余為例,傳統(tǒng)方案必須擴(kuò)容一臺(tái)60kVAUPS,而采用模塊化UPS,則只需擴(kuò)容一個(gè)20kVA的模塊即可,節(jié)省大筆資金的投入。
提高UPS自身能效,優(yōu)化負(fù)載效率曲線
目 前UPS均為在線式雙變換構(gòu)架,在其工作時(shí)整流器、逆變器均存在功率損耗。以一個(gè)容量為60kVA的UPS為例,每度電按1.2元計(jì)算,UPS效率每提高1%,一年節(jié)省的電費(fèi)為5045.76元??梢?jiàn)提高UPS的工作效率,可以為數(shù)據(jù)中心節(jié)省一大筆電費(fèi),也是降低整個(gè)機(jī)房能耗的最直接方法。因此采購(gòu)UPS應(yīng)盡量采購(gòu)效率更高的UPS。
當(dāng)然UPS效率高不僅僅是滿載時(shí)效率高,同時(shí)也必須具備一個(gè)較高的效率曲線,特別是在“1+1”并機(jī)系統(tǒng)時(shí),根據(jù)系統(tǒng)規(guī)劃,每臺(tái)UPS容量不得大于50%,如果此次效率僅為90%以下,就算滿載效率達(dá)到95%以上,也是沒(méi)有意義的,所以要求UPS必須采取措施優(yōu)化效率曲線,使UPS效率在較低負(fù)載時(shí)也能達(dá)到較高的效率。
除了提高UPS自身的效率之外,UPS的一些功能也可加以利用。比如像ECO經(jīng)濟(jì)運(yùn)行模式,其原理是在較好的市電環(huán)境下,激活此功能,使UPS由靜態(tài)旁路直接供電,此時(shí)逆變器處于待機(jī)狀態(tài),正常工作但不輸出能量,_旦市電異常,UPS立即切換到逆變器供電狀態(tài),切換時(shí)間一般在1毫秒以內(nèi),由于逆變器處于待機(jī)狀態(tài),所以自身?yè)p耗很小,此時(shí)UPS的整機(jī)效率可以達(dá)~1J97%以上,比正常模式減少3%以上的損耗。
使用ECO模式必須具備2個(gè)條件:一是靜態(tài)旁路必須采用兩組高可靠晶閘管,不得采用接觸器加晶閘管的組合,因?yàn)榻佑|器吸合時(shí)接觸點(diǎn)會(huì)打火,一般工作數(shù)百次之后就不能正常工作,而晶閘管則不存在此問(wèn)題,同時(shí)可以縮短切換時(shí)間。二是建議在較好的電力環(huán)境下使用,比如一級(jí)供電單位等。
降低輸入電流諧波,提高功率因數(shù)
諧波產(chǎn)生的根本原因是由于電力線路呈現(xiàn)一定阻抗,等效為電阻、電感和電容構(gòu)成的無(wú)源網(wǎng)絡(luò)。由于非線性負(fù)載產(chǎn)生的非正弦電流,造成電路中電流和電壓畸變,稱(chēng)為諧波。諧波的危害包括:引起電氣組件附加損耗和發(fā)熱(如電容、變壓器、電機(jī)等);電氣組件溫度升高,效率低,加速絕緣老化,降低使用壽命;干擾設(shè)備正常工作;無(wú)功功率增加,電力設(shè)備有功容量降低(如變壓器、電纜、配電設(shè)備);供電效率低;出現(xiàn)諧振,特別是柴油發(fā)電機(jī)發(fā)電時(shí)更嚴(yán)重;空開(kāi)跳閘、熔絲熔斷、設(shè)備無(wú)故損壞。UPS對(duì)電網(wǎng)而言是一個(gè)非線性負(fù)載,在工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的諧波。以配置6脈沖整流器的UPS為例,其輸入功率因數(shù)一般為0.75左右,諧波大于30%。降低UPS32作諧波的