UPS在IDC機(jī)房中應(yīng)用之總體施工組織設(shè)計(jì)及對(duì)策

1、-. z.UPS在IDC機(jī)房中的應(yīng)用之總體設(shè)計(jì)TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc16462 一 概述 PAGEREF _Toc16462 2 HYPERLINK l _Toc15704 二 總體設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc15704 2 HYPERLINK l _Toc29631 三 最新UPS選型理念 PAGEREF _Toc29631 6一 概述IDC和多媒體數(shù)據(jù)中心是高速互聯(lián)網(wǎng)的調(diào)控中心，用戶對(duì)它們所承擔(dān)的對(duì)信息資源的遠(yuǎn)程處理、存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)送的時(shí)效性要求極高。哪怕是僅幾秒鐘的停機(jī)均會(huì)給整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)的安全運(yùn)行和用戶的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)帶來(lái)無(wú)法估量的損失。嚴(yán)重時(shí)，甚至?xí)斐缮鐣?huì)和

2、經(jīng)濟(jì)生活的嚴(yán)重癱瘓。因此，IDC必須向用戶提供365天連續(xù)不斷的高速、安全和可靠的信息資源增值服務(wù)。為達(dá)此目的，從設(shè)計(jì)原則上講，承擔(dān)著向IDC機(jī)房供電任務(wù)的整個(gè)電源系統(tǒng)都必須采用具有高度容錯(cuò)”功能的冗余式的供電方案，以確保無(wú)論是在市電電網(wǎng)出故障時(shí)或是在*臺(tái)在線式UPS發(fā)生故障時(shí)，還是在進(jìn)行日常維護(hù)、檢修操作時(shí)或因故致使熔斷器熔斷、斷路器開關(guān)跳閘時(shí)，互聯(lián)設(shè)備均應(yīng)由在線UPS來(lái)供電，而不應(yīng)進(jìn)入由普通的市電電源、應(yīng)急備用發(fā)電機(jī)組經(jīng)UPS的交流旁路來(lái)供電的狀態(tài)。二 總體設(shè)計(jì)在IDC機(jī)房動(dòng)力照明配電已經(jīng)按計(jì)算機(jī)機(jī)房設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的前提下，在設(shè)計(jì)中UPS供配電系統(tǒng)要求從機(jī)房所在的建筑物變電室引兩路三相五線制

3、電源到UPS機(jī)房UPS配電柜，總?cè)萘繛閁PS供配電系統(tǒng)設(shè)備容量。總體要求如下:(1)機(jī)房所在建筑物的電源進(jìn)線應(yīng)滿足一級(jí)負(fù)荷供電。(2)工程設(shè)置弱電專用接地系統(tǒng)與其他強(qiáng)電設(shè)備不得共用同一回路，接地電阻不得大于l。(3)備分路開關(guān)使用斷路器。(4)分支電路至終端盡可能靠近所供應(yīng)設(shè)備3m，UPS插座采用美標(biāo)插頭。1.系統(tǒng)設(shè)計(jì) 對(duì)于機(jī)房的設(shè)備而言，無(wú)污染、不間斷的電源供應(yīng)是極端重要的。因?yàn)楣秒娋W(wǎng)常會(huì)出現(xiàn)電壓變化或供電中斷。可靠的解決辦法是采用UPS供電系統(tǒng)，UPS不僅保證可靠的連續(xù)供電，而且UPS輸出比較穩(wěn)定，沒有瞬變和諧波。在IDC機(jī)房中UPS的主要供電對(duì)象有:服務(wù)器;收費(fèi)和財(cái)務(wù)終端設(shè)備和微機(jī);網(wǎng)

4、絡(luò)設(shè)備和通信設(shè)備;閉路電視監(jiān)控電視墻等。UPS配電柜采用模塊式配電柜，斷路器采用C65N型產(chǎn)品，浪涌保護(hù)器采用原裝進(jìn)口德國(guó)OBO產(chǎn)品，最大放電電流規(guī)格為4OkA;整個(gè)配電柜具有過(guò)負(fù)荷、短路、缺相保護(hù)、防雷擊功能。(l)UPS設(shè)備選型。對(duì)于普通的IDC機(jī)房應(yīng)設(shè)計(jì)選用智能型在線式UPS兩臺(tái)，100%的冗余，計(jì)算負(fù)載率為75%。備用蓄電池按4h考慮。UPS系統(tǒng)應(yīng)具有以下工作模式:1)正常供電模式。市電經(jīng)整流器轉(zhuǎn)換成平穩(wěn)的直流電向逆變器和蓄電池供電，通過(guò)逆變器將直流電轉(zhuǎn)換成純凈的交流電并與市電輸入鎖相同步供給負(fù)載。2)蓄電池供電模式。當(dāng)市電故障，停電或市電電壓、頻率超出UPS允許圍時(shí)，逆變器繼續(xù)向關(guān)鍵

5、負(fù)載供電，沒有任何切換，只是由蓄電池為逆變器提供直流電力。由于蓄電池連接在系統(tǒng)直流母線上，因而市電中斷或恢復(fù)時(shí)UPS的輸出對(duì)負(fù)載沒有任何影響。3)自動(dòng)旁路模式。如果由于過(guò)載、使用環(huán)境過(guò)溫、負(fù)載故障或UPS部故障，使UPS不能正常工作時(shí)，UPS靜態(tài)旁路開關(guān)將自動(dòng)地把負(fù)載切換到市電旁路，當(dāng)故障消失后，UPS自動(dòng)切換回正常逆變供電方式，無(wú)論從逆變供電轉(zhuǎn)至自動(dòng)旁路供電或由旁路轉(zhuǎn)至逆變器供電，都是自動(dòng)無(wú)間斷進(jìn)行，因而UPS輸出對(duì)負(fù)載沒有影響。4)手動(dòng)旁路模式。在維修、維護(hù)或其他特殊情況下，可通過(guò)旋鈕操作，轉(zhuǎn)為旁路供電模式，由于轉(zhuǎn)換過(guò)程采用先通后斷方式，因而轉(zhuǎn)換過(guò)程也無(wú)間斷。(2)系統(tǒng)主要技術(shù)指標(biāo)及參數(shù)。

6、1)市電輸入指標(biāo)主要有以下幾個(gè)。a)輸入電壓圍:290478V。b)輸入頻率圍:5OHz或6OHz5Hz。c)輸入浪涌保護(hù):符合ANSIC62.41，A及B類;EN500912及EN500822標(biāo)準(zhǔn)。d)輸入功率因數(shù):0.96。e)輸入電流失真:帶輸入濾波器小于10%。2)UPS輸出指標(biāo)主要有以下幾個(gè)。a)輸出電壓諧波失真:100%非線性負(fù)載小于5%，峰值因數(shù)為3:1;線性負(fù)載小于2%。b)輸出電壓瞬態(tài)響應(yīng)特性:小于5%(帶100%階躍性負(fù)載時(shí))，在lms完全恢復(fù)到輸出電壓的標(biāo)稱值。c)輸出頻率(本振頻率):0.005Hz。d)輸出頻率同步跟蹤圍:(0.52.O)Hz可調(diào)。e)輸出頻率的同步跟

7、蹤速率:13Hz/s(可選)。f)輸出電壓的調(diào)節(jié)圍:1%。(3)蓄電池組。與UPS主機(jī)柜相配套，可與UPS主機(jī)并列安裝或獨(dú)立安裝，備用時(shí)間5h，可充電到90%額定蓄電池容量。(4)環(huán)境指標(biāo)。 三 最新UPS選型理念UPS的生產(chǎn)商習(xí)慣按其主電路結(jié)構(gòu)的技術(shù)屬性來(lái)對(duì)UPS進(jìn)行分類，這種分類也已被廣大用戶接受，并以此來(lái)判定UPS的優(yōu)劣。第一類為后備式，主要有APC的BK500，山特的TG500；第二類為在線互動(dòng)式，主要有APC的SmartUPS；第三類為在線雙變換式，主要有MGE和E*IDE的大機(jī)；第四類為在線電壓補(bǔ)償式，主要有APC秀康DP300系列UPS。而具體描述UPS的技術(shù)性能指標(biāo)有四大類：1

8、)對(duì)電網(wǎng)的適應(yīng)能力；2)滿足負(fù)載要求的UPS常規(guī)輸出指標(biāo)；3)UPS的輸出能力和可靠性；4)智能管理和通信功能。則在這四大類指標(biāo)中，比較和選擇UPS應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注哪些特性呢？以下是當(dāng)前專家和行業(yè)大用戶普遍認(rèn)可的一些觀點(diǎn)：a選擇大功率UPS要慎重考慮UPS的輸入功率因數(shù)和輸入電流諧波。雙逆變?cè)诰€式UPS，其AC/DC逆變器多為整流濾波電路，它的輸入功因數(shù)低，一般只在0.8左右，輸入電流諧波大，達(dá)30，加專門濾波措施后，也僅能降到10。輸入功率因數(shù)低，意味著輸入無(wú)功功率大，輸入諧波電流則干擾破壞電網(wǎng)，特別是三相大功率UPS這兩項(xiàng)指標(biāo)危害很大，形成所謂的電力公害，這會(huì)1)使由同一電網(wǎng)供電的變壓器、電動(dòng)機(jī)

9、、電容器等產(chǎn)生附加諧波損耗、過(guò)熱、加速老化；2)引起異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩降低，振動(dòng)加劇噪聲增大；3)引起繼電器和自動(dòng)裝置誤動(dòng)作，其次諧波對(duì)通訊線路、測(cè)量?jī)x器產(chǎn)生輻射干擾，影響電能計(jì)量的精度等。所以，UPS的輸入功率因數(shù)和輸入諧波電流應(yīng)被視為重要性能指標(biāo)之一，應(yīng)該把輸入功率因數(shù)0.95，輸入電流諧波5作為判定UPS性能指標(biāo)是否合格的標(biāo)準(zhǔn)之一。歐美發(fā)達(dá)國(guó)家早已立例，嚴(yán)格限制用電設(shè)備對(duì)電網(wǎng)的污染。我國(guó)有關(guān)部門亦正制訂相關(guān)法規(guī)，施行日期亦不會(huì)遙遠(yuǎn)，因此用戶在購(gòu)買UPS不間斷電源時(shí)，若不考慮此因素，將會(huì)留下日后治理的諸多麻煩，造成經(jīng)濟(jì)上的重大損失，同時(shí)也會(huì)因?yàn)橹卫矶a(chǎn)生系統(tǒng)效率降低，可靠性下降等副作用。作為U

10、PS，相應(yīng)有三類解決方案。第一，對(duì)于帶有整流濾波輸入的傳統(tǒng)雙變換UPS，無(wú)論是采用相控或不控整流，從市電吸取能量的方式均不是連續(xù)的正弦波，而是以脈動(dòng)的斷續(xù)方式向電網(wǎng)吸取電流，使得這類UPS具有諧波電流，功率因數(shù)低、效率低，對(duì)電網(wǎng)造成較大的污染，若采用12脈沖整流及輸入濾波器，雖然可以將輸入功率因數(shù)改善到0.95，諧波電流小于5，但系統(tǒng)的總效率降低到90左右，且成本增加，可靠性下降。第二，輸入整流器采用高頻化整流技術(shù)，輸入功率因數(shù)1，輸入總諧波電流5，對(duì)電網(wǎng)無(wú)污染。但電路復(fù)雜，ACAC總效率一般為92左右。第三，采用雙逆變電壓補(bǔ)償在線式的UPS，其輸入端是一個(gè)四象限高頻逆變器，從市電吸取的電流是

11、連續(xù)的正弦波，且與輸入電壓同相位，因此其輸入功率因數(shù)1，輸入諧波電流 3，對(duì)電網(wǎng)無(wú)污染。 ACAC總效率高達(dá)96。由上可見，目前只有采用雙逆變電壓補(bǔ)償在線式UPS，才能在獲得輸入功率因數(shù)1，輸入諧波電流3的同時(shí)，保持UPS系統(tǒng)ACAC總效率達(dá)96或以上。雙逆變電壓補(bǔ)償在線式UPS為APC公司專利技術(shù)。APC Silcon 20K系列大型UPS，即屬此類。b要考慮UPS的輸出能力與可靠性。輸出功率因數(shù)、輸出電流波峰系數(shù)、輸出過(guò)載能力、輸出不平衡負(fù)載的能力等指標(biāo)，直接反映了UPS的輸出能力，對(duì)這些指標(biāo)的限制，說(shuō)明了UPS輸出能力的局限性和脆弱的一面，盡管在配置UPS容量時(shí)盡可以使負(fù)載滿足UPS的要求，甚至留出很大的余量，但這些指標(biāo)卻直接反映了UPS的可靠性。過(guò)載能力強(qiáng)，允許輸出電流波