开关电源浅谈通信机房UPS供电系统配置方案

    不连续电源(UPS)在通讯范畴应用十分广泛。在通讯机房中装置UPS(不连续电源)供电体系越来越遍及。一个规划杰出的UPS供电体系能给负载供给优质电源。如何树立一个合理的、安全的UPS供电体系成为大家重视的问题。笔者从UPS供电体系装备各方面进行论说,以供同行参阅。
    1 对UPS前级供电体系的要求
    UPS能够向负载供给稳压精度高、稳频、波形失真度小的高质量电源,并且在与静态旁路切换时能够做到供电无连续。但要做到这点,它的前级供电质量不容忽视。咱们在规划通讯机房前级供电体系时,应考虑以下几个方面:
    (1)前级供电体系电源质量不宜太差,电压及频率应稳定在正常规模。一般地讲,大容量UPS主机输入电压规模应为380V±15%。电压过低,将使UPS备用电池频频放电,最终因长时刻处于欠压充电状况而大大缩短它的运用寿命;相反,电压过高,则易引起逆变器损坏。关于旁路输入,其电压和频率波动也有必定的规模,一般为额外电压±10%,额外频率±15%。假如前级电源改变规模过大,就会导致逆变器和旁路电源之间的切换被禁止或有连续。因此,假如通讯机’房的前级电网在电压规模上达不到要求,应在UPS前级装备适宜的抗干扰交流稳压电源,但不宜选用电子管型交流稳压器或磁饱满稳压器,因为这两类稳压器在开机时可产生瞬时高压,输出波形失真度也较大,易构成UPS毛病。
    (2)前级供电体系中不该当带有频频启动负载,比方常常运用的电梯,频频打开的空调等。原因是在这些负载开、关机时会呈现瞬间高低压,使供电线路上电压波形失真度过大,构成UPS市电旁路供电与逆变器供电变换操控电路误动作,进而引起同步操控电路毛病。所以在条件许可下,宜将UPS电源尽可置于电网输入的前端。
    (3)前级供电体系中的交流发电机组容量应恰当扩展。大多数通讯机房都备有发电机组,以处理较长时刻停电难以供电问题。但在装备发电机组时,其容量应考虑不少于UPS电源额外输出功率的1.5~2倍,以确保发电机输出电压、频率正常,并改进其波形失真度。

    2 UPS容量的断定
    依据负载容量及性质,挑选恰当的UPS,既可确保UPS的供电质量,下降毛病率,又可节约出资,进步经济效益。一般来说,UPS容量的断定主要是要满意当时负载的需求,一起,也要考虑几个要素:
    (1)负载性质对UPS输出功率的影响。当时大部分UPS生产厂家在产品说明书中所给的输出功率都是指负载功率因数为-0.8(滞后)时的值,而UPS电源实践可带的负载量是与负载功率因数密切相关的。当负载为纯电阻性或电理性时,逆变器在额外功率下其有功功率将有所下降。所以在考虑UPS容量时,对不同的负载功率因数要进行功率折算。一般可作这样的预算:假定负载功率因数为-0.8(滞后)时UPS额外功率为1kVA,则当功率因数为-0.9和-1.0时,输出功率别离约为0.9~0.92kVA和0.74~0.77 kVA。关于计算机类负载,只需负载的峰值系数在UPS答应的规模内,UPS基本上能够输出额外功率,关于电理性负载,则需酌情加大UPS容量。
    (2)UPS容量较负载不宜过大,以免使其过度轻载运转。过度轻载运转虽有利于下降逆变器的损坏概率,但可能构成市电停电时,电池放电电流过小而放电时刻偏长,在电池保护装置毛病时,电池组被深度放电,而遭永久性损坏。
    (3)UPS容量不宜过小,以免使其长时刻处于重载运转状况。这样虽可节约一部分出资,但因为逆变器处于重载运转,其输出波形将发作畸变,输出电压幅值颤动过大。这样既不能为负载供给优质电源,还极易构成UPS逆变器的损坏,所以,即便从经济视点讲也是因小失大。依据现在一些UPS厂家推荐,UPS负载量不宜长时刻超越其额外容量的80%。
    (4)关于通讯机房面积较大,负载不断分期扩容的状况,在首期装备UPS容量时,应恰当考虑中远期发展趋势,并在选型中挑选可并机或多机运转的机型,以使中远期负载容量增大时,经过UPS并机扩展其输出容量。相应地,装备UPS输入输出配电屏时,应预留多台UPS的输入开关和中远期的负荷分路开关,以便于今后扩容。

    3 正确装备UPS后备电池
    为确保电网停电时,也能利用UPS电源持续向计算机供给高质量供电,后备电池的装备尤为重要。当负载不答应被中供电时,通讯机房内UPS电池后备时刻应大于从市电中止到恢复的时刻或到发电机组正常供电所需时刻(前级供电体系配有发电机组)。若此段时刻较长,则应装备外接的长延时的电池组,但此刻应承认UPS内部整流器有才能对外接大容量电池组进行充电,否则应装备外接充电器。电池容量挑选应遵从以下准则:即电池有必要在后备时刻内供电给逆变器,且在额外负载下,电池组电压不该下降到逆变器所答应的最低电压以下。在安置机房设备排列时,应尽量使电池组接近UPS主机,缩短两者连线长度,增大连线截面积,以下降连线自感量和线路压降。电池组可装置在电池柜内,也可装置在打开的电池架中,前者漂亮、整洁,但对楼板承重要求较高,后者可分散承重,且散热性好,但占地面积多,易积尘,给保护带来不方便。
    4 经过冗余办法增加供电可靠性
    为了进步UPS供电的可靠性,可选用多种UPS冗余衔接办法。各种办法都有优缺陷,考虑计划时要依据实践负载状况,挑选适宜的形式。冗余衔接办法大致有以下三种:
    (1)双机主从式热备份。将作为从机的UPSl输出接到另一台作为主机的UPS2的旁路输入,正常运转时由UPS2供电,UPSl处于备份。当UPS2毛病时,负载切换至UPS2旁路,由UPSl承当负载供给使命。此体系结构及操控简单,但存在以下缺陷:主机长时刻作业,而从机处于长时刻待机状况,两机的元件老化程度不均匀;在从机供电的状况下,主机静态旁路毛病时将导致体系供电失利;体系负载不能超越单机容量且今后无法扩容。
    (2)功率均分并联备份。该体系将两台或多台UPS逆变单元并联运转,正常时两台(或多台)逆变器一起向负载均分供电。当其间一台毛病时,该UPS从体系中脱离,用户所需负载电流,由剩下逆变器按新的比例从头分配供电。此种办法现在有两种结构,一种是UPS经过外加并机柜办法并联,并机柜供给同步及多机均流操控,一起供给并联体系的总静态旁路;另一种是在每台UPS内装置一套逻辑操控板,操控各台机器的同步及均流输出。此计划的长处是易于扩容(选用并机柜办法时应将并机柜按终期考虑),经过冗余备份进步供电可靠性,但也存在缺陷:(a)选用并机柜办法的,并机柜成为体系的公共瓶颈点,一旦它内部失控或毛病,会导致整个体系供电失利。(b)因为各台UPS输出量参数难以坚持完全一致,导致各UPS在向负载供电一起,还在UPS内部的逆变器间构成环流。当环流过大,将直接危及逆变器安全。此外,假如各UPS向负载供电的电流差异过大,将使逆变器的功率扩展元件老化速度失衡,也会引发毛病。一般来说,供电体系中并机数量越多,UPS电源体系发作毛病的概率也越大。
    (3)并联热备份。该体系将两台UPS的电池组输入、整流器输出及逆变器输出并联,共用旁路。正常时两台整流器一起向两逆变器供电,并向两组电池充电,经过逆变器输出静态开关挑选其间一台逆变器向负载电,两台整流器和逆变器别离互为备用。只要当两台逆变器一起毛病时,体系将负载切至一起静态旁路,由市电持续向负载供电。该计划没有瓶颈毛病点,任何一台UPS部分或全体毛病,体系仍能持续向负载供电,因为真实输出只要一台逆变器,故也不存在逆变器间的环流,但因为此形式相似单机运转形式,带载才能相对差且不易扩容。
    5 供电体系应具有智能性
    为了确保供电体系能长时刻不连续运转,UPS有必要具有智能性,对运转中的UPS状况自动检测,对UPS毛病及时发现。确诊和处理,并削减因毛病或检修而构成的连续,一起,作为通讯机房动力体系的一部分,应供给通讯协议,以便纳入动力会集监控网络内。因此,在体系规划时,咱们应考虑到这些要素。一般来说,作为智能性的UPS应具有下列功用:
    (1)实时监测功用。监督电路中各部分状况,随时获取主机作业时的有关参数。
    (2)人机交互功用。可按实践运转状况,经过程序修改,从头设置UPS内部的各种临界作业点阀值,也可读取UPS电源各种作业参数。
    (3)毛病确诊功用。对监测到的不正常参数及时剖析,及早发现毛病预兆,显示其性质、部位,给出处理办法,并自动记录有关信息。
    (4)长途监控功用。供给一个长途计算机接口,能经过RS232或RS485接口经调制解调器完成与异地计算机终端通讯,达到遥测和遥信的意图。

    6 结束语
    在规划通讯机房UPS供电体系时,咱们既要节约出资,又要考虑体系的可靠性、灵活性,为通讯设备及计算机负载供给有用的动力保障。


【上一个】 电路设计中电阻的选择及其作用 【下一个】 开关电源维修具体方法


 ^ 开关电源浅谈通信机房UPS供电系统配置方案

东方心经2021全年免费资料大全