施平平

【摘 要】隨著科技的進步，網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，人民日常生活越來越依賴計算機網(wǎng)絡(luò)，計算機房每天每時每刻要保障人民辦公、生活所需的網(wǎng)絡(luò)通暢，網(wǎng)站的正常訪問等，這將對計算機機房的電力供電質(zhì)量提出更加高的要求。本文立足計算機理論，詳細探討UPS選型理念，選取一款UPS對它的優(yōu)勢做一論述。

【關(guān)鍵詞】計算機 網(wǎng)絡(luò)化 UPS選型 電源設(shè)計

【中圖分類號】 TP303【文獻標(biāo)識碼】A【文章編號】1672-5158（2013）02-0293-02

1、UPS的選型理念

對UPS進行選取，首先要掌握UPS的分類，目前市場一般按照其主電路結(jié)構(gòu)的技術(shù)屬性實施分類，并且廣為用戶認可，并以此作為標(biāo)準(zhǔn)，來判斷UPS的優(yōu)劣。第一類為后備式，主要有APC的BK500，山特的TG500；第二類為在線互動式，主要有APC的SmartUPS；第三類為在線雙變換式，主要有MGE和EXIDE的大機；第四類為在線電壓補償式，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：一是對電網(wǎng)的適應(yīng)能力；二是滿足負載要求的UPS常規(guī)輸出指標(biāo)；三是UPS的輸出能力和可靠性；四是智能管理和通信功能。那么在這四大類指標(biāo)中，比較和選擇UPS應(yīng)重點關(guān)注，一直是當(dāng)前專家和行業(yè)大用戶普遍認可的一些觀點：

1.1 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

雙逆變在線式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這兩項指標(biāo)危害很大，形成所謂的電力公害，這會1）使由同一電網(wǎng)供電的變壓器、電動機、電容器等產(chǎn)生附加諧波損耗、過熱、加速老化；2）引起異步電動機轉(zhuǎn)矩降低，振動加劇噪聲增大；3）引起繼電器和自動裝置誤動作，其次諧波對通訊線路、測量儀器產(chǎn)生輻射干擾，影響電能計量的精度等。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)達國家早已立例，嚴(yán)格限制用電設(shè)備對電網(wǎng)的污染。我國有關(guān)部門亦正制訂相關(guān)法規(guī)，施行日期亦不會遙遠，因此用戶在購買UPS不間斷電源時，若不考慮此因素，將會留下日后治理的諸多麻煩，造成經(jīng)濟上的重大損失，同時也會因為治理而產(chǎn)生系統(tǒng)效率降低，可靠性下降等副作用。作為UPS，相應(yīng)有三類解決方案。

第一，對于帶有整流濾波輸入的傳統(tǒng)雙變換UPS，無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%，對電網(wǎng)無污染。但電路復(fù)雜，AC-AC總效率一般為92%左右。

第三，采用雙逆變電壓補償在線式的UPS，其輸入端是一個四象限高頻逆變器，從市電吸取的電流是連續(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%，對電網(wǎng)無污染。 AC-AC總效率高達96%。

由上可見，目前只有采用雙逆變電壓補償在線式UPS，才能在獲得輸入功率因數(shù)≈1，輸入諧波電流<3%的同時，保持UPS系統(tǒng)AC-AC總效率達96%或以上。雙逆變電壓補償在線式UPS為APC公司專利技術(shù)。APC Silcon 20K系列大型UPS，即屬此類。

1.2 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)、輸出過載能力、輸出不平衡負載的能力等指標(biāo)，直接反映了UPS的輸出能力，對這些指標(biāo)的限制，說明了UPS輸出能力的局限性和脆弱的一面，盡管在配置UPS容量時盡可以使負載滿足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。過載能力強，允許輸出電流波峰系數(shù)高的，對負載功率因數(shù)限制小的，在同樣電網(wǎng)環(huán)境和負載條件運行，其可靠性必然高，這是毋容置疑的道理。

1.3 要考慮效率與可靠性

UPS的工作效率高時，意味著節(jié)省電能，這是綠色電源的標(biāo)志之一。但還應(yīng)該注意到效率與可靠性是密切相關(guān)的，效率高意味著電路技術(shù)先進，元器件選用得好，意味著功器件功率損耗小，功率強度小，溫度低，這必然會增強元器件乃至整機的壽命和可靠性。

根據(jù)***鎮(zhèn)政府的實際情況和未來網(wǎng)絡(luò)設(shè)備擴容的需要，我們建議為網(wǎng)絡(luò)中心機房選配一臺APC秀康SL20KW ，它的延遲時間有2小時，充分保證網(wǎng)絡(luò)中心機房設(shè)備的電源供給。

2、APC秀康SL20KW系列UPS的性能優(yōu)勢

秀康SL20KW系列 UPS有綠色電源之稱，DELTA逆變器技術(shù)把電壓補償原理成功地運用到UPS主電路中，使Silcon UPS的指標(biāo)在很多方面超過其它同類產(chǎn)品，就目前情況下，有的指標(biāo)是其它方案的UPS無論如何也達不到的。

下面的八個指標(biāo)體現(xiàn)了Silcon UPS的優(yōu)越性：

2.1 輸入功率因數(shù)等于1對于一般UPS而言，要提高輸入功率因數(shù)，就必須加輸入功率因數(shù)校正電路，成本很高。

但是，Silcon UPS卻輕易實現(xiàn)了輸入功率因數(shù)為1，它借助于DELTA逆變器對輸入電流進行調(diào)制，使UPS的輸入端對電網(wǎng)來說相當(dāng)一個純線性電阻，輸入電流和電壓完全同相。在整個負載電流范圍內(nèi)，輸入功率因數(shù)都很高，這是其它校正技術(shù)難以實現(xiàn)的。

輸入功率因數(shù)高的好處有兩點：一是減少了無功電流對電網(wǎng)的污染；二是使輸入無功功率為零，可降低電網(wǎng)功率容量，可用1.2（考慮效率和傳輸損耗）的電網(wǎng)容量和油機的功率容量向UPS配電，而一般功率因數(shù)低的UPS則需要1.5倍的電網(wǎng)功率容量或2.5-3倍的油機功率容量向UPS配電。同時還降低其它供電設(shè)備諸如開關(guān)、傳輸線、熔斷器、變壓器等的功率容量，降低設(shè)備投資成本。

2.2 對電網(wǎng)無高次諧波干擾

一般UPS的輸入電壓電流都有很大失真，輸入端的可控整流電路可使電流諧波失真高達30%以上，既使增加外部濾波裝置也僅能降至10%，而Silcon UPS的輸入電流電壓不僅同相，而且是純正的正弦波，諧波電流可降至3%以下，這是其它UPS很難做到的。

效率高本身就意味著節(jié)省能源，降低能源成本，以100KVA的UPS為例，與一般雙逆變器UPS相比，使用Silcon可把電能損耗降低7%，即7KW，如果常年連續(xù)運行，每年節(jié)約24（小時）x 365（天）x7KW=61320KWH。

2.3 UPS主機功率器件的壽命長，可靠性高

UPS主要器件的壽命可靠性是與它承擔(dān)的功率（功率強度）有直接關(guān)系的，一個大功率半導(dǎo)體器件的壽命和可靠性直接與它承擔(dān)的電壓、電流、功耗和殼溫有關(guān)，以功耗而言，在其額定功率范圍內(nèi)，實際使用功率如增大一倍，其平均壽命就降低20-30%（非線性關(guān)系）。

在市電存在的情況下，Silcon UPS主逆變器只承擔(dān)了20%的負載功率，這與一般UPS（承擔(dān)100%的負載功率）相差相當(dāng)懸殊。功率器件的壽命和可靠性的提高是顯而易見的。

在UPS選用的過程中，應(yīng)當(dāng)結(jié)合機房的具體條件來選用，例如機房系統(tǒng)規(guī)模、系統(tǒng)的形式、常規(guī)性的UPS單元容量等。在安裝過程中，還要求有經(jīng)驗的操作人員進行，充分結(jié)合以往工程經(jīng)驗，以及主要供貨商的產(chǎn)品規(guī)格對自己的機房進行選用、安裝。同時安全性、穩(wěn)定性是安裝過程中最需要考慮的因素，充分保證工作連續(xù)性。

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