經驗人：蘇雪娟

UPS以及ATSE在電力信息交流低壓供電系統(tǒng)中的應用

經驗人：蘇雪娟

隨著電力信息技術不斷的快速發(fā)展，信息機房原有UPS電源及其配電系統(tǒng)無法滿足實際工作需求，本文以某供電公司電力信息機房UPS改造為例，介紹了UPS和ATSE設備的工作原理在電力信息交流低壓供電系統(tǒng)中的應用及對供電連續(xù)可靠和供電質量的重要作用。

隨著電力企業(yè)信息機房信息設備的逐漸增加，電源系統(tǒng)的電源質量以及供電可靠性提出了很好的安全需求，需要UPS電源系統(tǒng)能夠提供穩(wěn)定、安全以及可靠的無中斷全天候的優(yōu)質電源服務。在實際的應用中，UPS有兩個作用：一是改善電能質量，消除市電中可能存在的電壓波動、脈沖干擾甚至斷電等情況；二是應急情況使用，防止市電突然中斷而造成信息機房的信息設備、基礎設施等無法正常工作。

UPS電源簡介

UPS介紹

UPS（Uninterruptible Power System），不間斷電源，其電壓功率穩(wěn)定，主要由5個部分構成：蓄電池、AC/DC變換的整流器，DC/AC變換的逆變器，輸入電路（如主路、旁路、電池等）以及逆變和旁路輸出切換電源。工作原理分為三種，即后備式、雙變換式和互動式。本文中的實例采用的是后備式，即市電正常時，蓄電池為充電狀態(tài)，市電通過穩(wěn)壓濾波輸出供給負載設備，而當市電斷電時，逆變器將蓄電池的直流電轉變成穩(wěn)定的交流電輸出給負載設備。

UPS容量選擇和配置

通常用有功功率P（單位：W）來標注信息機房設備的總功率，視在功率S（單位：VA）認定為UPS電源的額定容量。而由于信息機房設備多為主機和網絡設備，有功功率和無功功率對UPS的選擇都會產生影響，P=S×cosφ ，cosφ是功率因數(shù)，取值為0.65，則

計算的時候，需將設備的有功功率P換算成視在功率S：

其中K 為負載系數(shù)。一般情況下，設定感性負載系數(shù)K=0.3，阻性負載系數(shù)K=0.7，容性負載系數(shù)K=1。有額定電壓和額定電流的設備，其視在功率為S=UI，其中取額定電壓為220V，所有負載和：

UPS容量應該以機房實際負載需求為基礎，一般應是其額定功率的25％～70％，同時還應預留3～5年的擴容的可能容量。經過公式（3），計算出信息機房內設備容量大致為90kW，按照（1）公式計算得出應選用60KVA的UPS電源容量。

ATSE開關功能介紹

圖1 ATSE開關示意圖

ATSE（Automatic transfer Switching equipment），雙電源自動切換開關設備，如圖1所示。在電源系統(tǒng)中該設備用于主備電源之間的自動切換。 ATSE包括兩個兩部分：開關本體和控制器。而開關本體也有兩種，分別為PC級（整體式）和CB級（斷路器）。PC級：兩個電源之間能夠自動切換，但不能分斷短路電流；CB級：不僅能使兩個電源之間自動切換，而且能分斷短路電流?？刂破饔脕頇z測主備電源的工作情況，當主備電源發(fā)生故障時，控制器即發(fā)出指令，開關本體將負載設備從主電源自動轉換到備用電源。

所以ATSE開關是信息機房UPS電源系統(tǒng)中不可缺少的電氣設備，保障信息機房供電的質量和可靠性，發(fā)揮著其他設備無法替代的作用。

圖2 某公司機房配電系統(tǒng)示意圖

UPS及ATSE在信息機房中的應用實例

UPS以及ATSE開關是保障信息機房供電可靠運行的重要控制設備。以某供電公司信息機房電源系統(tǒng)為例，其配電進線采用兩路市電電源互為主備，市電電源通過ATSE開關進行相互切換，兩臺配電柜分別向兩臺UPS主機提供電源，如圖2所示。所以只要電源系統(tǒng)的兩路市電不同時斷電，即保證其中一臺UPS持續(xù)向重要設備供電。ATSE開關的自動切換理論實踐控制在100ms。目前該公司信息機房的兩套UPS設計為雙母線供電，所以其主電源不斷電，負載就一直由主電源供電。

從圖中可以看出，如果UPS1輸出發(fā)生改造、檢修等無法持續(xù)供電的情況時，ATSE開關將自動切換到運行正常的UPS2輸出上，確保機房內重要核心設備可靠用電。為了進一步保證各個信息系統(tǒng)供電的可靠性，機房內的所有機柜都從UPS1和UPS2輸出母線上分別引兩路電源到各個PDU設備上，并且機柜內的每臺設備都保證雙電源分別從兩個PDU設備取電，保證了每臺設備都同時由兩臺UPS供電。

總結

本文詳細闡述了UPS及ATSE在某公司信息機房供電系統(tǒng)中的應用實踐，證實了在信息機房交流低壓供電系統(tǒng)中，UPS以及ATSE設備在確保重要負載設備的供電質量以及供電連續(xù)性、可靠性等方面起著舉足輕重的作用，在電力企業(yè)機房的配電系統(tǒng)中得到廣泛應用。

10.3969/j.issn.1001-8972.2015.23.031