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1、机房 UPS 不间断电源设计（服务器机房）1、最新 UPS 选型理念UPS 的生产商习惯按其主电路结构的技术属性来对 UPS 进行分类，这种分类也已被广大用户接受，并以此来判定 UPS 的优劣。第一类为后备式，主要有 APC 的 BK500，山特的 TG500；第二类为在线互动式，主要有 APC 的 SmartUPS；第三类为在线双变换式，主要有 MGE 和 EXIDE 的大机；第四类为在线电压补偿式，主要有APC 秀康 DP300 系列 UPS。而具体描述 UPS 的技术性能指标有四大类： 1)对电网的适应能力；2) 满足负载要求的 UPS 常规输出指标；3)UPS 的输出能力和可靠性；4)
2、智能管理和通信功能。那么在这四大类指标中，比较和选择 UPS 应重点关注哪些特性呢？以下是当前专家和行业大用户普遍认可的一些观点：a选择大功率 UPS 要慎重考虑 UPS 的输入功率因数和输入电流谐波（电力公害问题） 。双逆变在线式 UPS，其 AC/DC 逆变器多为整流滤波电路，它的输入功因数低，一般只在 0.8 左右，输入电流谐波大，达 30，加专门滤波措施后，也仅能降到 10。输入功率因数低，意味着输入无功功率大，输入谐波电流则干扰破坏电网，特别是三相大功率UPS 这两项指标危害很大，形成所谓的电力公害，这会 1)使由同一电网供电的变压器、电动机、电容器等产生附加谐波损耗、过热、加速老化
3、；2) 引起异步电动机转矩降低，振动加剧噪声增大；3) 引起继电器和自动装置误动作，其次谐波对通讯线路、测量仪器产生辐射干扰，影响电能计量的精度等。所以，UPS 的输入功率因数和输入谐波电流应被视为重要性能指标之一，应该把输入功率因数0.95，输入电流谐波5作为判定 UPS 性能指标是否合格的标准之一。欧美发达国家早已立例，严格限制用电设备对电网的污染。我国有关部门亦正制订相关法规，施行日期亦不会遥远，因此用户在购买 UPS 不间断电源时，若不考虑此因素，将会留下日后治理的诸多麻烦，造成经济上的重大损失，同时也会因为治理而产生系统效率降低，可靠性下降等副作用。作为 UPS，相应有三类解决方案。
4、第一，对于带有整流滤波输入的传统双变换 UPS，无论是采用相控或不控整流，从市电吸取能量的方式均不是连续的正弦波，而是以脉动的断续方式向电网吸取电流，使得这类 UPS 具有谐波电流，功率因数低、效率低，对电网造成较大的污染，若采用 12 脉冲整流及输入滤波器，虽然可以将输入功率因数改善到 0.95，谐波电流小于 5，但系统的总效率降低到 90左右，且成本增加，可靠性下降。第二，输入整流器采用高频化整流技术，输入功率因数1，输入总谐波电流5，对电网无污染。但电路复杂，ACAC 总效率一般为 92左右。第三，采用双逆变电压补偿在线式的 UPS，其输入端是一个四象限高频逆变器，从市电吸取的电流是连续
5、的正弦波，且与输入电压同相位，因此其输入功率因数1，输入谐波电流 3，对电网无污染。 ACAC 总效率高达 96。由上可见，目前只有采用双逆变电压补偿在线式 UPS，才能在获得输入功率因数1，输入谐波电流 3的同时，保持 UPS 系统AC AC 总效率达 96或以上。双逆变电压补偿在线式 UPS 为APC 公司专利技术。 APC Silcon 20K 系列大型 UPS，即属此类。b要考虑 UPS 的输出能力与可靠性。输出功率因数、输出电流波峰系数、输出过载能力、输出不平衡负载的能力等指标，直接反映了 UPS 的输出能力，对这些指标的限制，说明了 UPS 输出能力的局限性和脆弱的一面，尽管在配置
6、UPS 容量时尽可以使负载满足 UPS 的要求，甚至留出很大的余量，但这些指标却直接反映了 UPS 的可靠性。过载能力强，允许输出电流波峰系数高的，对负载功率因数限制小的，在同样电网环境和负载条件运行，其可靠性必然高，这是毋容置疑的道理。c要考虑效率与可靠性UPS 的工作效率高时，意味着节省电能，这是绿色电源的标志之一。但还应该注意到效率与可靠性是密切相关的，效率高意味着电路技术先进，元器件选用得好，意味着功器件功率损耗小，功率强度小，温度低，这必然会增强元器件乃至整机的寿命和可靠性。根据*镇政府的实际情况和未来网络设备扩容的需要，我们建议为网络中心机房选配一台 APC 秀康 SL20KW ，
7、它的延迟时间有2 小时，充分保证网络中心机房设备的电源供给。2、APC 秀康 SL20KW 系列 UPS 的性能优势秀康 SL20KW 系列 UPS 有绿色电源之称，DELTA 逆变器技术把电压补偿原理成功地运用到 UPS 主电路中，使 Silcon UPS 的指标在很多方面超过其它同类产品，就目前情况下，有的指标是其它方案的 UPS 无论如何也达不到的。下面的八个指标体现了 Silcon UPS 的优越性：1、输入功率因数等于 1 对于一般 UPS 而言，要提高输入功率因数，就必须加输入功率因数校正电路，成本很高。但是，Silcon UPS 却轻易实现了输入功率因数为 1，它借助于DELTA
8、 逆变器对输入电流进行调制，使 UPS 的输入端对电网来说相当一个纯线性电阻，输入电流和电压完全同相。在整个负载电流范围内，输入功率因数都很高，这是其它校正技术难以实现的。输入功率因数高的好处有两点：减少了无功电流对电网的污染；使输入无功功率为零，可降低电网功率容量，可用 1.2（考虑效率和传输损耗）的电网容量和油机的功率容量向 UPS 配电，而一般功率因数低的 UPS 则需要 1.5 倍的电网功率容量或 2.53 倍的油机功率容量向 UPS 配电。同时还降低其它供电设备诸如开关、传输线、熔断器、变压器等的功率容量，降低设备投资成本。2、对电网无高次谐波干扰一般 UPS 的输入电压电流都有很大
9、失真，输入端的可控整流电路可使电流谐波失真高达 30以上，既使增加外部滤波装置也仅能降至 10，而 Silcon UPS 的输入电流电压不仅同相，而且是纯正的正弦波，谐波电流可降至 3以下，这是其它 UPS 很难做到的。3、整机 AC-AC 效率可达 96一般 UPS 与 Silcon UPS 的效率比较如下：输出功率 100KVA一般 UPS 效率 95% 96% 96%Sicon UPS 所以效率高，是因为逆变器最大只承担了负载功率的20。以 10KVA-100KVA 的一般双逆变器 UPS 而言，其效率大约为88，即 UPS 本身损耗 12，这 12中，又分为维持 UPS 运行的最低损耗
10、（例如 3）和由于负载电流存在而附加的损耗（例如9%） ，而在 Silcon UPS 中可将由负载存在造成的 9的损耗降低至接近 2，这样总的损耗不过是 5。效率高本身就意味着节省能源，降低能源成本，以 100KVA 的UPS 为例，与一般双逆变器 UPS 相比，使用 Silcon 可把电能损耗降低 7，即 7KW，如果常年连续运行，每年节约 24（小时）x 365(天 )x7KW=61320KWH。按 1.2 元/KWH 计，每年节省 76584 人民币。如果再加上 20的空调费用，每年可节约 9 万人民币。Silcon 的效率高，这是任何双逆变结构的 UPS 不可能达到的。4、UPS 主机
11、功率器件的寿命长，可靠性高UPS 主要器件的寿命可靠性是与它承担的功率（功率强度）有直接关系的，一个大功率半导体器件的寿命和可靠性直接与它承担的电压、电流、功耗和壳温有关，以功耗而言，在其额定功率范围内，实际使用功率如增大一倍，其平均寿命就降低 20-30（非线性关系） 。在市电存在的情况下，Silcon UPS 主逆变器只承担了 20的负载功率，这与一般 UPS（承担 100的负载功率）相差相当悬殊。功率器件的寿命和可靠性的提高是显而易见的。5、UPS 功率余量大，增强了抗冲击负载的能力逆变器不在 UPS 主电路中，其本身又有几倍的功率余量，再加上主电路器件（开关、容断器、变压器等）同样具有
12、较大的功率容量，所以 UPS 对冲击性负载具有极强的适应能力。例如电机启动、线性变压器上下电时的随机饱和等，常常造成在负载开机时瞬间损环 UPS。6、增强了过载能力同样是由于逆变器功率容量的余量很大，Silcon UPS 的过载能力比其它 UPS 要强，如果 Delta 逆变器的功率选择得与额定负载功率相同，那么在有市电的情况下，Silcon UPS 的过载能力理论上可接近 500。由于 Delta 逆变器的功率选择得较小，Silcon UPS 的实际过载能力为：120时 可连续工作150时 可工作 10 分钟200时 可工作 1 分钟此项性能标高于所有其它品牌的 UPS 过载指标。7、允许
13、100不平衡负载因为 Silcon UPS 的输入端没有三相整流设备，因此很容易将三相电路分开，每相都有各自独立的控制系统，因此可承受三相100的不平衡负载，实际上在 100负载不平衡和输入电压偏离额定值并达到上限或下限的情况下，逆变器也仅仅有 20的不平衡负载，所以对整 机的影响是微不足道的。这上点也是其它电路方案的UPS 很难做到的。这些特点都是其它 UPS 无可比美的。型 号 SL20KH输出功率 20KW / KVA满载输出电流(380V) 29.0最大输入电流 37.6A额定负载发热量 0.9KW高宽深(mm) 1400600800重(Kg) 212APC Silcon UPS SL
14、20KH (20KVA/KW) 设备技术参数一览表基本规格静态旁路开关 内置通讯接口 DB-25RS-232(内置)并联运行 内置报警继电器板 内置运行环境温度 040（reduced）运行相对湿度 095%（无冷凝水、凝露）运行海拔高度 1000 米噪音(距离 1 米处) 52dBA(100%负载) 防护等级 IP30安全性 EN500911，UL1778，国际认证 C-tick,CE,ISO9001,ISO14001,TUV,EN50091-1辐射与抗干扰性 EN500912，FCCA 类，符合 CISPR22 标准要求充电特性 DIN41773先进的电池监测 可编程自动启动 可编程电源附
15、件 隔离变压器、维修旁路面板、远程显示设备、外部电池箱、外部静态旁路开关管理附件 PowerChute 网络关闭软件、Web/SNMP 管理卡、Master Switch、可控电源插座、环境监控卡、电话线远程管理卡输入规格输入联接方式 硬线联接五线制或四线制输入电压(主电路和旁路) 3380400415VAC输入电压允许波动范围 15旁路电压范围 10（标准） 4，6，8，10 可编程输入频率 50Hz6%（标准） ，0.5-8%可编程同步跟踪速率 1HZ/秒 (0.25,0.5,1,2,4HZ/秒)输入功率因数 0.97（负载 25） ，0.99（负载 100）输入电流曲线 纯正弦波输入电流
16、谐波失真 5%输出规格输出电压 3380400415；输出电压容限(静态对称负载) 1 (静态非对称负载) 3(动态 0-100%突变负载) 5输出电压精度（静态平衡负载） 1（静态不平衡负载） 3（0-100%负载阶跃） 5瞬态电压恢复时间 20ms(1 周波内)电压失真（线性负载） 最大 3（非线性负载 最大 5输出频率 50Hz（市电同步）0.1%（晶振频率）频率同步范围 0.5-8%可编程频率跟踪速率 1HZ/秒(0.25,0.5,1,2,4HZ/ 秒)负载功率因数 0.8 滞后至 0.9 超前过载能力（市电运行） 200%60 秒，12510 分钟（电池运行） 15030 秒(旁路运行) 125% 稳定，1000%500ms满载 AC-AC 输出效率 95
