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数据中心机房UPS的分类、选择选型与安装时需要注意的几个事项

2021/08/02

  弱电工程施工中,UPS就是为了解决不间断供电而设置的。UPS电源安装是比较重要的一个环节。UPS安装前,都需要先考虑好UPS输入输出配电。

 

UPS的选择

UPS的分类


一般情况下,UPS系统分为三大类,为后备式(或离线)、在线互动式和双转换式(在线)。不同的厂商会提供不同配置的UPS,客户根据自己的目标、应用、和功能要求,以及他们的产品差异化的愿望,选择所需要的UPS。


如何购选UPS不间断电源


1、首先要确定您的数据中心的设备是需要的多大功率的,一般来讲普通PC机或工控机的功率在200W左右,服务器在300W与600W之间,其他设备的功率数值可以参考该设备的说明书。只要按要求购买就可以了。


2、其次应了解UPS的额定功率有两种表示方法:视在功率(单位VA)与实际输出功率(单位W),由于无功功率的存在所以造成了这种差别,两者的换算关系为:视在功率*功率因数=实际输出功率。所以在购买的时候要计算好。


3、UPS通常分为工频机和高频机两种。工频机由可控硅SCR整流器,IGBT逆变器,旁路和工频升压隔离变压器组成。因其整流器和变压器工作频率均为工频50Hz,顾名思义叫工频UPS。


鉴于这些选项,应该如何选择UPS配置


  在选择UPS的时候你需要自己的业务需求,同时还要了解自己的财政预算,设定UPS系统的投入资本和运营成本。你还要了解UPS的可用性,那么您选择的UPS系统不应该是那些只能够容忍几个小时的停机时间。您的UPS配置的选择应与您的可用性需求相一致,并应根据数据中心停机的潜在损失,设置您的预算。


一、冷却基础设施


  根据选择的UPS系统,给您的设施增加冷负荷。对于大型数据中心来说,甚至UPS效率降低一个或两个百分点都可能转化为大量的热量,多余的热量必须去除,以保护设备。您现有的基础设施可以处理这个负荷吗,或者您的UPS有必要升级吗?


二、空间


  UPS系统占用宝贵的数据中心地面空间,所以确保您选择的配置不会要求在您的设施中增加更多的空间。现在的机房可以说是一寸土地一寸金,所以UPS的大小也是格外重要的。


三、冗余

  您有一个临时的备份电源系统(UPS),那么为什么不备份您的备份呢?如果可用性是设计的关键考虑,那么冗余是必要的。增加后备式UPS,可以避免单点故障,从而提高电源系统的可靠性。


  一个通常的备份配置为N +1(例如,如果您需要六台UPS运行您的数据中心,那么N +1的设计涉及七个装置),其他的包括2N(所需要装置数的一倍)、2N +1等。


  更多的冗余可以提高可靠性或可用性,但同时也需要更多的设备成本(较高的资本性支出),更多的地面空间(取决于配置)和更低的效率。


四、设计复杂性


  简单的设计往往是不太容易出现人为的错误和独立的故障,但他们可能还缺乏一些您更愿意在UPS系统中看到的功能。


  例如,在线互动式UPS系统中的开关,是潜在的故障点,在双转换设计中,就不存在这个故障点。此外,复杂的设计与简单的设计相比,可能需要更多的维护(或简单地说,就是维修成本较高)。


五、模块化

  如果您预期您的IT需求会增长,那么应该考虑模块化的方法。“超前购买”,购买比你现在需要的更多的设备,将花费你更多的资本支出、存储空间和潜在的运行费用。模块化方法允许你在需要时,添加基础设施,避免需求增长后,以前的设施变成废物。



  UPS的安装


UPS的三大基本功能:稳压,滤波,不可间断。  

  在市电供电时,它是稳压器和滤波器的作用,保证设备正常工作;在市电中断时,它又可以通过把它的直流供电部分(电池组,柴油发电机等)提供的直流电转化为完美的交流电供负载使用,其中由市电供电转电池供电一般为0时间切换,这样就使负载设备在感觉不到任何变化的同时保持运行,真正保证了设备的不间断运行。


UPS安装7项注意


  一般UPS厂家会向用户提供完整、详细的UPS安装要求和注意事项,只有符合这个要求,才能保证UPS供电系统正常工作。  
  在实际应用中,工程师可根据要安装的UPS的实际情况将相关参数发给客户,以便客户按此要求施工。下面逐一进行说明:



  用户为UPS提供的输入市电其波动值一般要小于UPS标称的允许市电波动值,例如某型号UPS标称允许市电输入电压波动在220V+20%,那么此项可要求用户市电波动在+15%,这样有利于UPS正常运行;零地电压一般要求在不带负载时小于1.5V,带满载时小于2V,工程师也可根据现场情况及负载要求提出此值。


  UPS为了消除共模干扰,零、火线对地之间都加了滤波电容,零、火对地都有电流,可能造成零、火线上电流不等,从而使带漏电的断路器跳闸。所以UPS前级及负载回路不能装带漏电保护的断路器,以免造成UPS及其负载意外掉电。这里要指出的是,用户配UPS的主要目的是为了重要设备如计算机等的安全运行,而不是为了保障人员安全,所以也不应该对线路中带电部分如插座、断路器等频繁插拔、开合。


  为了消除干扰,大多数UPS的输入零线与输出零线是隔离的或者是经过扼流圈的,所以在做UPS配电时不能把UPS输出(即负载)的零线接到输入配电的零线母排上。用户可将UPS输出(负载)零线接到单独一条零线排上。某些品牌的UPS在UPS内部输入零线与输出零线直通,就可以把输入零线与输出(负载)零线接到同一母排上。


  UPS输入断路器是专为单独控制UPS输入电源的通断的,所以UPS输入断路器的下口不要再接其它的用电设备,以免影响UPS输入电的正常通断。
  
  这里要说明一点,有些用户要求UPS在市电掉电后,UPS靠电池后备工作的时间很长,这样,UPS所配的外接长延时电池的容量会很大,为保证这部分外接电池能够有足够的充电电流(一般为外接电池总AH数的10%),厂家会给UPS另外配一只外接长延时电池充电器,此充电器的交流输入电源要与UPS的输入电源同时通断,才能保证在有市电时,外接充电器对外接电池充电,市电断时,电池通过充电器立即向UPS逆变器放电。所以这种充电器的交流输入电是要与UPS的输入电接在同一断路器的下口的。


  在为UPS选配输入输出断路器时,首先要求断路器标称的额定电压要符合UPS的额定输入输出电压,如单进单出UPS可选单极(或N+1,或两极)额定电压为AC220V或250V的断路器,三进三出UPS可选三极(或N+3,或四极)额定电压为AC380V或415V的断路器。要注意断路器的额定分断能力ICU要符合UPS厂家的要求,一般小型UPS为10KA或6KA,大中型UPS都要求在30KA以上。


  UPS与外接长延时电池之间连线不宜过长,否则在电池连线上损失的压降过大。另外,用户往往十分注意UPS主机工作的环境温湿度,电池与主机一同放置可使电池也得到良好的工作环境。


  建议用户为UPS及其负载单独设置配电盘(柜),以便于对UPS及其保护的负载进行集中、可靠的控制。此配电盘(柜)要符合国家相关标准。


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