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模块化UPS电源正确选择?

发布时间:2015-11-25 10:31 浏览次数:
  模块化UPS已经成为当前UPS电源行业发展的大趋势,那么模块化UPS电源选择与传统UPS电源一样吗?应该如何正确选择模块化UPS电源,我们主要可以从外部特性、电气性能、系统设计、易用性设计、制造工艺、售后服务等方面来考虑。

通过产品外部特性选择:体积、模块重量、走线方式、并柜方式等
  1. 体积:随着大数据与云计算的发展,出于大规模数据运算与降低能耗的考虑,数据中心将越来越呈现集中化的趋势。因此也要求UPS具备更小的体积、更高的功率密度、更灵活的安装方式。占地面积小、单柜功率密度高的UPS将为用户节省更多的机房租金。
  2. 单模块容量/重量:较小的模块容量意味着同等容量的系统中将会使用到更多的功率模块,系统可靠性将会随之降低(控制逻辑复杂、信号干扰增大,可能会因为单模块故障导致整个系统故障);而较大的模块容量在系统容量较低时,可能会冗余不足或造成容量浪费从使用的角度而言,功率模块重量不宜太大,一般建议小于40Kg,此时可保证两人就能进行安装与维护。否则在安装位于机柜上部的功率模块时,必须使用机械进行辅助操作,这将会增加安装的复杂度并带来工程成本的上升。
  3. 安装方式:UPS的输入输出走线一般有下走线和上走线两种方式(分别对应防静电地板和顶部吊装走线架两种场景)。用户的实际使用环境多变,为降低工堪难度,应要求模块化UPS同时支持两种走线方式。同时对于一些空间面积有限的机房,或模块化数据中心,UPS可能会靠墙或靠其他机柜安装,因此模块化UPS还应具备完全前安装、前维护的设计(部分厂家可能宣称前维护,但无法做到所有线缆的前安装,用户可根据实际需要提出这方面要求)。
  4. 并柜方式:模块化UPS系统一般包括功率柜和配电柜(有时还有旁路柜)。有的厂家会将功率柜和配电柜作为一个整体进行销售,二者不能拆开独立配置(可能使用铜排连接,或配电柜包括了监控模块、旁路模块)。另外的厂家则可以提供一体化的功率柜,即一台功率柜整合了监控、旁路和部分配电的功能,可作为一台独立的UPS进行销售。用户可根据实际需要进行选择,通常情况下,在机房已有配电柜时采购可独立销售的UPS功率柜可降低成本。
  5. 要注意的是,有些厂家宣称的大容量模块化UPS其实并非是一套UPS系统,而是两套UPS的并机系统。这种系统与塔式机的并机方式相同,具备两套独立的监控与旁路系统,因为不具备系统冗余,可能在某些场景下存在风险(如逆变过载、旁路切换时两套UPS不同步)。
通过电气性能选择:效率、谐波、均流度、功率因数、模块休眠功能等
  1. 效率:选择UPS时不仅要考虑最高效率,还要同时考虑系统在低负载率时的效率。模块化UPS如果具备自动休眠功能,可提高低负载率时的系统效率。但低负载率时的效率仍可作为对厂家技术能力的考量因素之一。目前主流UPS厂家均可提供95%以上系统效率的中大容量UPS。系统效率指标越高越好。
  2. 有些UPS还会具备节能模式,即UPS在电网质量较好时工作在旁路模式,此时系统效率可高达99%。但此模式依赖于当地电网质量,而且必须做到在电网质量不符合要求时能够快速自动切换回市电模式。如厂家宣称提供该功能,应同时要求提供切换时间参数,一般应小于5ms,可保证负载不中断。在电网质量不好的地区、或UPS为单路输入负载供电时,不建议启用该模式。
  3. 谐波:因为采用了IGBT整流和PFC功率因数校正技术,高频UPS的输入电流谐波(THDi)要远小于传统的工频UPS。一般厂家的模块化UPS都可以做到输入电流谐波≤ 3%。而传统的工频UPS则要大于10%。
  4. 三相负载不平衡度:厂家提供的产品应满足YD/T 2165—2010《通信用模块化不间断电源》中5.3 规定的三相负载严重不平衡度≤3%的要求。
  5. 模块均流度:模块化UPS内部因为有多个功率模块并联输出,因此要保证各模块都能输出大小一致的功率,厂家提供的产品应满足YD/T 2165—2010《通信用模块化不间断电源》中规定的模块输出不均衡度≤5%的要求。
  6. 输入/输出功率因数:采用了PFC技术的高频UPS,一般输入功率因数较高,可以做到0.99以上。输入功率因数越高,代表电网输入到UPS的电能中有用的部分所占比例越高,UPS对电网的污染也越小。输出功率因数代表了UPS可以输出的实际功率(kW=kVA*输出功率因数)。UPS的输出功率因数也是负载的输入功率因数,目前IT负载的输入功率因数一般可做到0.9以上,所以对模块化UPS应该要求输出功率因数大于0.9才能更好的匹配目前的IT负载需求。输出功率因数越高,说明UPS的输出适应负载的范围越宽,自身带载能力越强。
  7. 模块休眠功能/节能模式:功率模块休眠功能是模块化UPS的特殊功能之一,该功能可以提升系统的整体效率,降低UPS自身损耗,因此模块化UPS应具备模块智能休眠功能,系统可根据负载的实际大小自行决定开启还是关闭功率模块。
  8. 另外在一些电网较好的地区,用户更希望UPS能提供节能模式(通过旁路供电,在市电情况不好时可以迅速切换到逆变模式)。因此模块化UPS也应同时具备节能模式供用户选择。
通过系统设计选择:模块控制方式、旁路控制方式等
  1. 功率模块控制方式:模块化 UPS 系统中各功率模块之间需按照一定的控制方式来实现统一协调工作。目前功率模块的控制方式主要分为两种控制逻辑模式:集中控制逻辑模式和分散控制逻辑模式。控制方式的不同分别代表不同的技术流派,目前并无统一的观点,此处就不做介绍。
  2. 通过易用性设计选择:操作方便、维护简单、支持热插拔、监控屏幕等
  3. 热插拔功能:模块化UPS应由输入配电部分、输出配电部分、功率模块、监控模块等组成。模块具有以下属性: A、机械上具有独立的框架结构; B、具有完整独立的功能; C、模块之间应能协同工作。
  4. 功率模块 :包括整流、逆变、充电(可选)、功率因数校正和相关控制电路,功率模块是UPS系统的主要模块,UPS系统正常工作模式下具有热插拔和并联冗余工作功能。
  5. 监控模块 :其负责实时监视 UPS 系统工作状态、采集和存储 UPS 系统运行参数,故障记录存储和故障诊断,应具有热插拔功能。
  6. 模块化UPS还应具备一般UPS的通用特性,如支持各种通讯接口、可通过WEB访问、能自动发送故障告警、可视化的网管平台、能提供通讯协议与第三方网管系统互联互通等。
通过制造工艺选择:结构件、导轨、三防漆、生产工艺等
  1. 结构件的要求:模块化UPS因功率密度较高,其机柜内部结构件需要具备更强的承重能力,在一些特殊区域还应具备一定的抗震能力。这时应要求厂家提供抗震的加固组件,同时提供通过相关抗震测试的有效证明文件。对于内部使用铜排进行连接的地方,应能满足UPS最大通过电流,温度的升高不应超过正常范围。
  2. 模块化UPS因为需要对功率模块、旁路模块等进行热插拔动作,对模块的工艺要求较高。如尺寸必须严格一致,否则会出现插不准的情况;接插件必须经过严格测试,防止多次插拔后出现接触不良或变形等问题;同时为方便维护,功率模块插槽中还应设置导轨,方便用户轻松插拔功率模块。另外还要注意结构件边缘是否光滑,维护操作是否方便等。
  3. 环境防护:很多UPS在出厂后并不会立即投入使用,而是在代理商的仓库中存放很长时间。尤其在一些地区,如广东、海南等地因为天气湿热、靠近海边,长期储存的机械往往出现锈蚀、霉斑等现象。另外在一些工矿企业或机房环境不好的地方,粉尘也会对UPS带来影响,如堵塞通风孔、造成内部器件短路等。因此,一些质量控制较好的厂家会通过对机器外壳做防锈处理,同时对内部板件通过喷涂三防漆等工序来提升UPS抵抗盐雾、腐蚀、粉尘的能力。在南方地区和UPS使用环境较差的地区,用户应要求UPS生产厂家提供更高的防护工艺,如内部主要单板喷涂三防漆等。
  4. 关键器件的要求:UPS使用较多的器件有IGBT、DSP、空开等。一般国内小厂家为降低成本,可能会使用一些质量较差的器件。因此对关键器件,应要求厂家使用国际知名的大品牌产品,如ABB、施耐德等。一些重要的原材料(如电池、空开、功率器件等),还应要求厂家提供相关采购证明材料,防止厂家以次充好。
通过售后服务选择:厂家实力、交付能力、维护网点、备件采购等
  UPS电源厂家众多,产品质量也参差不齐,用户应该如何选择UPS的品牌?
  首先,选择有自研实力的厂家。UPS行业的销售主要分代理销售和厂家直销两种,其中代理销售是中小功率产品的主要模式,大功率UPS一般采用厂家直销或厂家配合代理商销售的模式。因此应区分代理和原厂的区别(有些代理商往往通过贴牌生产,宣称是自己的产品)。应选择大的代理商或厂家,以免后续使用出现维保纠纷。应要求厂家或代理提供原厂证明文件,查询厂家的人员规模、生产规模、销售数据等信息。保证厂家提供的是自主研发产品,以免出现问题时厂家技术人员不能及时解决。
  其次,选择有售后能力的厂家。一般大的生产厂家会在全国各地设有服务网点(一些大公司在全球各主要国家都有服务网点),在故障处理速度、维护人员资质上要远远优于小厂家。如果是代理商销售,应要求代理商提供相应的维护服务,以及厂家授权的维护资质等。
  再次,选择能长期合作的厂家。UPS行业竞争激烈,目前行业内的收购与整合也愈演愈烈,不少实力不足的厂家都将面临被吞并或出局的危险。如果用户选择了这些厂家的产品,以后的维护与备件采购将会非常困难。因此对于那些希望进行长远规划,注重稳定合作关系的用户,建议应尽量选择大公司大企业的产品。尤其是中大功率模块化UPS,对技术要求较高,大厂家的产品质量也更加值得信赖。对于采购额较大的项目,用户可以提出对厂家进行参观的要求,在近距离观察生产厂家的实力与水平后再决定是否采购。
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