計(jì)算機(jī)機(jī)房UPS配備方案建議-UPS電源

1 計(jì)算機(jī)機(jī)房計(jì)算機(jī)機(jī)房 UPS 配備方案建議配備方案建議 一 配置方案建一 配置方案建議議 1 1 容量容量 1 1 1相關(guān)因素及相關(guān)因素及說說明明 選配 UPS 過程中考慮容量問題時(shí) 列舉決定容量大小的相關(guān)因素 并具體說明各因素與 容量的具體關(guān)系 確定 UPS 容量大小應(yīng)參考因素主要有 實(shí)際負(fù)載容量 負(fù)載的類型 容量使用率 環(huán)境條 件 UPS 的類型及實(shí)際負(fù)載能力 潛在擴(kuò)容需求等 實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)考慮 A 實(shí)際負(fù)載容量 這是決定 UPS 容量大小的最根本因素 UPS 的輸出能力必須達(dá)到或超過負(fù)載需要 才能保證正常供電 實(shí)際應(yīng)用中要考慮 UPS 是采用集中式供電還是分布式供電 采用集 中式供電的負(fù)載總量應(yīng)是將機(jī)房所有由 UPS 供電負(fù)載的功率累計(jì) 采用分布式供電的 則根據(jù)每臺(tái) UPS 所帶負(fù)載不同確定 通常電氣設(shè)備的負(fù)載容量稱為視在功率 用 S 表示 單位 VA 視在功率包含有功功 率 P 單位 W 和無功功率 Q 單位 Var 其大小的關(guān)系是 S2 P2 Q2 這里我們將有功功 率與視在功率的比值稱為功率因數(shù) 純阻負(fù)載的功率因數(shù)為 1 容性負(fù)載的功率因數(shù)一 般在 0 6 0 7 B 負(fù)載的類型 如上所述 不同類型的負(fù)載其有功功率和無功功率的比例不同 但 UPS 需向負(fù)載同 時(shí)提供足夠的有功功率和無功功率 則實(shí)際輸出能力受負(fù)載類型所限制 對(duì)于計(jì)算機(jī)類 負(fù)載 UPS 基本上可以輸出額定的功率 如果負(fù)載是阻性或電感性的 則 UPS 的輸出功 率有所下降 需要加大 UPS 容量 例如功率因數(shù)為 0 7 的 1KVA UPS 帶計(jì)算機(jī)負(fù)載可 以帶滿 1KVA 帶純阻性負(fù)載最多只能帶 700VA 這時(shí)有功功率是 700W 帶電感性負(fù) 2 載則更低 因此在計(jì)算負(fù)載容量時(shí) 對(duì)以 W 值表現(xiàn)功率的阻性 感性負(fù)載 應(yīng)折算成 VA 值 一般地計(jì)算方法是 阻性負(fù)載的 VA 值 W 值 0 7 感性負(fù)載的 VA 值 W 值 0 3 C UPS 容量使用率 由于計(jì)算機(jī)機(jī)房設(shè)備有各種開關(guān)電源類的非線性負(fù)載及各類打印機(jī)負(fù)載 這些負(fù)載 沖擊電流大 如果供電 UPS 容量過小 長(zhǎng)期重載運(yùn)行 容易出現(xiàn)波形失真 而且易造成 輸出末級(jí)功率器件過流 加上重載引起的發(fā)熱量 對(duì)系統(tǒng)可靠性明顯不利 對(duì)于大功率 UPS 一般建議容量使用率控制在 0 6 0 8 當(dāng)然 UPS 容量也不宜過大 UPS 帶很小的負(fù)載雖然有利于可靠性 但過度輕載運(yùn)行 一則浪費(fèi)了投資 二則在市電長(zhǎng)時(shí)間停電時(shí) 電池一直小電流放電 容易發(fā)生深度放電 引起損壞 D 環(huán)境條件 UPS 的工作溫度一般應(yīng)控制在 0 40 范圍內(nèi) 如果溫度過高 通風(fēng)條件不好 則不 利于散熱 應(yīng)降額使用 另外海拔高度也有影響 海拔超過 1000m 后每升高 1000m UPS 應(yīng)降額 5 使用 E UPS 的類型及實(shí)際負(fù)載能力 不同類型的 UPS 其帶載能力有所不同 工頻機(jī)的輸出能力較好 而高頻機(jī)的實(shí)際帶 載能力只有工頻機(jī)的 0 9 倍 另外一些廠商的產(chǎn)品 可能存在實(shí)際負(fù)載能力較標(biāo)稱容量 低的現(xiàn)象 這是產(chǎn)品的可信性問題 用戶在應(yīng)用時(shí)不得不考慮這一因素 科華公司多年 來一直保持良好的信譽(yù) 產(chǎn)品經(jīng)過嚴(yán)格的測(cè)試和質(zhì)量把關(guān) 用戶完全可以放心 F 設(shè)備的潛在擴(kuò)容需求 配置 UPS 容量應(yīng)考慮設(shè)備今后擴(kuò)容需要 留有一定余量 將來負(fù)載增加了 不至于 再次購(gòu)置 UPS 另外 盡量選用具有并機(jī)功能的機(jī)型 必要時(shí)可通過 UPS 并機(jī)成倍擴(kuò)大 輸出容量 同時(shí) 在配置 UPS 的輸入輸出配電柜時(shí) 應(yīng)將線纜及空開留有一定余量 方 3 便日后擴(kuò)容 1 1 2容量容量計(jì)計(jì)算方法及算方法及說說明明 容量的計(jì)算公式及相關(guān)文字說明 A 負(fù)載容量的確定 a 列出 UPS 所要保護(hù)的設(shè)備清單 b 每一設(shè)備的銘牌或說明書上均標(biāo)有額定功率或額定電壓電流 將其折算成視 在功率 S 1K VA S i 標(biāo)明額定功率的可以直接采用 ii 標(biāo)明額定電壓電流的 VA 值 V 值 A 值 通常 V 值取 220 iii K1 為負(fù)載匹配系數(shù) 阻性負(fù)載的 K1 0 7 感性負(fù)載的 K1 0 3 容性負(fù)載 的 K1 1 c 計(jì)算所有負(fù)載總和 S S1 S2 SnSn即各設(shè)備功率 單位 VA B 確定 UPS 的功率容量 PUPS PUPS 5432KKKK S 其中 K2 為容量使用率 取值 0 6 0 8 K3 為環(huán)境系數(shù) 與溫度 海拔有關(guān) 一般情況下取值 1 K4 為 UPS 負(fù)載系數(shù) 工頻機(jī)取 1 高頻機(jī)取 0 9 K5 為擴(kuò)容系數(shù) 根據(jù)用戶需要確定 一般可取值 0 6 0 8 如不考慮擴(kuò) 容則取值 1 4 1 1 3對(duì)對(duì)冗余的考冗余的考慮慮 UPS 選配時(shí)考慮容量冗余時(shí)應(yīng)參考哪些因素 遵循哪些標(biāo)準(zhǔn) 1 沖擊性負(fù)載對(duì) UPS 的影響 對(duì)于計(jì)算機(jī)等非線性負(fù)載 其電流波形是周期性的非正弦波 峰值與有效值之比 峰值因 數(shù) 可達(dá)到 2 2 5 具體一定的沖擊性 通常 UPS 的峰值因數(shù)為 3 1 適合電腦等非線性負(fù)載在 正常工作時(shí)的峰值因數(shù)要求 但當(dāng)負(fù)載量增多 電流波形不規(guī)律地疊加后 UPS 等供電設(shè)備的 電流容量還不足以滿足負(fù)載的瞬間電流要求 會(huì)造成輸出波形畸變 在這種情況下需要考慮 增加供電設(shè)備的容量 從而提高電流提供能力 另外計(jì)算機(jī)負(fù)載在開機(jī)時(shí)會(huì)產(chǎn)生超出平常多倍的大沖擊電流 尤其是多臺(tái)計(jì)算機(jī)同時(shí)開 機(jī)的情況 通常超過 UPS 的峰值因數(shù)承受能力 因此在選擇 UPS 容量時(shí)除了選擇過載能力強(qiáng) 的類型 還需要考慮負(fù)載波動(dòng)及沖擊余量 適當(dāng)增大 UPS 容量以抵御負(fù)載的波動(dòng) 而對(duì)于某些特殊負(fù)載 如高速行打 而言 在起動(dòng)或工作過程中會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的沖擊電流 負(fù)載容量瞬間升高數(shù)倍 有時(shí)高達(dá) 6 倍 對(duì)于此種負(fù)載應(yīng)在普通容量余量比例基礎(chǔ)上進(jìn)一步 加大余量 正確的容量冗余對(duì) UPS 的正常穩(wěn)定工作及 UPS 的工作壽命影響很大 經(jīng)常工作在 滿載或過載狀態(tài)下的 UPS 系統(tǒng)故障的機(jī)會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于正確容量冗余的 UPS 電源 2 系統(tǒng)擴(kuò)容的需要 如果最初選擇 UPS 沒有考慮余量 則一旦設(shè)備增加 超出 UPS 的負(fù)荷能力 就必須重新 購(gòu)置一臺(tái)新的 UPS 不僅浪費(fèi)了投資 而且可能受到場(chǎng)地?cái)[放的限制 在布線安裝工作方面也 帶來諸多不便 所以在選擇 UPS 時(shí) 需要考慮 2 3 年內(nèi)擴(kuò)容的可能性 適當(dāng)增加 UPS 功率容量 畢竟單 位 KVA 容量 UPS 的價(jià)格 隨著 UPS 容量的增大而下降 增出容量的成本比單買同樣容量的 UPS 要節(jié)省許多 另外 盡量選用具有并機(jī)功能的機(jī)型 必要時(shí)可通過 UPS 并機(jī)成倍擴(kuò)大輸 5 出容量 同時(shí) 在配置 UPS 的輸入輸出配電柜時(shí) 應(yīng)將線纜及空開留有一定余量 方便日后擴(kuò) 容 1 2 使用建使用建議議 UPS 掛接電子設(shè)備應(yīng)遵循哪些原則 UPS 負(fù)載應(yīng)該是以計(jì)算機(jī)為核心的各類精密設(shè)備 一般為容性或阻性負(fù)載 避免使用感 性類負(fù)載如日光燈 空調(diào) 電風(fēng)扇 電動(dòng)工具 復(fù)印機(jī) 大型打印機(jī)等 因?yàn)楦行灶愗?fù)載對(duì) UPS 的沖擊很大 極易造成 UPS 的逆變器損壞或相關(guān)精密負(fù)載設(shè)備受到干擾 在不得不使用的場(chǎng) 合下 必須加大 UPS 的功率容量 工作方式如何選擇 單機(jī) 多機(jī)串聯(lián) 并聯(lián)運(yùn)行 對(duì)于普通計(jì)算機(jī)設(shè)備或小型網(wǎng)絡(luò) 由于不是關(guān)鍵性的設(shè)備 一般采用單臺(tái) UPS 供電 其 可靠性基本滿足負(fù)載要求 對(duì)于中大型的網(wǎng)絡(luò)等關(guān)鍵性的設(shè)備 設(shè)備數(shù)量多 影響面大 出現(xiàn) 供電問題后果非常嚴(yán)重 則單機(jī)的可靠性還不能滿足 需要采用多機(jī)冗余供電的方式 計(jì)算機(jī)機(jī)房 UPS 主要有幾種冗余方式 串聯(lián)備份從電方式 輸出主從備份方式 冗余并聯(lián)供電方式 采用何種冗余方式 主要考慮 UPS 的功率容量 負(fù)載對(duì)可靠性的要求程度 設(shè)備的投資 經(jīng)費(fèi) A 串聯(lián)備份供電方式 旁路主從備份方式 串聯(lián)備份供電方式 旁路主從備份方式 市電 備機(jī) 從機(jī) 旁路輸入 主機(jī) 負(fù)載 主輸入 6 如上圖所示 對(duì)于在線式工作模式的兩臺(tái) UPS 備機(jī)的輸出作為主機(jī)的旁路備份輸入 這樣當(dāng)主機(jī)的主逆變器輸出故障轉(zhuǎn)到旁路時(shí) 負(fù)載仍然處于 UPS 備機(jī)可靠供電的模式 B 輸出主從備份方式 輸出主從備份方式 市電 UPS 1 冗余轉(zhuǎn)換器 負(fù)載 市電 UPS 2 如上圖所示 兩臺(tái) UPS 或逆變器的輸出同時(shí)送到冗余轉(zhuǎn)換器 經(jīng)冗余轉(zhuǎn)換器再給負(fù)載 供電 正常時(shí)冗余轉(zhuǎn)換器讓主輸入的電源對(duì)負(fù)載供電 當(dāng)主輸入電源故障時(shí)冗余轉(zhuǎn)換器快速 將負(fù)載轉(zhuǎn)移到備份輸入的電源上 完成負(fù)載的冗余供電 在主輸入電源維修完成再輸入冗余 轉(zhuǎn)換器后 冗余轉(zhuǎn)換器又將負(fù)載重新轉(zhuǎn)移回由主輸入電源供電的模式 C 冗余并聯(lián)供電方式 冗余并聯(lián)供電方式 市電 UPS 1 并聯(lián)柜 配電柜 負(fù)載 市電市電 UPS 2 如上圖所示 兩臺(tái) UPS 的輸出同時(shí)送到并聯(lián)配電柜上進(jìn)行直接的并聯(lián) 共同均分負(fù)載 電流 不存在主從關(guān)系 當(dāng)某臺(tái) UPS 出現(xiàn)故障時(shí) 該機(jī)將自動(dòng)退出并聯(lián)系統(tǒng) 負(fù)載電流 100 由剩余的一臺(tái) UPS 供電 輸出不間斷 在故障機(jī)維修完成后可以在線并入繼續(xù)對(duì)負(fù)載 進(jìn)行冗余供電 三種提高可靠性方案的特點(diǎn)比較三種提高可靠性方案的特點(diǎn)比較 比較的項(xiàng)目比較的項(xiàng)目旁路主從備份方式旁路主從備份方式輸出主從備份方式輸出主從備份方式冗余并聯(lián)冗余并聯(lián) 7 串聯(lián)方式 串聯(lián)方式 技術(shù)特點(diǎn)技術(shù)特點(diǎn)技術(shù)簡(jiǎn)單技術(shù)好技術(shù)難度大 可靠性可靠性一般最高高 主從邏輯關(guān)系主從邏輯關(guān)系有 且不易調(diào)換 需要 廠家才可完成 有 容易調(diào)換 用戶即 可完成 取決于并聯(lián)控制方式 可能有 不能調(diào)換 負(fù)載切換時(shí)間負(fù)載切換時(shí)間10ms5ms0ms 相互通信相互通信不需不需有線并機(jī)時(shí)需要 無線并機(jī)調(diào)試時(shí)需要 工作后可以取消 增容性增容性沒有增容沒有增容可依比例增容 過載能力過載能力不變不變短時(shí)過載能力比例增加 尤其是對(duì)于沖擊負(fù)載的 啟動(dòng)能力加強(qiáng) 老化程度老化程度存在主從機(jī)老化不一致 的情況 存在主從機(jī)老化不一致 的情況 不存在 負(fù)載均分性負(fù)載均分性100 不均分100 不均分均分 一般電流的不均 衡度小于 5 電池壽命電池壽命一般需要定期對(duì)換電池 一般需要定期對(duì)換電池 或主機(jī) 確保電池的壽 命 不需對(duì)換 可維修性可維修性差 一般要停機(jī)維護(hù)好 可以在線熱維護(hù)好 可以在線熱維護(hù) 備份模式備份模式一般是 1 1 形式在 增加時(shí)沒有實(shí)際的意義 一般是 1 1 或 1 2 形 式 可以 N m 形式 比較 靈活 系統(tǒng)成本系統(tǒng)成本低一般高 較合適的場(chǎng)合較合適的場(chǎng)合3 10KVA 的負(fù)載0 5 3KVA 的負(fù)載10KVA 以上的負(fù)載 13對(duì)對(duì) 發(fā)電發(fā)電機(jī)機(jī) 技技術(shù)規(guī)術(shù)規(guī)格及主要參數(shù)的要求格及主要參數(shù)的要求 發(fā)電機(jī)的主要參數(shù)有 額定電壓 Vrms 輸出頻率 f 波形失真度 THD 輸出功率 Po 發(fā)電機(jī)內(nèi)阻 Rs 噪聲 dB 燃油消耗率 g KW h 穩(wěn)態(tài)電壓調(diào)整率 瞬態(tài)電壓調(diào)整率 8 電壓穩(wěn)定時(shí)間 穩(wěn)態(tài)頻率調(diào)整率 瞬態(tài)頻率調(diào)整率 頻率穩(wěn)定時(shí)間 根據(jù) 通信專用柴油發(fā)電機(jī)組技術(shù)要求 YD T502 91 的規(guī)范要求 結(jié)合 UPS 實(shí)際應(yīng)用情 況 我們建議發(fā)電機(jī)的頻率 電壓 波形失真度在穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)情況下應(yīng)符合如下技術(shù)條件 A 發(fā)電機(jī)的容量推薦為 UPS 容量的 1 5 3 倍 如果發(fā)電機(jī)除了 UPS 還帶其它負(fù) 載 則需將這些負(fù)載先扣除 取所剩的凈容量 B 空載額定電壓時(shí)的線電壓波形正弦性畸變率不大于 10 3 250KW C 穩(wěn)態(tài)電壓調(diào)整率 4 D 瞬態(tài)電壓調(diào)整率 20 E 電壓穩(wěn)定時(shí)間 2 4s F 穩(wěn)態(tài)頻率調(diào)整率 4 G 瞬態(tài)頻率調(diào)整率 9 H 頻率穩(wěn)定時(shí)間 6 5s 1 4 主主備備機(jī)的配置原機(jī)的配置原則則 電池組的分配 備機(jī)的建議容量及使用方式 A 有關(guān)主備機(jī)電池的配置 對(duì)于旁路主從備份系統(tǒng) 即串聯(lián)熱備份系統(tǒng) 正常情況下主機(jī)帶 100 負(fù)載 備機(jī)不帶 載 如果主機(jī)出現(xiàn)故障 則轉(zhuǎn)由備機(jī)供電 另外在市電停電后 主機(jī)帶載放電至電池終止電壓 9 后 主機(jī)的電池欠壓保護(hù)功能起作用 負(fù)載轉(zhuǎn)由備機(jī)供電 為了保證備機(jī)能夠完全供電 備機(jī) 需要有相應(yīng)容量的蓄電池以保證市電斷電后的供電 假設(shè)備機(jī)的電池容量與主機(jī)相同 則當(dāng) 市電停電主機(jī)電池在放電的過程中 備機(jī)的電池同樣在放電 但由于備機(jī)是空載狀態(tài) 基本 是 UPS 在耗用電池容量 一般是 10 左右 如果備機(jī)的后備時(shí)間相對(duì)于主機(jī)短得多 則可能 在主機(jī)放電終止前備機(jī)電池也放得差不多了 備機(jī)的電池起不到作用 另外 一旦主機(jī)發(fā)生保 護(hù) 負(fù)載將全部加到備機(jī)上 這必然造成備機(jī)電池的放電電流急劇上升 如果電池容量不足 50 則電池電壓急速下降 很容易發(fā)生欠壓保護(hù) 所以一般情況下 備機(jī)的電池配置容 量與主機(jī)相同 系統(tǒng)總的后備時(shí)間接近于單機(jī)的 2 倍 一些廠商提出串聯(lián)主備機(jī)共用一組電池的思路 認(rèn)為這樣可以減少電池的投資 避免電 池老化程度不一致的問題 實(shí)際上 電池也是影響串聯(lián)系統(tǒng)可靠性的重要因素 共用一組電池 實(shí)際可能造成單點(diǎn)故障 例如該組電池中個(gè)別節(jié)故障則必然造成停電時(shí)整套系統(tǒng)不可用 另 外 由于主備機(jī)的整流器和充電器通過電池組短接在一起 很可能在電氣線路上形成環(huán)流 例 如主機(jī)或備機(jī)的任一臺(tái)整流器出現(xiàn)短路現(xiàn)象 則另一臺(tái)也可能出現(xiàn)損壞 極可能造成整個(gè)系 統(tǒng)宕機(jī) B 當(dāng)主機(jī)發(fā)生故障時(shí) 其所帶全部負(fù)載將通過旁路轉(zhuǎn)由備機(jī)供電 因此備機(jī)的容量應(yīng)不 小于主機(jī)容量 通常情況下備機(jī)與主機(jī)的功率容量相同 C 串聯(lián)熱備份系統(tǒng)由于控制技術(shù)簡(jiǎn)單 成本低 安裝簡(jiǎn)便而得到廣泛的應(yīng)用 但串聯(lián)系 統(tǒng)也存在一些明顯的問題 由于正常情況下主機(jī)帶 100 負(fù)載而備機(jī)不帶載 這樣長(zhǎng)期運(yùn)行 必然造成主備機(jī)及配套電池老化程度不一致 一旦主機(jī)出現(xiàn)故障 則 100 負(fù)載加到備機(jī)上 對(duì)備機(jī)的沖擊非常之大 客觀上存在一定隱患 因此在大型 UPS 系統(tǒng)中 較多采用并聯(lián)的冗 余模式 科華公司經(jīng)過多年潛心研究 開發(fā)出無主從自適應(yīng)并聯(lián)技術(shù) 并應(yīng)用到主流產(chǎn)品中 該項(xiàng)技術(shù)克服傳統(tǒng)并聯(lián)技術(shù)的一些瓶頸問題 在并機(jī)環(huán)流 負(fù)載均分 邏輯處理 現(xiàn)場(chǎng)安裝取 得明顯突破 有效降低運(yùn)營(yíng)成本 為國(guó)內(nèi)外用戶提供更多的選擇 10 二 二 UPS 配用需特配用需特別別注意的注意的問題問題及及說說明明 盡可能齊全的列舉一些其他應(yīng)注意的問題 1 UPS 的配的配電電要求要求 在 UPS 的應(yīng)用中 合理的配電設(shè)計(jì)對(duì)于 UPS 的可靠性將起到十分重要的 作用 一般包括交流輸入 交流輸出 電池等的配電形式 及相應(yīng)電纜的截面積 交流輸入 交流輸出的空氣開關(guān)不能采用具有漏電保護(hù)的空氣開關(guān) 因?yàn)?UPS 本身的濾 波器對(duì)地有一定的漏電流 考慮到 UPS 的輸入功率因數(shù) 效率 空開的老化等 空氣開關(guān)的功率余量一般應(yīng)是 UPS 額定電流的 150 以上 為了保證有較低的零地電壓 輸入 輸出空開只開 閉交流的火線 零線保持接通 注意輸入 輸出的配電線不能接反 否則可能損壞 UPS 交流配電導(dǎo)線的長(zhǎng)度和截面積至少必須符合以下的關(guān)系 L S kU I 其中 L 為導(dǎo)線長(zhǎng)度 S 為導(dǎo)線面積 U 為導(dǎo)線間的電壓 I 為導(dǎo)線 流過的最大電流 為導(dǎo)線的電阻率 對(duì)于銅線其值為 0 01724 歐姆 毫米 2 米 k 為允許導(dǎo)線 壓降的系數(shù) 一般取 0 005 0 01 電池配電線的長(zhǎng)度和截面積的靜態(tài)特性一般也要符合上述關(guān)系 但由于電池存在負(fù)載啟 動(dòng)的電流問題 因此對(duì)于直流的配電線的 L S 還必須更小些 一般取上述值的一半左右 例子例子 某用某用戶戶采用采用單單相相輸輸入入單單相相輸輸出出 10KVA 的的 UPS 設(shè)備設(shè)備 其 其 220V 交流配交流配線長(zhǎng)線長(zhǎng) 10 米 米 192V 電電池池組組與與 UPS 距離距離為為 5 米 米 UPS 與與輸輸出配出配電電距離距離為為 10 米 米 請(qǐng)問請(qǐng)問如何如何為為用用戶戶配配線線 計(jì)計(jì)算 算 輸入電流為 10KVA 0 7 220V 64 9A 輸出電流為 10KVA 220V 45 5A 電池放電電流 10KW 192V 52 1A 輸入的 L1 S1 kU1 I1 S1 10 2 毫米 2 這里 k 取 0 005 11 輸出的 L2 S2 kU2 I S2 7 1 毫米 2 這里 k 取 0 005 電池的 L3 S3 0 5kU3 I S3 9 3 毫米 2 這里 k 取 0 005 結(jié)結(jié)果 果 交流輸入 電池線取 10 毫米 2 交流輸出線取 8 毫米 2的線即可 當(dāng)然 由于 客戶在負(fù)載的使用中往往沒有帶有 100 的負(fù)載 比上述推薦值稍小時(shí)也可能正 常工作 但是一個(gè)隱患 盡量避免 2 UPS 的接地系的接地系統(tǒng)統(tǒng) 在在 UPS 的的應(yīng)應(yīng)用中 用中 經(jīng)經(jīng)常會(huì)碰到接地的常會(huì)碰到接地的問問題 正確的接地方式 合理的零地電壓是保證用 戶設(shè)備正常工作的前提 UPS 通過合理接地可以使得 UPS 的輸出零地電壓符合負(fù)載的要求 改善 UPS 的電磁兼容特性 減少 UPS 和設(shè)備受到雷擊的影響 保證 UPS 用戶的人生安全 根據(jù)接地的方式 常見的接地類型如下 交流接地 交流接地 在標(biāo)準(zhǔn)的交流配電結(jié)構(gòu)中 一般除了相應(yīng)的相線 零線外 還會(huì)有相應(yīng)的地線 作為 安全接地和電磁兼容接地 安全接地是將人體可能接觸到的電器部位強(qiáng)制短接到地電位 保 證人體在接觸時(shí)免遭電擊地威脅 而電磁兼容接地是用于降低 UPS 的電磁騷擾和提高 UPS 抗電磁騷擾的能力 一般電磁兼容接地對(duì)接地電阻或零地電壓的要求要遠(yuǎn)大于安全接地要求 在交流地線上 一般都會(huì)有一定的交流電流通過 這些電流主要來自設(shè)備濾波裝置中的 對(duì)地電容 而對(duì)于通常的三相五線制的供電系統(tǒng)中 地線和零線在總配電處是短接的 因此 當(dāng)某條地線上的濾波設(shè)備較多時(shí) 或者地線內(nèi)阻較大時(shí) 往往會(huì)使得設(shè)備處的零地電壓較大 有可能影響設(shè)備的可靠工作 所以 地線的線徑要足夠大 且嚴(yán)禁零線 地線混用 直流接地 直流接地 在機(jī)房 通信設(shè)備的很多信號(hào)傳輸 通信中 所有的設(shè)備往往有一個(gè)共同的基準(zhǔn)地 作為所有弱信號(hào)的參考地電位 該地就是所謂的 直流地 由于直流地上為弱信號(hào) 比較容易 受到干擾 因而 直流接地與交流接地點(diǎn) 線要嚴(yán)格區(qū)分 否則 通信設(shè)備可能無法正常工作和 數(shù)據(jù)傳輸 12 防雷接地 防雷接地 對(duì)于交流 直流配電 在雷擊頻繁的地點(diǎn)往往需要安裝有防雷裝置 保護(hù)設(shè)備的安 全 防雷裝置的原理是通過適當(dāng)?shù)亩探踊芈穼⒗讚舻碾妷?電流在設(shè)備端降低到安全的幅值 由于雷擊信號(hào)較大 所以 一般需要有獨(dú)立的地線和接地位置 在大樓的供電配電盤處 防雷 接地應(yīng)與交流的接地分開 保證雷擊時(shí)的安全 而對(duì)于在機(jī)房?jī)?nèi)的 UPS 一般防雷的地線可以 和交流地線共用 因?yàn)榇颂幍睦讚粜盘?hào)已經(jīng)較小 零地電壓對(duì)負(fù)載的影響 一般的電腦 打印機(jī) 測(cè)試儀器等交流設(shè)備對(duì)于零地電壓并沒有 很嚴(yán)格的要求 通常是小于 5V 即可 當(dāng)超出此值時(shí)也不一定會(huì)影響設(shè)備工作 這是因?yàn)檫@些 設(shè)備的輸入一般是整流性的開關(guān)電源 地線一般僅作為交流接地和電磁兼容接地 但對(duì)于某些通信設(shè)備或小型機(jī) 由于產(chǎn)品設(shè)計(jì)的原因 使得交流地和直流地有一定地相 關(guān)性 甚至是共地 此時(shí) 對(duì)于零地電壓地要求就會(huì)較為嚴(yán)格 往往需要達(dá)到 1V 以下 這種情 況下 在 UPS 地配電過程中就要求 UPS 用戶的地線 零線有極小的等效內(nèi)阻 在必要的時(shí)候 可以在負(fù)載設(shè)備的輸入零地間并上一定的交流電容 如幾個(gè)微法 對(duì)于帶輸出隔離變壓器的 UPS 或純逆變器 甚至可以將交流輸出的零地直接短接 可見 零地電壓?jiǎn)栴}是一個(gè)與負(fù)載設(shè) 備相關(guān)很強(qiáng)的一個(gè)系統(tǒng)配電問題 在系統(tǒng)供電方案設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該根據(jù)設(shè)備的情況 綜合考慮 3 電電磁兼容磁兼容 作為信息時(shí)代 IT 產(chǎn)品電源保護(hù)的不間斷電源 UPS 它是集自動(dòng)控制技術(shù) 電力電子技 術(shù)為一體的高功率密度的電源產(chǎn)品 本身既是一個(gè)大的電磁波發(fā)射源 可能對(duì)周圍的環(huán)境和 設(shè)備產(chǎn)生電磁干擾 同時(shí)自身的控制系統(tǒng)又可能受到周圍電磁環(huán)境的干擾 使 UPS 工作出現(xiàn) 故障甚至損壞 電磁兼容性 EMC 不好的 UPS 有可能造成網(wǎng)絡(luò)設(shè)備信號(hào)傳輸速率下降 或 者根本就不工作 因此 用戶選擇 UPS 時(shí) 需要考查其電磁兼容特性 目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于 UPS 的電磁兼容特性標(biāo)準(zhǔn)主要有國(guó)際無線電干擾特別委員會(huì)的 CISPR22 1997 信息設(shè)備的無線電騷擾的測(cè)量方法和限值 和 CISPR 24 1997 信息設(shè)備的抗 13 擾度測(cè)量方法和限值 歐洲的 EN50091 2 1995 UPS 的 EMC 要求 我國(guó)與 CISPR 標(biāo)準(zhǔn)相 關(guān)的有 GB9254 1998 信息設(shè)備的無線電騷擾的測(cè)量方法和限值 和 GB T17618 1998 信息設(shè) 備抗擾度限值和測(cè)量方法 這些標(biāo)準(zhǔn)主要包含兩個(gè)方面的內(nèi)容 一個(gè)是 UPS 對(duì)外的電磁騷擾 另一個(gè)是 UPS 抗騷擾 的能力 前者主要是規(guī)定了 UPS 對(duì)交流輸入電源端子的傳導(dǎo)騷擾 UPS 對(duì)通信接口端子的傳 導(dǎo)騷擾 UPS 輸出電源端子的傳導(dǎo)騷擾 UPS 對(duì)外的輻射騷擾 后者主要規(guī)定了 UPS 在各種 電磁環(huán)境下抗騷擾的能力 包括電磁場(chǎng)干擾實(shí)驗(yàn) 靜電放電實(shí)驗(yàn) 浪涌沖擊實(shí)驗(yàn) 電快速瞬變 脈沖實(shí)驗(yàn)等 對(duì)于 UPS 電源產(chǎn)品 只有通過上述的電磁兼容測(cè)試 才可以保證 UPS 的可靠工 作 這些標(biāo)準(zhǔn)為用戶判定 UPS 的 EMC 特性提供較完整的依據(jù) 4 UPS 的的組組網(wǎng)網(wǎng)監(jiān)監(jiān)控及網(wǎng)控及網(wǎng)絡(luò)絡(luò)安全安全 隨著計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展 人們?cè)絹碓街匾?UPS 設(shè)備的智能組網(wǎng)監(jiān)控 常用 的系統(tǒng)包括 UPS 的內(nèi)置通信卡 SNMP 適配器 遠(yuǎn)程監(jiān)控器和相關(guān)軟件等 下面根據(jù) UPS 與監(jiān)控設(shè)備的組網(wǎng)距離分別闡述近程 中程 遠(yuǎn)程三種方式的組網(wǎng)監(jiān)控方 法 1 UPS 與監(jiān)控設(shè)備的近距離組網(wǎng)監(jiān)控 該監(jiān)控模式基本特征為 一臺(tái)電腦監(jiān)控一臺(tái) UPS 該模式下的 UPS 監(jiān)控的最大距離僅在 15 米左右 其組網(wǎng)的方法如下圖所示 上圖中 UPS B 給用電設(shè)備 A A1 供電 同時(shí)通過通訊線 C 與電腦 A1 連接 A1 此時(shí) 與 UPS 實(shí)現(xiàn)了近距離的組網(wǎng)監(jiān)控 而其它電腦 A 和打印機(jī)不在監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi) 14 根據(jù)用戶對(duì)監(jiān)控內(nèi)容的需求 有兩大系列的監(jiān)控軟件供選擇 專業(yè)數(shù)據(jù)型監(jiān)控軟件 經(jīng)濟(jì) 型干接點(diǎn)式監(jiān)控軟件 前者的監(jiān)控內(nèi)容和功能十分豐富 后者只提供最主要的監(jiān)控內(nèi)容 2 UPS 與監(jiān)控設(shè)備的中距離組網(wǎng)監(jiān)控 為了簡(jiǎn)便地實(shí)現(xiàn)中距離組網(wǎng)監(jiān)控 科華設(shè)計(jì)了高性能價(jià)格比的 KELONG UPS 遠(yuǎn)程監(jiān)控 器 并在 10KVA 以上的機(jī)型配置了 RS485 接口 使得 UPS 與監(jiān)控設(shè)備的空間距離加大到了 1000 米以上 具體的中距離 組網(wǎng)監(jiān)控方案如下圖 該方式下不需要電腦來作為監(jiān)控器 遠(yuǎn)程監(jiān)控器通過液 晶顯示屏作為人機(jī)界面 用戶不須通過網(wǎng)絡(luò)或電話線路就能實(shí)現(xiàn)對(duì) UPS 的遠(yuǎn)距離監(jiān)控 盡悉 UPS 的運(yùn)行參數(shù)和工作狀態(tài) 并可遠(yuǎn)程啟動(dòng)和關(guān)閉 UPS 與 SNMP 網(wǎng)絡(luò)管理方式比較 遠(yuǎn)程監(jiān)控器最大的好處是不存在網(wǎng)絡(luò)安全問題 同時(shí)具有 可靠性高 操作便捷 監(jiān)控成本低等優(yōu)點(diǎn) 3 UPS 與監(jiān)控設(shè)備的遠(yuǎn)程組網(wǎng)監(jiān)控 隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展 在系統(tǒng)用戶中 網(wǎng)絡(luò)連接已無所不在 這為 UPS 的遠(yuǎn)程監(jiān)控提供 了有力的技術(shù)保證 只要用戶支持 TCP IP 協(xié)議的 以太網(wǎng) 連接到哪里 就能夠在網(wǎng)絡(luò)中的任 何一臺(tái)監(jiān)控設(shè)備上 遠(yuǎn)程監(jiān)控連接到該網(wǎng)絡(luò)中的任何一臺(tái) UPS 遠(yuǎn)程組網(wǎng)監(jiān)控的方法不但實(shí)現(xiàn)了一臺(tái)監(jiān)控設(shè)備對(duì)一臺(tái) UPS 的遠(yuǎn)程監(jiān)控 還實(shí)現(xiàn)了單個(gè)監(jiān) 控設(shè)備對(duì)多臺(tái) UPS 的集中監(jiān)控 以及多個(gè)監(jiān)控設(shè)備對(duì)一臺(tái) UPS 的共同監(jiān)視 UPS 的遠(yuǎn)程組網(wǎng)監(jiān)控有兩種方法 通過 SNMP 網(wǎng)絡(luò)適配器將 UPS 接入網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 通過近 程電腦將 UPS 接入網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 無論是采用哪種方式 都需要注重網(wǎng)絡(luò)安全問題 一般采用密 碼驗(yàn)證的方式 并可指定特定 IP 地址的監(jiān)控權(quán)限 普通地址提供只讀的權(quán)限 對(duì)固定 IP 的網(wǎng) 管員才給予讀與寫及操作的權(quán)限 以確保安全 15 A 利用 SNMP 網(wǎng)絡(luò)適配器將 UPS 接入網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 以下是 UPS 通過 SNMP 實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控的案例圖 如上圖 不管用戶的網(wǎng)絡(luò)連接是怎樣的 只要用戶提供 TCP IP 協(xié)議的接入口 UPS 就可 以成為其網(wǎng)絡(luò)中的一部分 硬件的組網(wǎng)方法 UPS SNMP 網(wǎng)絡(luò)適配器 HUB 集線器 遠(yuǎn)程監(jiān)控機(jī) 這時(shí) 任何一 臺(tái) Windows 系列操作系統(tǒng)的工作站就可以可通過 IE 瀏覽器或 SNMPView 網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控軟件 訪問 SNMP 網(wǎng)絡(luò)適配器的 IP 地址獲得監(jiān)控功能 實(shí)現(xiàn)對(duì) UPS 的遠(yuǎn)程監(jiān)控 顯然該方案可多臺(tái)電腦同時(shí)監(jiān)控一臺(tái) UPS 也可以一臺(tái)電腦同時(shí)監(jiān)控多臺(tái) UPS B 通過近程電腦將 UPS 接入網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 16 以下是 UPS 通過近程電腦實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控的案例圖 如上圖所示 中心機(jī)房的一系列電腦與分散的各營(yíng)業(yè)點(diǎn)電腦構(gòu)成了一個(gè)網(wǎng)絡(luò) UPS 首先 通過 RS232 連接與其近程的電腦實(shí)現(xiàn)近程組網(wǎng)監(jiān)控 具體的組網(wǎng)監(jiān)控方法是 UPS 近程電 腦 HUB 集線器 遠(yuǎn)程監(jiān)控電腦 該方案的特點(diǎn)是一臺(tái)監(jiān)控電腦在同一時(shí)間內(nèi)只能監(jiān)控一 臺(tái) UPS 要想監(jiān)控另一臺(tái) 則要換一個(gè)監(jiān)控目標(biāo)的 IP 地址 5 UPS 的機(jī)房的機(jī)房綜綜合管理功能合管理功能 計(jì)算機(jī)機(jī)房對(duì)溫度 濕度有較高要求 為了提高管理效率 用戶有必要對(duì)機(jī)房的溫濕度及 環(huán)境條件做集中的監(jiān)控 最好是通過局域網(wǎng)管理 由于成本和技術(shù)的原因 一般的溫濕度檢測(cè) 儀及煙霧報(bào)警器是不支持網(wǎng)絡(luò)管理的