1、現(xiàn)代通信機(jī)房電力系統(tǒng)配置方式及趨勢(ppt)

1、現(xiàn)代通信機(jī)房不同電力配置現(xiàn)代通信機(jī)房不同電力配置方式及發(fā)展趨勢方式及發(fā)展趨勢 主講人：杜秋主講人：杜秋 目目 錄錄一一IDC機(jī)房的歷史及其演變；機(jī)房的歷史及其演變；二二IDC機(jī)房的歷史問題；機(jī)房的歷史問題；三三IT系統(tǒng)及系統(tǒng)及IDC機(jī)房的基本組成；機(jī)房的基本組成；四四IDC機(jī)房中電力系統(tǒng)組成及其結(jié)構(gòu)形式；機(jī)房中電力系統(tǒng)組成及其結(jié)構(gòu)形式；五五UPS的技術(shù)原理及常用的組合結(jié)構(gòu)；的技術(shù)原理及常用的組合結(jié)構(gòu)；六六UPS的蓄電池的蓄電池七七IDC機(jī)房的配電以及機(jī)房的配電以及ATSSTS的應(yīng)用和特性；的應(yīng)用和特性； IDC機(jī)房的發(fā)展與計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展、信息產(chǎn)機(jī)房的發(fā)展與計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展、信息產(chǎn)業(yè)政策、國家

2、經(jīng)濟(jì)發(fā)展等息息相關(guān)，總體可分業(yè)政策、國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展等息息相關(guān)，總體可分為四個階段；為四個階段； 第一階段（早期機(jī)房）：第一階段（早期機(jī)房）：19591979； 第二階段（中期機(jī)房）：第二階段（中期機(jī)房）：19801990； 第三階段（近期機(jī)房）：第三階段（近期機(jī)房）：19901999； 第四階段（現(xiàn)代機(jī)房）：第四階段（現(xiàn)代機(jī)房）：2000年后；年后；一、一、IDC的歷史及其演變的歷史及其演變1.1、第一階段、第一階段計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展歷程：晶體管計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展歷程：晶體管集成電路集成電路大規(guī)模集成電路。主要為大規(guī)模集成電路。主要為國產(chǎn)設(shè)備，用于國防、科研及特殊領(lǐng)域；國產(chǎn)設(shè)備，用于國防、科研及特殊

3、領(lǐng)域；里程碑：里程碑： 59年年9月，我國第一臺大型電子管計算機(jī)月，我國第一臺大型電子管計算機(jī)104研制成功；研制成功； 65年年6月，我國自行成功研制第一臺晶體管大型計算機(jī)月，我國自行成功研制第一臺晶體管大型計算機(jī)109乙機(jī)；乙機(jī)； 74年年8月，月，DJS 130小型多功能計算機(jī)研制成功，共生產(chǎn)小型多功能計算機(jī)研制成功，共生產(chǎn)1000臺；臺； 78年年1月，以月，以inter 8080為為CPU的微機(jī)，配的微機(jī)，配I/O部件的部件的DJS-054微機(jī)研制成功；微機(jī)研制成功；環(huán)境要求：該時期的計算機(jī)對環(huán)境要求苛刻，溫、濕、塵都嚴(yán)格控制，沒有環(huán)境要求：該時期的計算機(jī)對環(huán)境要求苛刻，溫、濕、塵都

4、嚴(yán)格控制，沒有機(jī)房環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)，每臺設(shè)備都需要專門的場地，這就是當(dāng)時的機(jī)房；機(jī)房環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)，每臺設(shè)備都需要專門的場地，這就是當(dāng)時的機(jī)房；1.2、第二階段、第二階段硅技術(shù)的發(fā)展，使微機(jī)、超微機(jī)、小型機(jī)、大型機(jī)、超大型機(jī)誕生，改革開放使硅技術(shù)的發(fā)展，使微機(jī)、超微機(jī)、小型機(jī)、大型機(jī)、超大型機(jī)誕生，改革開放使計算機(jī)脫去了神秘面紗；計算機(jī)脫去了神秘面紗；里程碑：里程碑： 80年，年，MS-DOS/PC-DOS開發(fā)成功；開發(fā)成功； 82年，年，Compaq公司發(fā)布公司發(fā)布IBM-PC兼容機(jī)；兼容機(jī)； 83年，我國第一臺年，我國第一臺PC機(jī)機(jī)長城長城100誕生；誕生； 88年，我國第一套國產(chǎn)以太局域網(wǎng)系統(tǒng)誕生；年

5、，我國第一套國產(chǎn)以太局域網(wǎng)系統(tǒng)誕生； 89年，創(chuàng)立年，創(chuàng)立Word Wide Web，超文本鏈接上網(wǎng)；，超文本鏈接上網(wǎng)；這個時期計算機(jī)、機(jī)房和網(wǎng)絡(luò)開始工業(yè)化和標(biāo)準(zhǔn)化，出臺了這個時期計算機(jī)、機(jī)房和網(wǎng)絡(luò)開始工業(yè)化和標(biāo)準(zhǔn)化，出臺了計算機(jī)站場地技術(shù)計算機(jī)站場地技術(shù)要求要求標(biāo)準(zhǔn)，這個時期開始引進(jìn)機(jī)房專用空調(diào)、標(biāo)準(zhǔn)，這個時期開始引進(jìn)機(jī)房專用空調(diào)、UPS電源設(shè)備（逆變器從可控硅電源設(shè)備（逆變器從可控硅到晶體管脈寬波的轉(zhuǎn)型期）等，初步形成計算機(jī)機(jī)房的概念，主要在國防、金融、到晶體管脈寬波的轉(zhuǎn)型期）等，初步形成計算機(jī)機(jī)房的概念，主要在國防、金融、電信等行業(yè)應(yīng)用；電信等行業(yè)應(yīng)用；1.3、第三階段、第三階段這個階段

6、計算機(jī)通信技術(shù)大幅發(fā)展，計算機(jī)作為網(wǎng)絡(luò)中的一個節(jié)點運行，從這個階段計算機(jī)通信技術(shù)大幅發(fā)展，計算機(jī)作為網(wǎng)絡(luò)中的一個節(jié)點運行，從X.25幀中繼幀中繼-ATM網(wǎng)絡(luò)，從撥號網(wǎng)絡(luò)，從撥號-衛(wèi)星衛(wèi)星-光纖專線，計算機(jī)和通信成為不可光纖專線，計算機(jī)和通信成為不可分割的一體，我國和世界的差距越來越??；分割的一體，我國和世界的差距越來越??；里程碑：里程碑：1990年，微軟年，微軟windows3.0發(fā)布，兼容發(fā)布，兼容MS-DOS；1991年，上海長途首次開通電子郵件業(yè)務(wù)；年，上海長途首次開通電子郵件業(yè)務(wù)；1992年，年，windows3.1發(fā)布、發(fā)布、1995年，年，win95發(fā)布；發(fā)布；1996年，全國骨干

7、網(wǎng)年，全國骨干網(wǎng)chinanet建成開通、建成開通、1998年，信產(chǎn)部解決千年蟲問題；年，信產(chǎn)部解決千年蟲問題；1999年，中國電信和經(jīng)貿(mào)委發(fā)動年，中國電信和經(jīng)貿(mào)委發(fā)動“政府上網(wǎng)工程政府上網(wǎng)工程”；此時的計算機(jī)技術(shù)已經(jīng)成熟，電源廣泛采用開關(guān)電源（此時的計算機(jī)技術(shù)已經(jīng)成熟，電源廣泛采用開關(guān)電源（-48V直流），直流），120-240V、50-69Hz的電源環(huán)境下可運行，疑惑：機(jī)房電源的發(fā)展方向？穩(wěn)壓？穩(wěn)的電源環(huán)境下可運行，疑惑：機(jī)房電源的發(fā)展方向？穩(wěn)壓？穩(wěn)頻？零地電壓的超高（頻？零地電壓的超高（2V）的煩惱（金融系統(tǒng)的衛(wèi)星小站設(shè)備損害率極高）！）的煩惱（金融系統(tǒng)的衛(wèi)星小站設(shè)備損害率極高）！隔離變

8、壓器、綜合接地等有效措施摸索了多年。隔離變壓器、綜合接地等有效措施摸索了多年。1.4、第四階段、第四階段21世紀(jì)，計算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，人們已經(jīng)不太關(guān)注計算機(jī)自身性能，而是更關(guān)注世紀(jì)，計算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，人們已經(jīng)不太關(guān)注計算機(jī)自身性能，而是更關(guān)注他的應(yīng)用，數(shù)據(jù)中心（他的應(yīng)用，數(shù)據(jù)中心（Data Center 原是全球協(xié)作的特定設(shè)備網(wǎng)絡(luò)）的概念由此引入原是全球協(xié)作的特定設(shè)備網(wǎng)絡(luò)）的概念由此引入并延伸。并延伸。目前，各大行業(yè)（金融、保險、通信、公安、稅務(wù)、國家安全）均在建設(shè)基于自身目前，各大行業(yè)（金融、保險、通信、公安、稅務(wù)、國家安全）均在建設(shè)基于自身業(yè)務(wù)需求的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中心，這就是業(yè)務(wù)需求的網(wǎng)絡(luò)

9、數(shù)據(jù)中心，這就是IDC；IDC的概念：互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心（的概念：互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心（Internet Data Center）簡稱）簡稱IDC，就是通過互聯(lián)網(wǎng)通信，就是通過互聯(lián)網(wǎng)通信線路、帶寬資源，建立標(biāo)準(zhǔn)化的專業(yè)級機(jī)房環(huán)境，為企業(yè)、政府提供服務(wù)器托管、線路、帶寬資源，建立標(biāo)準(zhǔn)化的專業(yè)級機(jī)房環(huán)境，為企業(yè)、政府提供服務(wù)器托管、租用以及相關(guān)增值等方面的全方位服務(wù)；租用以及相關(guān)增值等方面的全方位服務(wù)； IDC的功能：通過使用電信部門的的功能：通過使用電信部門的IDC服務(wù)器托管業(yè)務(wù)，企業(yè)或政府單位無需再建立自服務(wù)器托管業(yè)務(wù)，企業(yè)或政府單位無需再建立自己的專門機(jī)房、鋪設(shè)昂貴的通信線路，也無需高薪聘請網(wǎng)絡(luò)工程師

10、，即可解決自己己的專門機(jī)房、鋪設(shè)昂貴的通信線路，也無需高薪聘請網(wǎng)絡(luò)工程師，即可解決自己使用互聯(lián)網(wǎng)的許多專業(yè)需求。主要應(yīng)用范圍是網(wǎng)站發(fā)布、虛擬主機(jī)和電子商務(wù)等。使用互聯(lián)網(wǎng)的許多專業(yè)需求。主要應(yīng)用范圍是網(wǎng)站發(fā)布、虛擬主機(jī)和電子商務(wù)等。 早期早期沒機(jī)房標(biāo)準(zhǔn)、手工作坊式；中期沒機(jī)房標(biāo)準(zhǔn)、手工作坊式；中期有了電力、空調(diào)、消防、環(huán)境等基本標(biāo)有了電力、空調(diào)、消防、環(huán)境等基本標(biāo)準(zhǔn)；現(xiàn)代準(zhǔn)；現(xiàn)代智能化、集成化、高效安全、節(jié)能減排；智能化、集成化、高效安全、節(jié)能減排；二、二、IDC的歷史問題的歷史問題-11. 數(shù)據(jù)中心所要支持的數(shù)據(jù)中心所要支持的業(yè)務(wù)系統(tǒng)要求與業(yè)務(wù)系統(tǒng)要求與企業(yè)企業(yè)IT架構(gòu)的設(shè)計、基礎(chǔ)設(shè)施的設(shè)計嚴(yán)

11、重架構(gòu)的設(shè)計、基礎(chǔ)設(shè)施的設(shè)計嚴(yán)重脫節(jié)脫節(jié)。建數(shù)據(jù)中心的。建數(shù)據(jù)中心的目標(biāo)不明晰、領(lǐng)導(dǎo)意識起重要作用、規(guī)模、資金、業(yè)績目標(biāo)不明晰、領(lǐng)導(dǎo)意識起重要作用、規(guī)模、資金、業(yè)績、倒推。、倒推。2. 設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)落后，基礎(chǔ)研究空白，缺乏統(tǒng)計數(shù)據(jù)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)落后，基礎(chǔ)研究空白，缺乏統(tǒng)計數(shù)據(jù)。多用。多用93年標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)流行年標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)流行TIA-942，大多寫電信業(yè)的通信、寫綜合布線、寫光纖網(wǎng)絡(luò)接入，基礎(chǔ)設(shè)施方面提，大多寫電信業(yè)的通信、寫綜合布線、寫光纖網(wǎng)絡(luò)接入，基礎(chǔ)設(shè)施方面提的比較少?；A(chǔ)研究空白，國內(nèi)沒有專門的跟數(shù)據(jù)中心對口專業(yè)機(jī)構(gòu)。缺乏的比較少?；A(chǔ)研究空白，國內(nèi)沒有專門的跟數(shù)據(jù)中心對口專業(yè)機(jī)構(gòu)。缺乏統(tǒng)計數(shù)據(jù)，現(xiàn)在的

12、數(shù)據(jù)發(fā)展很快，雖然有很多數(shù)據(jù)中心，但是沒有統(tǒng)計過其統(tǒng)計數(shù)據(jù)，現(xiàn)在的數(shù)據(jù)發(fā)展很快，雖然有很多數(shù)據(jù)中心，但是沒有統(tǒng)計過其運行的能耗、效率、成長生命周期、成本與盈利。運行的能耗、效率、成長生命周期、成本與盈利。3. 設(shè)計建造依靠經(jīng)驗，缺乏科學(xué)的方法和工具設(shè)計建造依靠經(jīng)驗，缺乏科學(xué)的方法和工具?？照{(diào)冷量平衡計算和風(fēng)量計算?？照{(diào)冷量平衡計算和風(fēng)量計算，基本憑經(jīng)驗算。數(shù)據(jù)中心三維空間內(nèi)任意一點的風(fēng)壓分布，有沒有辦法做，基本憑經(jīng)驗算。數(shù)據(jù)中心三維空間內(nèi)任意一點的風(fēng)壓分布，有沒有辦法做計算？（計算？（CFD模擬）。模擬）。4.技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、節(jié)能措施缺乏計算和考慮技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、節(jié)能措施缺乏計算和考慮。不考慮建設(shè)

13、有效單。不考慮建設(shè)有效單位成本，單位耗電量是多少，所有的只是經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，在收支兩位成本，單位耗電量是多少，所有的只是經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，在收支兩條線條線。5.目前，最熱的話題是目前，最熱的話題是節(jié)能節(jié)能，據(jù)統(tǒng)計，截止，據(jù)統(tǒng)計，截止2005年，美國年，美國36%的的電力全部消耗在各個數(shù)據(jù)中心，數(shù)據(jù)中心的節(jié)能是非常重要的電力全部消耗在各個數(shù)據(jù)中心，數(shù)據(jù)中心的節(jié)能是非常重要的。如果考慮到環(huán)境成本，問題可能更加嚴(yán)重。目前計算機(jī)設(shè)備。如果考慮到環(huán)境成本，問題可能更加嚴(yán)重。目前計算機(jī)設(shè)備越來越便宜，電力越來越貴，按照這個趨勢發(fā)展，未來十年，越來越便宜，電力越來越貴，按照這個趨勢發(fā)展，未來十年，一個數(shù)據(jù)中心能不能開得起

14、是能不能付得起電，而不是能不能一個數(shù)據(jù)中心能不能開得起是能不能付得起電，而不是能不能買得起計算機(jī)，觀貫徹科學(xué)發(fā)展觀理念！買得起計算機(jī)，觀貫徹科學(xué)發(fā)展觀理念！二、二、IDC的歷史問題的歷史問題-2三、三、IT系統(tǒng)的基本組成系統(tǒng)的基本組成NetworkIT系統(tǒng)People（人員）Process（流程）Information Technology（信息系統(tǒng)）Network Critical Physical Infrastructure網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵基礎(chǔ)物理設(shè)施網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵基礎(chǔ)物理設(shè)施機(jī)房環(huán)境設(shè)施機(jī)房環(huán)境設(shè)施三、三、IDC的基本組成：的基本組成： 基礎(chǔ)物理設(shè)施基礎(chǔ)物理設(shè)施NCPI（Network Critic

15、al Physical Infrastructure) 物理結(jié)構(gòu)：物理結(jié)構(gòu)：建筑物結(jié)構(gòu)、空間、地域環(huán)境、承重、層高等；建筑物結(jié)構(gòu)、空間、地域環(huán)境、承重、層高等； 電力系統(tǒng)：電力系統(tǒng)：高低壓變配系統(tǒng)、柴油機(jī)組、高低壓變配系統(tǒng)、柴油機(jī)組、UPS設(shè)備、電池系統(tǒng)、設(shè)備、電池系統(tǒng)、UPS設(shè)備及配電、機(jī)架配電、直流配電等設(shè)備及配電、機(jī)架配電、直流配電等 空調(diào)系統(tǒng)：空調(diào)系統(tǒng)：制冷技術(shù)、空調(diào)設(shè)備、氣流組織、送風(fēng)方式、機(jī)架微環(huán)制冷技術(shù)、空調(diào)設(shè)備、氣流組織、送風(fēng)方式、機(jī)架微環(huán)境、布局工藝、綜合布線、架空地板等；境、布局工藝、綜合布線、架空地板等； 消防系統(tǒng)：消防系統(tǒng)：消防類型、滅火介質(zhì)、系統(tǒng)聯(lián)控、消防監(jiān)控及聯(lián)動等

16、；消防類型、滅火介質(zhì)、系統(tǒng)聯(lián)控、消防監(jiān)控及聯(lián)動等； 監(jiān)控系統(tǒng)：監(jiān)控系統(tǒng)：設(shè)備監(jiān)控（設(shè)備監(jiān)控（UPS、空調(diào)）、電力監(jiān)控、閉路電視安保監(jiān)、空調(diào)）、電力監(jiān)控、閉路電視安保監(jiān)控、門禁監(jiān)控、個性開發(fā)等；控、門禁監(jiān)控、個性開發(fā)等；四、四、IDC機(jī)房的電力系統(tǒng)組成機(jī)房的電力系統(tǒng)組成及其結(jié)構(gòu)形式及其結(jié)構(gòu)形式高低壓變輸配電系統(tǒng)高低壓變輸配電系統(tǒng)內(nèi)內(nèi) 容容高壓（高壓（HV)超高壓（超高壓（EHV)特高壓（特高壓（UHV)直流高壓（直流高壓（HVDC)國 際標(biāo)準(zhǔn)35220KV330750KV1000KV500KV國 內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)110200KV330500750KV1000KV800KV西北電網(wǎng)電壓序列750330110

17、35100.38KV 和22011035100.38KV其他電網(wǎng)電壓序列50022011035100.38KV最終用戶變配電100.38（6300KVA容量），350.38KV（6300kva容量）2、直流電網(wǎng)：、直流電網(wǎng)：10年3月10日，世界第一條500KV（目前較高電壓等級的還有800KV ）、180萬kw(額定300萬kw雙回路直流輸電線路葛滬直流綜合改造（三滬回直流）線路工程正式通過竣工驗收，4月1日正式送電。工程西起湖北省荊門換流站東至上海楓涇換流站，全長976千米，額定輸送功率300萬千瓦。工程投產(chǎn)后，湖北至上海的500KV輸電線路送電能力將由過去的720萬KW增加到900萬KW

18、，送電能力相當(dāng)于上海用電負(fù)荷的45%左右。1、交流電網(wǎng)、交流電網(wǎng)高低壓變輸配電系統(tǒng)高低壓變輸配電系統(tǒng)3、國家電網(wǎng)交流線路輸配示意圖輸電電壓輸電電壓KV輸送容量輸送容量MW輸送距離輸送距離km1101050501502201005001003003302008002006005001000150015085075020002500500以上4、國家電網(wǎng)常用的電壓等級及輸送距離終端高低壓變配電結(jié)構(gòu)終端高低壓變配電結(jié)構(gòu)進(jìn)線柜隔離小車避雷柜接地柜開關(guān)柜A-1開關(guān)柜A-2A路10KV進(jìn)線柜隔離小車避雷柜接地柜開關(guān)柜B-1開關(guān)柜B-22變壓器1主開關(guān)1-1電容柜1開關(guān)柜1-2開關(guān)柜1-3開關(guān)柜1-4開關(guān)柜

19、1-5開關(guān)柜開關(guān)柜1-n變壓器2主開關(guān)2-1電容柜2開關(guān)柜2-2開關(guān)柜2-3開關(guān)柜2-4開關(guān)柜2-5開關(guān)柜聯(lián)絡(luò)柜變壓器3主開關(guān)3-1電容柜4開關(guān)柜3-2開關(guān)柜3-3開關(guān)柜3-4開關(guān)柜3-5開關(guān)柜開關(guān)柜3-n變壓器4主開關(guān)4-1電容柜4開關(guān)柜4-2開關(guān)柜4-3開關(guān)柜4-4開關(guān)柜4-5開關(guān)柜聯(lián)絡(luò)柜B路10KV高低壓的用電及精細(xì)化管理高低壓的用電及精細(xì)化管理S總=2*5000KVA（如，定值）：該機(jī)房的裝機(jī)總額定容量；S實（KVA）：電表記錄的負(fù)載的實際視在功率；P實（KW）：電表記錄的負(fù)載實際有功功率；Q實（Kvar）：電表記錄的負(fù)載實際無功功率；COS：功率因數(shù)；S契（KVA）：每月的電力契約值

20、；F基（元）：每月的基礎(chǔ)電費；F實（元）：實際消耗的電力費用；F調(diào)（元）：根據(jù)功率因數(shù)進(jìn)行電費調(diào)節(jié)的力率調(diào)整費用；F罰（元）：是電業(yè)部門對用戶執(zhí)行的超過契約用電量的罰款；F總（元）：當(dāng)月總的用電費；電費計算公式及參數(shù)介紹電費計算公式及參數(shù)介紹1、函數(shù)關(guān)系： S實=（P實2+ Q實2 ）1/2； COS= P實 S實；2、電費計算公式： F總= F實+ F基+F罰+F調(diào)； F實=Dj電費單價 P實； F基=39 S契（KVA）； F罰=（S實-S契） 39 2； F調(diào)=F實（0.85- COS）2；F基=39S契（KVA），39是電業(yè)部門的規(guī)定，按用電需求契約申請的基礎(chǔ)費用；最佳狀態(tài)是F罰=0，

21、而F基保持最佳數(shù)值（即S實=S契）；在安全運行的前提下，科學(xué)地計算和預(yù)測次月的用電需求，合理申請契約容量，可最大限度地節(jié)約基礎(chǔ)電費。就某機(jī)房的實例分析就某機(jī)房的實例分析如：本月的使用容量為：S實=2800KVA；經(jīng)預(yù)測，次月使用量約3150KVA：1、常規(guī)管理：甲、乙兩路市電各申請的契約容量為： S契=3150KVA ，做到一主一備，當(dāng)某路線路故障或中斷時，翻至另一路供電。此時，2臺變壓器工作、另2臺變壓器備用，則該月的基礎(chǔ)電費為: F基基=3931502=24.6萬元，萬元，F(xiàn)罰罰=0；2、改進(jìn)管理：如果根據(jù)情況，按實際需求申請：甲路 S契=1400KVA，乙路S契=1750KVA， 當(dāng)市電

22、無故障時：F基基=39（1400+1750）=12.3萬元，萬元，F(xiàn)罰罰=0；當(dāng)某路市電故障時，其最高的費用支出為： F基基=12.3萬元，萬元， F罰罰=1750*78=13.5萬元；萬元；當(dāng)雙路市電均出現(xiàn)故障時，其最高的費用支出為： F基基=12.3萬元，萬元， F罰罰=3150*78=24.6萬元；萬元；備注：凡因供電方故障引起的電力中斷，在上海可至電業(yè)局申請免于罰款！調(diào)整前后的費用比較調(diào)整前后的費用比較內(nèi)容內(nèi)容常規(guī)模式常規(guī)模式改進(jìn)模式改進(jìn)模式預(yù)計總使用容量預(yù)計總使用容量3150KVA（本月使用量（本月使用量2800KVA、預(yù)計新增量、預(yù)計新增量350KVA）各分路容量分配各分路容量分配

23、A線線B線線A線線B線線3150KVA3150KVA1400KVA1750KVA運行模式運行模式一主一備一主一備雙路運行雙路運行基礎(chǔ)費基礎(chǔ)費24.6萬元萬元12.3萬元萬元當(dāng)甲線路出現(xiàn)故障當(dāng)甲線路出現(xiàn)故障24.6萬元萬元23.2萬元萬元當(dāng)乙線路出現(xiàn)故障當(dāng)乙線路出現(xiàn)故障24.6萬元萬元25.8萬元萬元雙路均出現(xiàn)過故障雙路均出現(xiàn)過故障24.6萬元萬元36.9萬元萬元COS值的概念和模形建立值的概念和模形建立P：有功功率；Q：無功損耗；M：諧波損耗；S：無諧波視在功率；S：總的視在功率；S=（ S 2+M2） 1/2 =（P2+Q2+M2）1/2柴油機(jī)組（簡）柴油機(jī)組（簡）柴油機(jī)是IDC機(jī)房不可或缺

24、的應(yīng)急后備電源，特別是在西部或者市電不穩(wěn)定的地區(qū)。主要有：燃?xì)廨啓C(jī)組、柴油機(jī)組等；匹配發(fā)電機(jī)時，要考慮其容量所保護(hù)的范圍：整個機(jī)房？僅僅網(wǎng)絡(luò)設(shè)備？部分重要負(fù)載？發(fā)電機(jī)組要考慮與UPS容量的配比，注意發(fā)電機(jī)輸出的負(fù)載特性和帶載能力等問題，防止諧振！感性負(fù)載 容容性負(fù)載 等于與?Z的矢量和 五、五、UPS的技術(shù)原理及的技術(shù)原理及 常用的組合結(jié)構(gòu)常用的組合結(jié)構(gòu)5.1、UPS設(shè)備分類設(shè)備分類UPS定義：即定義：即Uninterruptible Power Supply縮寫，其分類多樣性：縮寫，其分類多樣性：1.按動靜分：旋轉(zhuǎn)型、動靜型、靜止型；按動靜分：旋轉(zhuǎn)型、動靜型、靜止型；2.按功率分：大、中、小

25、功率；按功率分：大、中、小功率；3.按輸出波形分：方波、正弦波；按輸出波形分：方波、正弦波；4.按輸入按輸入出電壓的相數(shù)分：出電壓的相數(shù)分：三相、單相及混合型三相、單相及混合型；5.按功率器件分：按功率器件分：SCR、功率晶體管、功率晶體管、MOS場效應(yīng)管、場效應(yīng)管、IGBT等；等；6.按頻率分：工頻、高頻；按頻率分：工頻、高頻；7.不停電方式：不停電方式：在線式、后備式、線交互式在線式、后備式、線交互式。435.2、常用的靜止變換型、常用的靜止變換型UPS設(shè)備分類設(shè)備分類（ 中華人民共和國通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YD-T1905-2008）1.在線式UPS(On line UPS) ：逆變器始終為負(fù)載提

26、供所需能量，并監(jiān)測、調(diào)整UPS的輸出參數(shù)。當(dāng)輸入交流電壓、頻率和輸出容量在允許范圍內(nèi)時，UPS的輸出電壓值、旁路功能、頻率與相位跟蹤功能、電池充電功能均正常的工作方式。 2.互動式UPS(Line interactive UPS) ：交流輸入正常時，通過穩(wěn)壓裝置對負(fù)載供電，變換器只對電池充電。交流輸入異常時，電池通過變換器對負(fù)載供電。當(dāng)輸入交流電壓、頻率在允許范圍內(nèi)時，變換器對電池處于充電狀態(tài)的工作方式。 3.后備式UPS（Passive stand-by UPS）：交流輸入正常時，通過穩(wěn)壓裝置對負(fù)載供電。交流輸入異常時，電池通過逆變器對負(fù)載供電。UPS的電氣性能參數(shù)（在線式）的電氣性能參數(shù)（

27、在線式）UPS的電氣性能參數(shù)（互動式的電氣性能參數(shù)（互動式）UPS的電氣性能參數(shù)（后備式）的電氣性能參數(shù)（后備式）5.3、UPS的主要保護(hù)和告警功能的主要保護(hù)和告警功能1.輸出短路保護(hù)：輸出負(fù)載短路時，UPS應(yīng)自動關(guān)斷輸出，同時發(fā)出聲光告警。 2.輸出過載保護(hù) ：輸出負(fù)載超過UPS額定功率時聲光告警，超過過載能力時，在線式UPS應(yīng)轉(zhuǎn)旁路供電；互動式與后備式UPS應(yīng)自動關(guān)斷輸出；3. 電池低電壓保護(hù)：電池電壓降至保護(hù)點時，聲光告警，停止供電；4.輸出過欠壓保護(hù) ：輸出電壓超過設(shè)定過、欠電壓值時，聲光告警，在線式UPS應(yīng)轉(zhuǎn)為旁路供電?；邮脚c后備式UPS應(yīng)自動關(guān)斷輸出；5. 遙測、遙信性能：UPS

28、應(yīng)具備RS232或RS485/422、SNMP、USB標(biāo)準(zhǔn)通訊接口；6.遙測：交流輸入/輸出電壓、輸入/輸出電流、輸入輸出頻率、蓄電池充電電流/電壓/溫度/后備時間、負(fù)載率等在線查閱和遠(yuǎn)程瀏覽功能；7. 遙信 ：同步/不同步、逆變/旁路、過載、蓄電池低電壓、市電故障、整流器故障、逆變器故障、旁路故障和運行狀態(tài)等記錄；8.電池組智能管理功能：定期對電池組進(jìn)行自動浮充、均充轉(zhuǎn)換，自動溫度補償及電池組放電記錄功能。5.4、UPS的基本電氣結(jié)構(gòu)（整流、直流、逆變）的基本電氣結(jié)構(gòu)（整流、直流、逆變）5.4.1、整流電路分類、整流電路分類p 單相可控整流電路單相可控整流電路單相半波可控整流電路單相半波可控

29、整流電路單相橋式全控整流電路單相橋式全控整流電路單相全波可控整流電路單相全波可控整流電路單相橋式半控整流電路單相橋式半控整流電路p 三相可控整流電路三相可控整流電路 三相半波可控整流電路三相半波可控整流電路 三相橋式全控整流電路三相橋式全控整流電路 5.4.2、整流的基礎(chǔ)概念、整流的基礎(chǔ)概念整流電路是出現(xiàn)最早的電力電子電路，功能是將交流整流電路是出現(xiàn)最早的電力電子電路，功能是將交流電變?yōu)橹绷麟姡鋬?nèi)容分類為：電變?yōu)橹绷麟?，其?nèi)容分類為：按組成的器件分：按組成的器件分：不可控、半控、全控不可控、半控、全控三種三種按電路結(jié)構(gòu)分：按電路結(jié)構(gòu)分：橋式電路橋式電路和和零式電路零式電路按交流輸入相數(shù)分：按

30、交流輸入相數(shù)分：單相電路單相電路和和多相電路多相電路按變壓器二次側(cè)電流的方向分：按變壓器二次側(cè)電流的方向分：單向單向或或雙向雙向，又分為，又分為單拍電路單拍電路和和雙拍電路雙拍電路5 5. .4.34.3 單相半波可控整流電路（阻性負(fù)載）單相半波可控整流電路（阻性負(fù)載）TVTR0a)u1u2uVTudidt12ttttu2uguduVT0b)c)d)e)00u單相半波可控單相半波可控整流電路及波形整流電路及波形2cos145.0)cos1(22)(sin221222dUUttdUU2cos145.02cos1222RRRUUUIddu直流輸出的平均電壓（脈動）與控制角的關(guān)系u直流輸出的平均電流

31、（脈動）與控制角的關(guān)系22sin41)()sin2(212222RtdtRUUIau在選擇晶閘管以及導(dǎo)線截面定額時，從發(fā)熱的觀點按電流的有效值計算I222sin41cos222IUUISPu功率因數(shù)與觸發(fā)角的關(guān)系5.4.4、單相半波可控整流的參數(shù)關(guān)系曲線（阻性負(fù)載）、單相半波可控整流的參數(shù)關(guān)系曲線（阻性負(fù)載）由于直流是脈動電流，故其有效值比平均值大得多。當(dāng)=0，即全導(dǎo)通時，I2=1.57Id，隨著逐漸增大，I2Id之值越來越大。在單相半波整流電路中，整流輸入輸出以及流過晶閘管的電流都相同；對于整流電路，經(jīng)常要考慮到功率因數(shù)和對電源要求的視在功率等問題；5 5. .4.54.5 單相半波可控整流

32、電路（阻感性負(fù)載）單相半波可控整流電路（阻感性負(fù)載）a)u1TVTRLu2uVTudidu20t12tttttug0ud0id0uVT0b)c)d)e)f)+ + +)sin(2)sin(22)(2dtZUeZUitLRtURitiLsin2dd2dd22)( LRZRLarctan負(fù)載阻抗角負(fù)載阻抗角 、觸發(fā)角觸發(fā)角a、晶閘管導(dǎo)通角晶閘管導(dǎo)通角的關(guān)系的關(guān)系 若 為定值，a 越大，在u2正半周L儲能越少，維持導(dǎo)電的能力就越弱，越小 若a為定值， 越大，則L貯能越多，越大；且 越大，在u2負(fù)半周L維持晶閘管導(dǎo)通的時間就越接近晶閘管在u2正半周導(dǎo)通的時間，ud中負(fù)的部分越接近正的部分，平均值Ud越

33、接近零，輸出的直流電流平均值也越小。5.4.6 單相橋式全控整流電路（電阻性負(fù)載）單相橋式全控整流電路（電阻性負(fù)載）RTu1u2a)i2abVT1VT3VT2VT4udidttt000i2udidb)c)d)ud(id)uVT1,42cos19.02cos122)(dsin21222dUUttUU2cos19 .02cos12222ddRURURUI2sin21)()sin2(12222RUtdtRUII)cos1(2)(22sin2dII2sin21cos而功率因數(shù) 為2sin21)()sin2(1222222IUUIUtdtUUa第2章第36頁5 5. .4.74.7 單相橋式全控整流參數(shù)

34、曲線（阻感性負(fù)載單相橋式全控整流參數(shù)曲線（阻感性負(fù)載）單相橋式半控整流電路5.4.85.4.8 單相橋式可控整流電路（阻感性負(fù)載）單相橋式可控整流電路（阻感性負(fù)載）TabRLa)u1u2i2VT1VT3VT2VT4udidu2OtOtOtudidi2b)OtOtuVT1,4OtOtIdIdIdIdIdiVT2,3iVT1,4cos9 .0cos22)(dsin21222dUUttUUa)TabRLOb)u2i2udidVT1VT2VD3VD4VDRu2OudidIdOOOOOi2IdIdIdIdIdttttttt iVT1iVD4iVT2iVD3iVDR單相橋式全控整流電路5 5. .4.94

35、.9 三相半波可控整流電路（共陰極）三相半波可控整流電路（共陰極） v 負(fù)載容量較大，或要求直負(fù)載容量較大，或要求直流電壓脈動較小、宜濾波流電壓脈動較小、宜濾波時用；時用；v 基本的是三相半波可控整基本的是三相半波可控整流電路，三相橋式全控整流電路，三相橋式全控整流電路應(yīng)用最廣流電路應(yīng)用最廣 ；a)b)c)d)e)f)u2abcTRudidVT2VT1VT3uaubuc =0Ot1t2t3uGOudOOuabuacOiVT1uVT1ttttt三相半波可控整流電路共陰極接法電阻負(fù)載時的電路及a =0時的波形 5.4.9 5.4.9 三相半波可控整流電路（共陽極）三相半波可控整流電路（共陽極）三相

36、半波整流電路中晶閘管有兩種接法：一種是把三個晶閘管的陰極聯(lián)在一起，稱共陰極接法；另一種是把三個晶閘管的陽極聯(lián)在一起，而三個陰極分別接到三相交流電流，這種接法稱為共陽極接法；共陽極接法因螺旋式晶閘管的陽極接散熱器，可以將散熱器聯(lián)成一體，使裝置結(jié)構(gòu)簡化，但三個觸發(fā)器的輸出線圈必須彼此絕緣。整流電壓平均值的計算整流電壓平均值的計算 a30時，負(fù)載電流連續(xù)，有： cos17.1cos263)(sin2321226562dUUttdUU2d0d17.1UUU)6cos(1675. 0)6cos(1223)(sin2321262dUttdUU5 5. .4 4.1.10 0 三相半波可控整流電路參數(shù)三相半

37、波可控整流電路參數(shù) a30時，負(fù)載電流斷續(xù)，晶閘管導(dǎo)通角減小，有：ddVT2577. 031IIII 上面介紹了共陰極接法和共陽極接法兩種線路的工作特點，在什么情況下采取那種接法？ 多數(shù)情況下應(yīng)采用共陰極接法，因為這時陰極聯(lián)在一起，其門極接線有公共線比較方便。 但有時共陰極和共陽極兩種方法并做是比較合理的。如可逆線路，如果采用共陰極接法供給正向電壓，則反向電壓可由共陽極接法供給。進(jìn)一步分析時會發(fā)現(xiàn)兩種接法并用更合理（略）。5.4.11 5.4.11 三相橋式全控整流電路三相橋式全控整流電路5.4.11 5.4.11 三相橋式全控整流波形三相橋式全控整流波形工業(yè)上廣泛應(yīng)用的三相橋式整流電路就是從

38、三相半波電路發(fā)展而來的，UPS整流便是IDC機(jī)房最廣泛的應(yīng)用，某些小容量UPS 或者開關(guān)電源的整流部分也有采用單相橋式的整流方式的；如圖：電阻性負(fù)載u2ud1ud2u2Luduabuacuabuacubcubaucaucbuabuacuabuacubcubaucaucbuabuacuaucubt1OtOtOtOt = 0iVT1uVT15.5.4 4. .1 12 2 三相橋式全控整流電路三相橋式全控整流電路當(dāng)a60時，如a=90時電阻負(fù)載情況下的工作波形如圖三相橋式全控整流電路帶電阻負(fù)載a =90時的波形 ud1ud2uduaubucuaubtOtOtOtOtOiaiduabuacubcub

39、aucaucbuabuacubcubaiVT15 5. .4 4. .13 13 三相橋式全控整流電路三相橋式全控整流電路輸出電流平均值為 ：Id=Ud /Rcos34. 2)(sin63123232dUttdUU)3cos(134.2)(sin63232dUttdUU當(dāng)整流輸出電壓連續(xù)時（即帶阻感負(fù)載時，或帶電阻負(fù)載當(dāng)整流輸出電壓連續(xù)時（即帶阻感負(fù)載時，或帶電阻負(fù)載a60 時）時）的平均值為：的平均值為：帶電阻負(fù)載且a 60時，整流電壓平均值為：dd2d2d2816. 03232)(3221IIIII5.4.14 5.4.14 三相橋式半控整流電路三相橋式半控整流電路在中等及偏在中等及偏大容

40、量的整流裝置大容量的整流裝置中、在中、在不要求可逆的電力拖動不要求可逆的電力拖動中，例如造紙中，例如造紙機(jī)、印染機(jī)、化纖機(jī)等的速度控制系統(tǒng)，還有如同步電動機(jī)的勵磁控制系統(tǒng)。機(jī)、印染機(jī)、化纖機(jī)等的速度控制系統(tǒng)，還有如同步電動機(jī)的勵磁控制系統(tǒng)。只要這類生產(chǎn)機(jī)械對控制系統(tǒng)的靜、動態(tài)特性要求并不太高，在滿足工藝要求只要這類生產(chǎn)機(jī)械對控制系統(tǒng)的靜、動態(tài)特性要求并不太高，在滿足工藝要求的情況下，都可以用比三相全控橋更簡單的線路，即的情況下，都可以用比三相全控橋更簡單的線路，即三相橋式半控整流電路三相橋式半控整流電路。附圖附圖1 1 單相半波可控整流電路及波形單相半波可控整流電路及波形TVTR0a)u1u2

41、uVTudidt12ttttu2uguduVT0b)c)d)e)00附圖附圖2 2 帶阻感負(fù)載的單相半波電路及其波形帶阻感負(fù)載的單相半波電路及其波形 a)u1TVTRLu2uVTudidu20t12tttttug0ud0id0uVT0b)c)d)e)f)+ + +附圖附圖3 3三相半波可控三相半波可控整流電路共陰整流電路共陰極接法電阻負(fù)極接法電阻負(fù)載時的電路及載時的電路及 =0=0 時的波形時的波形 a)b)c)d)e)f)u2abcTRudidVT2VT1VT3uaubuc =0Ot1t2t3uGOudOOuabuacOiVT1uVT1ttttt附圖附圖4 4三相半波可控三相半波可控整流電路

42、，電整流電路，電阻負(fù)載，阻負(fù)載，a=30a=30 時的波形時的波形 =30u2uaubucOtOtOtOtOtuGuduabuact1iVT1uVT1uac附圖附圖5 5 三相半波可控整流電路，電阻負(fù)載，三相半波可控整流電路，電阻負(fù)載，=60=60 時的波形時的波形 tttt =60u2uaubucOOOOuGudiVT1附圖附圖6 6 三相半波可控整流電路三相半波可控整流電路U Ud d/U/U2 2與與的關(guān)系的關(guān)系 03060901201500.40.81.21.17321/( )Ud/U2附圖附圖7 7三相半波可控三相半波可控整流電路，阻整流電路，阻感負(fù)載時的電感負(fù)載時的電路及路及=60

43、=60 時時的波形的波形 abcTRLu2udeLidVT1VT2VT3udiauaubucibiciduacuabuacOtOtOtOtOtOtuVT1附圖附圖8 8 三相橋式全控整流電路原理圖三相橋式全控整流電路原理圖 bacTn負(fù)載iaidudVT1VT3VT5VT4VT6VT2d2d1附圖附圖9 9三相橋式全控三相橋式全控整流電路帶電整流電路帶電阻負(fù)載阻負(fù)載a=0a=0 時時的波形的波形 u2ud1ud2u2Luduabuacuabuacubcubaucaucbuabuacuabuacubcubaucaucbuabuacuaucubt1OtOtOtOt = 0iVT1uVT1附圖附圖1

44、010三相橋式全控三相橋式全控整流電路帶電整流電路帶電阻負(fù)載阻負(fù)載a=30a=30 時的波形時的波形 ud1ud2 = 30iaOtOtOtOtuduabuacuaubuct1uabuacubcubaucaucbuabuacuabuacubcubaucaucbuabuacuVT1附圖附圖1111三相橋式全三相橋式全控整流電路控整流電路帶電阻負(fù)載帶電阻負(fù)載=60=60 時的波時的波形形 = 60ud1ud2uduacuacuabuabuacubcubaucaucbuabuacuaubucOtt1OtOtuVT1附圖附圖1212三相橋式全三相橋式全控整流電路控整流電路帶電阻負(fù)載帶電阻負(fù)載a=90a

45、=90 時的時的波形波形ud1ud2uduaubucuaubtOtOtOtOtOiaiduabuacubcubaucaucbuabuacubcubaiVT1附圖附圖13 13 三相橋式全三相橋式全控整流電路控整流電路帶阻感負(fù)載帶阻感負(fù)載a=0a=0 時的波時的波形形 ud1u2ud2u2LudidtOtOtOtOua = 0ubuct1uabuacubcubaucaucbuabuaciVT1附圖附圖14 14 三相橋式全控整流電路帶阻感負(fù)載三相橋式全控整流電路帶阻感負(fù)載a=30a=30 時的波形時的波形ud1 = 30ud2uduabuacubcubaucaucbuabuactOtOtOtOi

46、diat1uaubuc附圖附圖1515 三相橋式整流電路帶阻感負(fù)載，三相橋式整流電路帶阻感負(fù)載，a=90a=90 時的波形時的波形 = 90ud1ud2uacubcubaucaucbuabuacuabuduacuabuactOtOtOubucuat1uVT15.5UPS設(shè)備設(shè)備三相全控三相全控整流器各整流器各器件的工器件的工作時序圖作時序圖逆變電路逆變電路1.逆變電路是和整流電路原理相反的一種工作方式，其原理分析與介紹從略！2.UPS的逆變電路是將穩(wěn)定的直流通過SCR或IGBT等器件的可控觸發(fā)轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的定頻（50hz）交流電；3.逆變輸出跟蹤的是旁路系統(tǒng)的相位，在配電中，盡量讓旁路系統(tǒng)和主輸

47、入系統(tǒng)來自不同的電源；4.在并機(jī)系統(tǒng)中，關(guān)鍵注意其不同機(jī)組之間的相差、幅差、環(huán)流等參數(shù)，以及其通訊的穩(wěn)定性、可靠性等；5.逆變器應(yīng)注意其過載能力、承受負(fù)載的瞬變、波動能力等，關(guān)注其輸出的穩(wěn)壓、穩(wěn)頻精度，多機(jī)組的同步和保護(hù)能力等；5.6、UPS供電系統(tǒng)設(shè)計供電系統(tǒng)設(shè)計雖然目前市場上UPS配置名目繁多且差別很大，但常用的有5種：單臺系統(tǒng)、并聯(lián)冗余、串聯(lián)冗余、分布式冗余、雙總線等；冗余時注意事項： 停機(jī)成本的影響：間、直接的成本（人、財、物）； 風(fēng)險承受能力：企業(yè)信譽、其他行業(yè)可借鑒的經(jīng)驗和技術(shù)等； 可用性要求：可否在計劃時間段內(nèi)停機(jī)； 負(fù)載類型：單、雙電源設(shè)備； 成本預(yù)算：2N或2N+12N+2.

48、；5.7、單機(jī)、單機(jī)UPS原理圖原理圖5.8、具有公共靜態(tài)旁路的并聯(lián)、具有公共靜態(tài)旁路的并聯(lián)UPS的結(jié)構(gòu)框圖的結(jié)構(gòu)框圖5.9、具有分散靜態(tài)旁路的并聯(lián)、具有分散靜態(tài)旁路的并聯(lián)UPS的結(jié)構(gòu)框圖的結(jié)構(gòu)框圖5.10-1、模塊化、模塊化UPS模塊化模塊化UPS具有可用度高且容易生產(chǎn)、運輸、安裝、維護(hù)、擴(kuò)容的特點，是具有可用度高且容易生產(chǎn)、運輸、安裝、維護(hù)、擴(kuò)容的特點，是UPS未來未來的的發(fā)展趨勢發(fā)展趨勢。 2008年，我國模塊化占年，我國模塊化占UPS整體銷售額為整體銷售額為3.9億元，億元，UPS整體市場的整體市場的13.5%；同比增長；同比增長7.2%，比，比UPS整體市場增長率高出整體市場增長率高

49、出1.5個百分點。個百分點。 模塊化模塊化UPS相當(dāng)于一種相當(dāng)于一種機(jī)架式服務(wù)器的概念延伸，技術(shù)本質(zhì)上與靜態(tài)機(jī)架式服務(wù)器的概念延伸，技術(shù)本質(zhì)上與靜態(tài)UPS沒有區(qū)別，沒有區(qū)別，按照電路結(jié)構(gòu)，模塊化按照電路結(jié)構(gòu)，模塊化UPS可分為功率模塊結(jié)構(gòu)式和可分為功率模塊結(jié)構(gòu)式和UPS結(jié)構(gòu)模塊結(jié)構(gòu)式。結(jié)構(gòu)模塊結(jié)構(gòu)式。第一代模塊化結(jié)構(gòu)，特點是功率模塊和控制模塊分離，任意一個模塊不能單獨供電，第一代模塊化結(jié)構(gòu)，特點是功率模塊和控制模塊分離，任意一個模塊不能單獨供電，存在單點故障，可靠性不太高。存在單點故障，可靠性不太高。第二代模塊化結(jié)構(gòu)的第二代模塊化結(jié)構(gòu)的UPS是將整套是將整套UPS做成一個模塊，做成一個模塊，

50、任何一個模塊都可單獨供電，所以它的可靠性遠(yuǎn)任何一個模塊都可單獨供電，所以它的可靠性遠(yuǎn) 高于第一代。高于第一代。 其概念上的優(yōu)勢在于：其概念上的優(yōu)勢在于：1、單模塊容量小；、單模塊容量小；2、冗余度?。?、冗余度?。∟+1，N值較大）；值較大）；3、可在線熱插拔；、可在線熱插拔；4、便于維護(hù)；、便于維護(hù)；5、便于動態(tài)擴(kuò)容；、便于動態(tài)擴(kuò)容；6、可靠性高；、可靠性高；7、節(jié)能減排；、節(jié)能減排；5.10-2、模塊化、模塊化UPS的可靠性高的可靠性高 單機(jī)UPS在組合完成后可靠性就不能再改變了。但模塊化UPS的可靠性會隨著組合的變化而改變。一個單機(jī)UPS和一個模塊UPS的可靠性R1=0.99，即故障率是1

51、%，那么，一個120kVA的單機(jī)UPS可靠性就是0.99，而120kVA的模塊UPS，如果每個模塊是15kVA， 采用7+1的組合，可靠性R7+1為（相比單UPS提高10倍）： R（7+1）=1-(1-r7) (1-r)=1- (1-0.997) (1-0.99)= 0.999021 如果采用6+2組合，其可靠性R6+2為（可靠性比單機(jī)時提高了100倍）：R（6+2）=1-(1-r6)(1-r)2=1- (1-0.941480) (1-0.99)2= 0.9999941 ; 隨著負(fù)載的減小，可靠性還會增大。假如負(fù)載定位是100kVA，實際負(fù)載在90kVA以下時，就可以用6+2的組合，故障率比單

52、機(jī)時降低100倍。如果實際負(fù)載低于75kVA，就可以是5+3的組合，可算出故障率比單機(jī)時降低1000倍。這是單機(jī)UPS無論如何都無法做到的。5.10-3、模塊化、模塊化UPS的注意事項的注意事項1. 兩代模塊化兩代模塊化UPS在在質(zhì)量、技術(shù)水平和功能上差別極大質(zhì)量、技術(shù)水平和功能上差別極大，切不可只從價格上，切不可只從價格上看問題；模塊化看問題；模塊化UPS還存在還存在成本高、實際運行可靠性不如理論計算值高等成本高、實際運行可靠性不如理論計算值高等問題，需要對其進(jìn)行深入研究，進(jìn)一步提高其可靠性，降低投資成本；問題，需要對其進(jìn)行深入研究，進(jìn)一步提高其可靠性，降低投資成本；2. 不同模塊化不同模塊

53、化UPS廠商采用的廠商采用的電路、元器件相差甚微，電路、元器件相差甚微，其同等元器件的其同等元器件的體積體積和重量差別也很小和重量差別也很小，因此，因此，UPS產(chǎn)品的單位體積重量也相差無幾。所以，產(chǎn)品的單位體積重量也相差無幾。所以，在選用模塊化在選用模塊化UPS時，如果產(chǎn)品的體積、重量、價格與常見產(chǎn)品相差甚遠(yuǎn)時，如果產(chǎn)品的體積、重量、價格與常見產(chǎn)品相差甚遠(yuǎn)，要引起注意（曾經(jīng)有設(shè)備冒煙、起火，甚至爆炸的先例）；，要引起注意（曾經(jīng)有設(shè)備冒煙、起火，甚至爆炸的先例）；3. 主流主流UPS有有120kVA和和40120kVA兩個功率段。盡管模塊化兩個功率段。盡管模塊化UPS擁有優(yōu)勢擁有優(yōu)勢，但其，但其

54、技術(shù)難度大技術(shù)難度大，廠商需要投入的，廠商需要投入的研發(fā)成本研發(fā)成本，為了收回投資，模塊化，為了收回投資，模塊化UPS的定價普遍高于傳統(tǒng)的定價普遍高于傳統(tǒng)UPS（近同容量的（近同容量的2倍）倍）。事實上，模塊化。事實上，模塊化UPS的的材料成本比傳統(tǒng)材料成本比傳統(tǒng)UPS高不了多少。隨著模塊化高不了多少。隨著模塊化UPS的技術(shù)的進(jìn)步，大規(guī)模的技術(shù)的進(jìn)步，大規(guī)模生產(chǎn)將成為現(xiàn)實，其價格也將逐漸下降。生產(chǎn)將成為現(xiàn)實，其價格也將逐漸下降。 5.11-1、柴油機(jī)式、柴油機(jī)式UPS（動態(tài)）（動態(tài)）一個將柴油機(jī)組和一個將柴油機(jī)組和UPS相統(tǒng)一的動態(tài)相統(tǒng)一的動態(tài)式不間斷電源裝置；式不間斷電源裝置；沒有電池系統(tǒng)；

55、沒有電池系統(tǒng)；在理念上高于傳統(tǒng)的電池式在理念上高于傳統(tǒng)的電池式UPS+柴油柴油機(jī)的配電方式；機(jī)的配電方式；理論概念上的優(yōu)勢需要實踐的驗證；理論概念上的優(yōu)勢需要實踐的驗證；5.11-2、柴油機(jī)式、柴油機(jī)式UPS的工作原理的工作原理2、切換為柴油機(jī)模式：、切換為柴油機(jī)模式：市電中斷或超限時，市電中斷或超限時，Q1斷開，耦合器線圈得電，內(nèi)斷開，耦合器線圈得電，內(nèi)轉(zhuǎn)子動能傳遞到外轉(zhuǎn)子，發(fā)電機(jī)保持轉(zhuǎn)子動能傳遞到外轉(zhuǎn)子，發(fā)電機(jī)保持1500轉(zhuǎn)速；轉(zhuǎn)速；柴油機(jī)啟動，柴油機(jī)啟動，2s內(nèi)加速至內(nèi)加速至1500，自由輪自動結(jié)合，自由輪自動結(jié)合，幾秒內(nèi)，柴油機(jī)幾秒內(nèi)，柴油機(jī)+感應(yīng)耦合器共同驅(qū)動發(fā)電機(jī)正常感應(yīng)耦合器共同

56、驅(qū)動發(fā)電機(jī)正常供電；供電；在在5-10s內(nèi)，柴油機(jī)進(jìn)行單獨正常供電；內(nèi)，柴油機(jī)進(jìn)行單獨正常供電；1、柴油機(jī)、柴油機(jī)UPS的市電模式：的市電模式：l電抗器電抗器+發(fā)電機(jī)相當(dāng)于有源濾波器，防止市電干擾；發(fā)電機(jī)相當(dāng)于有源濾波器，防止市電干擾；l發(fā)電機(jī)作為電動機(jī)驅(qū)動耦合器外轉(zhuǎn)子發(fā)電機(jī)作為電動機(jī)驅(qū)動耦合器外轉(zhuǎn)子1500r/m；l通過激勵外轉(zhuǎn)子線圈相對內(nèi)轉(zhuǎn)子以通過激勵外轉(zhuǎn)子線圈相對內(nèi)轉(zhuǎn)子以3000r/m運轉(zhuǎn)，運轉(zhuǎn)，動能存儲于內(nèi)轉(zhuǎn)子；動能存儲于內(nèi)轉(zhuǎn)子；l感應(yīng)偶器的外轉(zhuǎn)子與柴油機(jī)由自有離合器分隔；感應(yīng)偶器的外轉(zhuǎn)子與柴油機(jī)由自有離合器分隔；5.11-3、柴油機(jī)式、柴油機(jī)式UPS的工作原理的工作原理3、柴油機(jī)模式

57、：、柴油機(jī)模式：柴油機(jī)模式時，外轉(zhuǎn)子內(nèi)的兩極線圈再次柴油機(jī)模式時，外轉(zhuǎn)子內(nèi)的兩極線圈再次通電，內(nèi)轉(zhuǎn)子重新加速至通電，內(nèi)轉(zhuǎn)子重新加速至3000轉(zhuǎn)；轉(zhuǎn)；期間，系統(tǒng)通過檢測、數(shù)字化自控等手段期間，系統(tǒng)通過檢測、數(shù)字化自控等手段實現(xiàn)穩(wěn)頻，即時有負(fù)載巨變?nèi)钥墒诡l率波實現(xiàn)穩(wěn)頻，即時有負(fù)載巨變?nèi)钥墒诡l率波動穩(wěn)定在很小范圍內(nèi)；動穩(wěn)定在很小范圍內(nèi)；4、返回市電模式：、返回市電模式：市電恢復(fù)穩(wěn)定，市電恢復(fù)穩(wěn)定，ups與市電同步，閉合與市電同步，閉合Q1；柴油機(jī)減速至柴油機(jī)減速至1450r/m，自由輪離合器斷開；，自由輪離合器斷開；發(fā)電機(jī)返回電動機(jī)狀態(tài)，感應(yīng)耦合器外轉(zhuǎn)子保發(fā)電機(jī)返回電動機(jī)狀態(tài)，感應(yīng)耦合器外轉(zhuǎn)子保持持

58、1500轉(zhuǎn)速；轉(zhuǎn)速；柴油機(jī)空載運行冷機(jī)后停機(jī)進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)；柴油機(jī)空載運行冷機(jī)后停機(jī)進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)；5.11-4、柴油機(jī)式、柴油機(jī)式UPS 的冗余組合方式的冗余組合方式系統(tǒng)的冗余結(jié)構(gòu)：系統(tǒng)的冗余結(jié)構(gòu)：柴油機(jī)式動態(tài)柴油機(jī)式動態(tài)UPS可可以與傳統(tǒng)的靜態(tài)以與傳統(tǒng)的靜態(tài)UPS一樣做到并聯(lián)、串聯(lián)一樣做到并聯(lián)、串聯(lián)、主從、交叉結(jié)合等、主從、交叉結(jié)合等多種冗余方式，從而多種冗余方式，從而排除單機(jī)或容量不足排除單機(jī)或容量不足的缺陷，排除單一公的缺陷，排除單一公共母線的引起的故障共母線的引起的故障，不會出現(xiàn)共用電故，不會出現(xiàn)共用電故障。障。5.11-5、柴油機(jī)式、柴油機(jī)式UPS 的性能參數(shù)的性能參數(shù)5.11-6、動

59、態(tài)式、動態(tài)式UPS與靜態(tài)電池式與靜態(tài)電池式UPS的比較的比較項目項目動態(tài)動態(tài)式式UPS靜態(tài)電池式靜態(tài)電池式UPS系統(tǒng)功能空間需求系統(tǒng)可靠性市電至負(fù)載之間電氣環(huán)節(jié)少，可靠性高市電至負(fù)載之間電氣環(huán)節(jié)多，可靠性低電源轉(zhuǎn)換無電源轉(zhuǎn)換，ACUPS潔凈AC兩次電源轉(zhuǎn)換(ACDC, DCAC)系統(tǒng)效率約96%約90%系統(tǒng)后備時間使用柴油引擎，供應(yīng)時間不受限制受限于電池容量,諧波濾波器本身具備需外加功率因數(shù)(PF)可改善市電功率因數(shù)至0.98系統(tǒng)本身不具此功能安裝空間節(jié)省約50%以上的空間。UPS主機(jī)+蓄電池+柴油發(fā)電機(jī)組機(jī)房運轉(zhuǎn)維護(hù)保養(yǎng)成本電池組更新無需使用電池視使用情況，約3-5年需更新空調(diào)系統(tǒng)耗能只需提

60、供足夠的通風(fēng)量，自然冷卻即可須具有空調(diào)系統(tǒng)，供給冷氣予UPS主機(jī)及蓄電池使用維護(hù)保養(yǎng)維護(hù)保養(yǎng)較易系統(tǒng)復(fù)雜，維修保養(yǎng)成本較高運轉(zhuǎn)成本效率及功率因數(shù)高，節(jié)約電能相比前者運行成本高5.12-1、Delta變換技術(shù)變換技術(shù)UPS基本組成原理圖基本組成原理圖1、輸入輸出濾波器：、輸入輸出濾波器：抑制電網(wǎng)尖波傳抑制電網(wǎng)尖波傳至負(fù)載，或負(fù)載高頻干擾反輸電至負(fù)載，或負(fù)載高頻干擾反輸電網(wǎng)。屬典型的抗共模、差模干擾網(wǎng)。屬典型的抗共模、差模干擾濾波電路；濾波電路；2、主電路靜態(tài)開關(guān)：、主電路靜態(tài)開關(guān)：2個單向個單向SCR反向并聯(lián)反向并聯(lián)，正負(fù)半周分別導(dǎo)通防止電池逆變時逆，正負(fù)半周分別導(dǎo)通防止電池逆變時逆變輸出反向饋