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UPS電源的技術(shù)應(yīng)用
一、概述
隨著經(jīng)濟的飛速發(fā)展以及基層央行對網(wǎng)絡(luò)建設(shè)認(rèn)識的不斷加深，中心機房建設(shè)和改造，近幾年如火如荼。但隨之而來的就是日益龐大的電費開銷，中心機房在建設(shè)中的投資，其中電氣、電源、制冷等系統(tǒng)設(shè)施占了一半以上的投資比例，高額的電能消耗使得整個數(shù)據(jù)中心運行成本居高不中心機房面臨“建得起卻用不起”的尷尬境地。降低中心機房的運營成本和節(jié)能降耗成了基層 有關(guān)部門關(guān)注的問題，節(jié)約能源可以從以下幾方面入手。首先是機房環(huán)境的節(jié)能，包括制冷環(huán)境、供電環(huán)境;其次是從IT硬件設(shè)備節(jié)能，減少IT設(shè)備的能耗;最后是IT設(shè)備內(nèi)部各集成電路的節(jié)能，比如CPU的節(jié)能等。UPS處于交流供電環(huán)節(jié)的很重要一環(huán)，機房幾乎所有的IT設(shè)備由UPS供電，提高運行時的能效勢在必行。UPS的節(jié)能必須從方案、電池、配電等方面進(jìn)行。
二、按需擴容的柔性規(guī)劃
一般地市級中心機房的建設(shè)都不是一步到位，會考慮今后未來5到10年的需求，但是UPS一般都是一步到位，一次就安裝了2套大功率的UPS并機，結(jié)果初期負(fù)載只有規(guī)劃容量的10%～20%，沒等承載所規(guī)劃的負(fù)載就進(jìn)入了設(shè)備淘汰期。這不僅造成投資的浪費，而且也無法使UPS運行在較高的效率點，造成電能的浪費。如何避免這種情況的發(fā)生，從UPS供電系統(tǒng)角度考慮，應(yīng)該包括以下幾個方面。
供電方案設(shè)計
(一)供電方案設(shè)計
目 前UPS供電方案主要有分散供電、集中供電2種。分散供電的特點是一臺UPS為一臺或多臺負(fù)載設(shè)備供電。分散供電的好處是分散風(fēng)險，不會因為一臺UPS供電異常而造成大面積停電;缺點是UPS分散布置，不便管理，而且布線不易規(guī)劃。另一種是采用集中供電方案，由一套大功率的UPS供電系統(tǒng)直接對機房的所有負(fù)載供電。集中供電的好處是便于規(guī)劃、管理方便、維護(hù)方便;缺點是如果UPS系統(tǒng)異常，容易引起大面積停電事故，此缺點可以通過采用各種并聯(lián)構(gòu)架來避免。因此，以上兩種方案各有優(yōu)缺點，目 前的中心機房一般都采用集中供電方案，也集中了供電的風(fēng)險。當(dāng)機房UPS裝機總?cè)萘砍^一定限度時，建議將機房按幾期規(guī)劃分成幾個區(qū)域進(jìn)行供電。
(二)UPS在線并機擴容功能
機房UPS容量的規(guī)劃，可以根據(jù)不同時期的負(fù)載容量要求采用逐步擴容的方案，使投資方案更經(jīng)濟，同時也能使UPS工作于較佳的效率點。目 前中、大功率段的UPS均已經(jīng)具備冗余并機功能，不僅提高了系統(tǒng)的可靠性，同時也為機房擴容提供了條件。只要規(guī)劃時在UPS前后配電箱預(yù)留足量的空氣開關(guān)，并在機房規(guī)劃相應(yīng)空間，即可實現(xiàn)UPS并機擴容功能。關(guān)鍵是并機的過程處理，多種品牌UPS并機時需要對UPS的設(shè)置進(jìn)行修正，此時要求UPS必須在維修旁路狀態(tài)工作，UPS由市電直接帶載，如果此時市電波動較大甚至停電，將造成系統(tǒng)的大面積癱瘓。所以并機擴容必須具備在線并機功能，即UPS并機擴容時，只需將新增UPS軟件修改至與原UPS系統(tǒng)一致后，在不關(guān)閉原有UPS系統(tǒng)的情況下直接將新增UPS并入原有系統(tǒng)即可，擴容前后，UPS均工作于在線模式下，避免切換至旁路供電的高風(fēng)險操作。
采用模塊化
(三)采用模塊化UPS實現(xiàn)逐步擴容
目 前，模塊化UPS已經(jīng)開始在國內(nèi)應(yīng)用，模塊化UPS特點主要包括：可擴容、平均故障修復(fù)時間(MTTR)短、可經(jīng)濟實現(xiàn)“N+X”冗余并機。以臺達(dá)C系~IJUPS為例，每個模塊為20kVA，整個系統(tǒng) 大可擴容至160kVA，可以根據(jù)機房的實際容量需求，逐步擴容，只要在機房初期規(guī)劃好配電容量即可。同時，實現(xiàn)“N+X”冗余比較劃算，以60kVA的容量要實現(xiàn)“N+I”冗余為例，傳統(tǒng)方案必須擴容一臺60kVAUPS，而采用模塊化UPS，則只需擴容一個20kVA的模塊即可，節(jié)省大筆資金的投入。
三、提高UPS自身能效，優(yōu)化負(fù)載效率曲線
目 前UPS均為在線式雙變換構(gòu)架，在其工作時整流器、逆變器均存在功率損耗。以一個容量為60kVA的UPS為例，每度電按1.2元計算，UPS效率每提高1%，一年節(jié)省的電費為5045.76元。可見提高UPS的工作效率，可以為數(shù)據(jù)中心節(jié)省一大筆電費，也是降低整個機房能耗的直接方法。因此采購UPS應(yīng)盡量采購效率更高的UPS。
當(dāng)然UPS效率高不僅僅是滿載時效率高，同時也必須具備一個較高的效率曲線，特別是在“1+1”并機系統(tǒng)時，根據(jù)系統(tǒng)規(guī)劃，每臺UPS容量不得大于50%，如果此次效率僅為90%以下，就算滿載效率達(dá)到95%以上，也是沒有意義的，所以要求UPS必須采取措施優(yōu)化效率曲線，使UPS效率在較低負(fù)載時也能達(dá)到較高的效率。
除了提高UPS自身的效率之外，UPS的一些功能也可加以利用。比如像ECO經(jīng)濟運行模式，其原理是在較好的市電環(huán)境下，激活此功能，使UPS由靜態(tài)旁路直接供電，此時逆變器處于待機狀態(tài)，正常工作但不輸出能量，_旦市電異常，UPS立即切換到逆變器供電狀態(tài)，切換時間一般在1毫秒以內(nèi)，由于逆變器處于待機狀態(tài)，所以自身損耗很小，此時UPS的整機效率可以達(dá)~1J97%以上，比正常模式減少3%以上的損耗。
使用ECO模式必須具備2個條件：一是靜態(tài)旁路必須采用兩組高可靠晶閘管，不得采用接觸器加晶閘管的組合，因為接觸器吸合時接觸點會打火，一般工作數(shù)百次之后就不能正常工作，而晶閘管則不存在此問題，同時可以縮短切換時間。二是建議在較好的電力環(huán)境下使用，比如一級供電單位等。
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技能支撐服務(wù)：
本公司供應(yīng)的技能服務(wù)包括電話支撐及現(xiàn)場支撐兩種，用于幫忙用戶設(shè)備毛病及時得到處理，確保設(shè)備牢靠、安穩(wěn)的運行。
1、電話支撐服務(wù)
A、用戶在保護(hù)進(jìn)程中，呈現(xiàn)因為設(shè)備引起的技能毛病，而導(dǎo)致無法正常作業(yè)，可通過電話向本公司提出服務(wù)要求。
B、保護(hù)工程師組成電話支撐小組，以短時刻響應(yīng)用戶的服務(wù)要求，回答用戶提出的問題，幫忙與指導(dǎo)用戶制定處理的方案。
2、 現(xiàn)場支撐服務(wù)
A、在電話支撐無法妥善處理問題的情況下，我方將在48小時內(nèi)派技能人員到達(dá)現(xiàn)場幫忙用戶排除毛病。
B、關(guān)于在保修期內(nèi)的產(chǎn)品，在保修期內(nèi)，我方將無償替換因為原材料、設(shè)計及制造工藝等技能問題和質(zhì)量問題而發(fā)作毛病的產(chǎn)品，并在買方無法處理的主要問題上，免費供應(yīng)替換服務(wù)，及時處理產(chǎn)品存在的各種問題和產(chǎn)品的修理問題。
C、關(guān)于保修期滿的產(chǎn)品，我方仍按買方的要求供應(yīng)對任何呈現(xiàn)毛病的設(shè)備進(jìn)行維修服務(wù)，修理不好的產(chǎn)品及時以優(yōu)惠的價格替換。
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