開關電源淺談通信機房UPS供電系統配置方案
不連續電源(UPS)在通訊范疇應用十分廣泛。在通訊機房中裝置UPS(不連續電源)供電體系越來越遍及。一個規劃杰出的UPS供電體系能給負載供給優質電源。如何樹立一個合理的、安全的UPS供電體系成為大家重視的問題。筆者從UPS供電體系裝備各方面進行論說，以供同行參閱。
1 對UPS前級供電體系的要求
UPS能夠向負載供給穩壓精度高、穩頻、波形失真度小的高質量電源，并且在與靜態旁路切換時能夠做到供電無連續。但要做到這點，它的前級供電質量不容忽視。咱們在規劃通訊機房前級供電體系時，應考慮以下幾個方面：
(1)前級供電體系電源質量不宜太差，電壓及頻率應穩定在正常規模。一般地講，大容量UPS主機輸入電壓規模應為380V±15％。電壓過低，將使UPS備用電池頻頻放電，最終因長時刻處于欠壓充電狀況而大大縮短它的運用壽命；相反，電壓過高，則易引起逆變器損壞。關于旁路輸入，其電壓和頻率波動也有必定的規模，一般為額外電壓±10％，額外頻率±15％。假如前級電源改變規模過大，就會導致逆變器和旁路電源之間的切換被禁止或有連續。因此，假如通訊機’房的前級電網在電壓規模上達不到要求，應在UPS前級裝備適宜的抗干擾交流穩壓電源，但不宜選用電子管型交流穩壓器或磁飽滿穩壓器，因為這兩類穩壓器在開機時可產生瞬時高壓，輸出波形失真度也較大，易構成UPS毛病。
(2)前級供電體系中不該當帶有頻頻啟動負載，比方常常運用的電梯，頻頻打開的空調等。原因是在這些負載開、關機時會呈現瞬間高低壓，使供電線路上電壓波形失真度過大，構成UPS市電旁路供電與逆變器供電變換操控電路誤動作，進而引起同步操控電路毛病。所以在條件許可下，宜將UPS電源盡可置于電網輸入的前端。
(3)前級供電體系中的交流發電機組容量應恰當擴展。大多數通訊機房都備有發電機組，以處理較長時刻停電難以供電問題。但在裝備發電機組時，其容量應考慮不少于UPS電源額外輸出功率的1.5~2倍，以確保發電機輸出電壓、頻率正常，并改進其波形失真度。
2 UPS容量的斷定
依據負載容量及性質，挑選恰當的UPS，既可確保UPS的供電質量，下降毛病率，又可節約出資，進步經濟效益。一般來說，UPS容量的斷定主要是要滿意當時負載的需求，一起，也要考慮幾個要素：
(1)負載性質對UPS輸出功率的影響。當時大部分UPS生產廠家在產品說明書中所給的輸出功率都是指負載功率因數為-0.8(滯后)時的值，而UPS電源實踐可帶的負載量是與負載功率因數密切相關的。當負載為純電阻性或電理性時，逆變器在額外功率下其有功功率將有所下降。所以在考慮UPS容量時，對不同的負載功率因數要進行功率折算。一般可作這樣的預算：假定負載功率因數為-0.8(滯后)時UPS額外功率為1kVA，則當功率因數為-0.9和-1.0時，輸出功率別離約為0.9～0.92kVA和0.74~0.77 kVA。關于計算機類負載，只需負載的峰值系數在UPS答應的規模內，UPS基本上能夠輸出額外功率，關于電理性負載，則需酌情加大UPS容量。
(2)UPS容量較負載不宜過大，以免使其過度輕載運轉。過度輕載運轉雖有利于下降逆變器的損壞概率，但可能構成市電停電時，電池放電電流過小而放電時刻偏長，在電池保護裝置毛病時，電池組被深度放電，而遭永久性損壞。
(3)UPS容量不宜過小，以免使其長時刻處于重載運轉狀況。這樣雖可節約一部分出資，但因為逆變器處于重載運轉，其輸出波形將發作畸變，輸出電壓幅值顫動過大。這樣既不能為負載供給優質電源，還極易構成UPS逆變器的損壞，所以，即便從經濟視點講也是因小失大。依據現在一些UPS廠家推薦，UPS負載量不宜長時刻超越其額外容量的80％。
(4)關于通訊機房面積較大，負載不斷分期擴容的狀況，在首期裝備UPS容量時，應恰當考慮中遠期發展趨勢，并在選型中挑選可并機或多機運轉的機型，以使中遠期負載容量增大時，經過UPS并機擴展其輸出容量。相應地，裝備UPS輸入輸出配電屏時，應預留多臺UPS的輸入開關和中遠期的負荷分路開關，以便于今后擴容。
3 正確裝備UPS后備電池
為確保電網停電時，也能利用UPS電源持續向計算機供給高質量供電，后備電池的裝備尤為重要。當負載不答應被中供電時，通訊機房內UPS電池后備時刻應大于從市電中止到恢復的時刻或到發電機組正常供電所需時刻(前級供電體系配有發電機組)。若此段時刻較長，則應裝備外接的長延時的電池組，但此刻應承認UPS內部整流器有才能對外接大容量電池組進行充電，否則應裝備外接充電器。電池容量挑選應遵從以下準則：即電池有必要在后備時刻內供電給逆變器，且在額外負載下，電池組電壓不該下降到逆變器所答應的最低電壓以下。在安置機房設備排列時，應盡量使電池組接近UPS主機，縮短兩者連線長度，增大連線截面積，以下降連線自感量和線路壓降。電池組可裝置在電池柜內，也可裝置在打開的電池架中，前者漂亮、整潔，但對樓板承重要求較高，后者可分散承重，且散熱性好，但占地面積多，易積塵，給保護帶來不方便。
4 經過冗余辦法增加供電可靠性
為了進步UPS供電的可靠性，可選用多種UPS冗余銜接辦法。各種辦法都有優缺陷，考慮計劃時要依據實踐負載狀況，挑選適宜的形式。冗余銜接辦法大致有以下三種：
(1)雙機主從式熱備份。將作為從機的UPSl輸出接到另一臺作為主機的UPS2的旁路輸入，正常運轉時由UPS2供電，UPSl處于備份。當UPS2毛病時，負載切換至UPS2旁路，由UPSl承當負載供給使命。此體系結構及操控簡單，但存在以下缺陷：主機長時刻作業，而從機處于長時刻待機狀況，兩機的元件老化程度不均勻；在從機供電的狀況下，主機靜態旁路毛病時將導致體系供電失利；體系負載不能超越單機容量且今后無法擴容。
(2)功率均分并聯備份。該體系將兩臺或多臺UPS逆變單元并聯運轉，正常時兩臺(或多臺)逆變器一起向負載均分供電。當其間一臺毛病時，該UPS從體系中脫離，用戶所需負載電流，由剩下逆變器按新的比例從頭分配供電。此種辦法現在有兩種結構，一種是UPS經過外加并機柜辦法并聯，并機柜供給同步及多機均流操控，一起供給并聯體系的總靜態旁路；另一種是在每臺UPS內裝置一套邏輯操控板，操控各臺機器的同步及均流輸出。此計劃的長處是易于擴容(選用并機柜辦法時應將并機柜按終期考慮)，經過冗余備份進步供電可靠性，但也存在缺陷：(a)選用并機柜辦法的，并機柜成為體系的公共瓶頸點，一旦它內部失控或毛病，會導致整個體系供電失利。(b)因為各臺UPS輸出量參數難以堅持完全一致，導致各UPS在向負載供電一起，還在UPS內部的逆變器間構成環流。當環流過大，將直接危及逆變器安全。此外，假如各UPS向負載供電的電流差異過大，將使逆變器的功率擴展元件老化速度失衡，也會引發毛病。一般來說，供電體系中并機數量越多，UPS電源體系發作毛病的概率也越大。
(3)并聯熱備份。該體系將兩臺UPS的電池組輸入、整流器輸出及逆變器輸出并聯，共用旁路。正常時兩臺整流器一起向兩逆變器供電，并向兩組電池充電，經過逆變器輸出靜態開關挑選其間一臺逆變器向負載電，兩臺整流器和逆變器別離互為備用。只要當兩臺逆變器一起毛病時，體系將負載切至一起靜態旁路，由市電持續向負載供電。該計劃沒有瓶頸毛病點，任何一臺UPS部分或全體毛病，體系仍能持續向負載供電，因為真實輸出只要一臺逆變器，故也不存在逆變器間的環流，但因為此形式相似單機運轉形式，帶載才能相對差且不易擴容。
5 供電體系應具有智能性
為了確保供電體系能長時刻不連續運轉，UPS有必要具有智能性，對運轉中的UPS狀況自動檢測，對UPS毛病及時發現。確診和處理，并削減因毛病或檢修而構成的連續，一起，作為通訊機房動力體系的一部分，應供給通訊協議，以便納入動力會集監控網絡內。因此，在體系規劃時，咱們應考慮到這些要素。一般來說，作為智能性的UPS應具有下列功用：
(1)實時監測功用。監督電路中各部分狀況，隨時獲取主機作業時的有關參數。
(2)人機交互功用。可按實踐運轉狀況，經過程序修改，從頭設置UPS內部的各種臨界作業點閥值，也可讀取UPS電源各種作業參數。
(3)毛病確診功用。對監測到的不正常參數及時剖析，及早發現毛病預兆，顯示其性質、部位，給出處理辦法，并自動記錄有關信息。
(4)長途監控功用。供給一個長途計算機接口，能經過RS232或RS485接口經調制解調器完成與異地計算機終端通訊，達到遙測和遙信的意圖。
6 結束語
在規劃通訊機房UPS供電體系時，咱們既要節約出資，又要考慮體系的可靠性、靈活性，為通訊設備及計算機負載供給有用的動力保障。
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