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初中机房建设:UPS节能措施!

UPS是不间断电源“初中机房建设”它的功能主要有两个:一是在市电正常时改善对负载的供电质量,同时对后备电池进行充电;二是在市电异常时,通过后备电池保证向负载供电的不间断性。目前,UPS的节能必需从方案、UPS、电池、配电等方面全方位进行。

1、按需扩容的柔性规划

一般数据中心的建设都不是一步到位,会考虑今后未来几年的扩容,在设计时UPS容量一般都考虑容量比较大些,一次就安装了几套大功率的UPS并机,初期负载量只有规划容量的10%~20%,使UPS的利用率很低,造成电能的浪费。如何避免这种情况的发生,从UPS云计算中心建设,IDC大数据机房费用,电脑通讯旧机房改造,承建安装,工期,学生,教室,中学,小学,职校,普通,工厂,超市,企业,部队,学校,医院,政府,房地产,办公楼,新建弱电机房升级,大,中,小型网络机房规划,机房等级,办公室,办公大楼,铁路,运营商,教育,中小学,大学,高中,初中,指挥大厅,控制室,监控,酒店,会议室,应急,A级,B级,C级,银行,标准化,等保,分保,一卡通,安全,远程,静电,疲敝安全门,异地存储,虚拟化,模块化,灾备,整栓布置,布局,工业联接器,ODF,IT专用光纤,布线,维护,维保,施工,调试,恢复,检测,A,B,C级信息化机房,1,2,3类,一,二,三级弱电机房供电系统角度考虑,应该包括:

(1)供电方案设计

  目前UPS供电方案主要有分散供电、集中供电两种。分散供电是一台UPS为一台或多台设备供电。分散供电的好处是分散风险,不会因为一台UPS异常造成大部分设备停电;缺点是UPS分散布置,不便管理,而且布线不容易规划。另一种是采用集中供电,由一套大功率的UPS直接对数据中心的所有负载供电。集中供电的好处是便于规划、管理方便、维护方便;缺点是如果UPS系统异常,容易引起数据中心大面积停电事故,此缺点可以通过采用并联构架来避免。因此,以上两种方案各有优缺点,目前的数据中心一般都采用集中供电方案。由于UPS并机数量有限制,而且当UPS系统并机数量超过4台时,其可靠性并不比单机供电系统高多少。当机房UPS装机总容量超过一定限度时,建议将机房按几期规划分成几个区域进行供电。规划时可以参考:单机容量不宜超过400kVA,并机数量不宜超过3台。

(2)UPS在线并机扩容功能

  数据中心的UPS容量的规划,可以根据不同时期的负载容量要求,采用逐步扩容的方案,使投资方案更经济,同时也能使UPS工作处于较佳的效率点。目前中、大功率段的UPS均已经具备冗余并机功能,不仅提高了系统的可靠性,同时也为机房扩容提供了条件。综合布线,规范技术型,配线架,桥架,标号,标识,集成,强电机柜,冷通道,平面效果图设计,门禁,机柜,电缆,UPS,防火,动环,空调,漏水检测,走线架,固线器,防尘,承重架,PDU,保温,无线,交换机,路由器,防火墙,大屏,KVM,消防,装修,现代,品牌,厂家,地铁,高校,核心,简单,整体,传统,绿色,无尘,考试,网吧,涉密,保密,屏蔽,容灾,排名,通信,节能,多媒体,电子政务, 中国国家,医疗,二甲医院,节能环保,公安指挥中心,机密级,异地备份,财政局,华为智慧城市,证劵,微模块,保险,土建.只要规划时在UPS前后配电箱预留足量的空气开关,并在机房规划相应空间,即可实现UPS并机扩容功能。关键是并机的过程处理,多种品牌UPS并机时需要对UPS的设置进行修正,此时要求UPS必须工作在维修旁路状态,UPS由市电直接带载,如果此时市电波动较大甚至停电,将造成系统的大面积瘫痪。所以并机扩容必须具备在线并机功能,即UPS并机扩容时,只需将新增UPS软件修改至与原UPS系统一致后,在不关闭原有UPS系统的情况下,直接将新增UPS并入原有系统即可,扩容前后,UPS均工作于在线模式下,避免切换至旁路供电的高风险操作。

(3)采用模块化UPS,实现逐步扩容

目前,模块化UPS已经开始在国内应用,模块化UPS特点主要包括:可扩容、平均故障修复时间(MTTR)短、可经济实现“N+X”冗余并机。

2、提高UPS自身能效,优化负载效率曲线

  目前UPS均为在线式双变换构架,在其工作时整流器、逆变器均存在功率损耗。以一个容量为400kVA的UPS为例,每度电按0.95元计算,UPS效率每提高1%,一年节省的电费为400×0.8×0.01×24×365×0.95=26630.4元。可见提高UPS的工作效率,可以为数据中心节省一大笔电费,可见提高UPS效率是降低整个机房能耗的最直接方法。因此采购UPS,尽量采购效率更高的UPS。

  当然UPS效率高不仅仅是满载时效率高,同时也必须具备一个较高的效率曲线,特别是在“1+1”并机系统时,根据系统规划,每台UPS容量不得大于50%,如果此次效率仅为90%以下,就算满载效率达到95%以上,也是没有意义的,所以要求UPS必须采取措施优化效率曲线,使UPS效率在较低负载时也能达到较高的效率。

UPS效率与输出功率关系曲线

  除了提高UPS自身的效率之外,UPS上面的一些功能也可加以利用。比如像ECO经济运行模式。其原理是在较好 的市电环境时,激活此功能,使UPS由静态旁路直接供电,此时逆变器处于待机状态,正常工作,但不输出能 ,一旦市电异常,UPS立即切换到逆变器供电状态,切换时间一般在1ms以内,具体见图2所示,蓝色为输入电 波形,黄色为输出电压波形。由于此时的逆变器处于待机状态,所以自身损耗很小,此时UPS的整机效率可以达 到97%以上,比正常模式节省3%以上的功率。

ECO模式转正常供电模式波形图

使用ECO模式必须具备以下条件:

  (1)静态旁路必须采用两组高可靠晶闸管,不得采用接触器加晶闸管的组合,因为接触器吸合时,接触点会打火,一般工作数百次之后就不能正常工作了。而晶闸管则不存在此问题,同时可以缩短切换时间。

 (2)建议使用在较好的电力环境下,比如一级供电单位等。

3、降低输入电流谐波,提高功率因数

谐波产生的根本原因是由于电力线路呈现一定阻抗,等效为电阻、电感和电容构成的无源网络,由于非线性负载产生的非正弦电流,造成电路中电流和电压畸变,称为谐波。谐波的危害包括:引起电气组件附加损耗和发热(如电容、变压器、电机等);电气组件温升高、效率低、加速绝缘老化、降低使用寿命;干扰设备正常工作;无功功率增加,电力设备有功容量降低(如变压器、电缆、配电设备);供电效率低;出现谐振,特别是柴油发电机发电时更严重;空开跳闸、熔丝熔断、设备无故损坏。UPS对于电网而言是一个非线性负载,在工作的时候会产生大量的谐波。以配置6脉冲整流器的UPS为例,其输入功率因数一般为0.75左右,谐波大于30%。降低UPS工作谐波的主要方法有

  (1)采用12脉冲整流器。其原理是在原有6脉冲整流器基础上,在输入侧增加一个移相变压器和6脉冲整流器。采用该技术方案后,可以将谐波降低至10%左右。优点是较为简单,谐波改善明显;缺点是对功率因数改善有限,价格略高。

  (2)采用无源滤波器。依据LC滤波电路原理,对UPS产生的谐波进行滤除,并对功率因数进行补偿。优点是技术简单,成本较低;缺点是只能补偿特点阶次的谐波,同时受负载阻抗影响较大,无法适用于全功率段。

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