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數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施系列之:UPS電源基礎(chǔ)全景

親愛的讀者朋友們,大家好!以下內(nèi)容來自我們的公眾號(hào)!今天讓我們一起探索數(shù)據(jù)中心中UPS電源的基礎(chǔ)知識(shí),深入了解它在保護(hù)電子設(shè)備、應(yīng)對(duì)突發(fā)停電方面的重要作用!

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UPS的定義


     UPS,全稱為不間斷電源(Uninterruptible Power Supply),是一種電力保護(hù)設(shè)備,用于提供在電力中斷或電壓異常的情況下,為關(guān)鍵設(shè)備提供可靠、穩(wěn)定的電源供應(yīng)。

     UPS較之柴油發(fā)電機(jī)組,具有體積小、效率高、無噪聲振動(dòng)、維護(hù)費(fèi)用低、可靠性高等優(yōu)點(diǎn),但容量相對(duì)較小,主要用于數(shù)據(jù)中心、工業(yè)自動(dòng)化控制中心等重要場(chǎng)所。


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UPS的組成


 

UPS目前分為在線式和后備式等,UPS電源的組成從基本的應(yīng)用原理上講,UPS是一種含有儲(chǔ)能裝置,以逆變器為主要元件,穩(wěn)壓穩(wěn)頻輸出的電源保護(hù)設(shè)備。主要由整流器、蓄電池、逆變器和靜態(tài)開關(guān)等幾部分組成。

  1、整流器

  整流器是一個(gè)整流裝置,簡(jiǎn)單的說就是將交流(AC)轉(zhuǎn)化為直流(DC)的裝置。它有兩個(gè)主要功能:第一,將交流電(AC)變成直流電(DC),經(jīng)濾波后供給負(fù)載,或者供給逆變器;第二,給蓄電池提供充電電壓。因此,它同時(shí)又起到一個(gè)充電器的作用;

  2、蓄電池

  蓄電池是UPS用來作為儲(chǔ)存電能的裝置,它由若干個(gè)電池串聯(lián)而成,其容量大小決定了其維持放電(供電)的時(shí)間。其主要功能是:

  1.當(dāng)市電正常時(shí),將電能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能儲(chǔ)存在電池內(nèi)部。

  2.當(dāng)市電故障時(shí),將化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能提供給逆變器或負(fù)載;

  3、逆變器

  通俗的講,逆變器是一種將直流電(DC)轉(zhuǎn)化為交流電(AC)的裝置。它由逆變橋、控制邏輯和濾波電路組成;

  4、靜態(tài)開關(guān)

  靜態(tài)開關(guān)又稱靜止開關(guān),它是一種無觸點(diǎn)開關(guān),是用兩個(gè)可控硅(SCR)反向并聯(lián)組成的一種交流開關(guān),其閉合和斷開由邏輯控制器控制。分為轉(zhuǎn)換型和并機(jī)型兩種。轉(zhuǎn)換型開關(guān)主要用于兩路電源供電的系統(tǒng),其作用是實(shí)現(xiàn)從一路到另一路的自動(dòng)切換;并機(jī)型開關(guān)主要用于并聯(lián)逆變器與市電或多臺(tái)逆變器。



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UPS分哪些種類?



UPS按工作原理分成后備式、在線式與在線互動(dòng)式三大類:

  后備式UPS是我們最常用的,它具備了自動(dòng)穩(wěn)壓、斷電保護(hù)等UPS最基礎(chǔ)也最重要的功能,雖然一般有10ms左右的轉(zhuǎn)換時(shí)間,逆變輸出的交流電是方波而非正弦波,但由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單而具有價(jià)格便宜,可靠性高等優(yōu)點(diǎn),因此廣泛應(yīng)用于微機(jī)、外設(shè)、POS機(jī)等領(lǐng)域;在線式UPS結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,但性能完善,能解決所有電源問題,其顯著特點(diǎn)是能夠持續(xù)零中斷地輸出純凈正弦波交流電,能夠解決尖峰、浪涌、頻率漂移等全部的電源問題;由于需要較大的投資,通常應(yīng)用在關(guān)鍵設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)中心等對(duì)電力要求苛刻的環(huán)境中;

  模塊化UPS與傳統(tǒng)UPS相比有諸多優(yōu)點(diǎn),代表UPS的發(fā)展方向之一,安全系數(shù)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過傳統(tǒng)UPS;模塊化UPS每個(gè)模塊就是一臺(tái)獨(dú)立工作的UPS,功率段齊全,高效率低干擾,環(huán)保節(jié)能,安全系數(shù)高。

 


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為什么要配備UPS?



   

      據(jù)IDC統(tǒng)計(jì),數(shù)據(jù)中心硬件設(shè)備故障的45%是由電源問題引起的;在中國(guó),大城市停電的次數(shù)平均為0.5次/月,中等城市為2次/月,小城市或村鎮(zhèn)為4次/月,電網(wǎng)存在至少九種問題:斷電、雷擊尖峰、浪涌、頻率震蕩、電壓突變、電壓波動(dòng)、頻率漂移、電壓跌落、脈沖干擾;因此從改善電源質(zhì)量的角度來說數(shù)據(jù)中心/數(shù)據(jù)機(jī)房配備UPS是十分必要的。

 

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UPS配備的選擇


1、我應(yīng)該配備什么樣的UPS?

  根據(jù)設(shè)備的情況、用電環(huán)境以及想達(dá)到的電源保護(hù)目的,可以選擇適合的UPS;例如對(duì)內(nèi)置開關(guān)電源的小功率設(shè)備一般可選用后備式UPS,在用電環(huán)境較惡劣的地方應(yīng)選用在線互動(dòng)式或在線式UPS,而對(duì)不允許有間斷時(shí)間或時(shí)刻要求正弦波交流電的設(shè)備,就只能選用在線式UPS。

2、我應(yīng)該配備多大功率的UPS?

  首先要確定您的設(shè)備是多大功率的,一般來講普通PC機(jī)或工控機(jī)的功率在200W左右,服務(wù)器在300W與600W之間,其他設(shè)備的功率數(shù)值可以參考該設(shè)備的說明書。

  其次應(yīng)了解UPS的額定功率有兩種表示方法:視在功率(單位VA)與實(shí)際輸出功率(單位W),由于無功功率的存在所以造成了這種差別,兩者的換算關(guān)系為:視在功率*功率因數(shù)=實(shí)際輸出功率后備式、在線互動(dòng)式的功率因數(shù)在0.5與0.7之間,在線式的功率因數(shù)一般是0.8。給設(shè)備配UPS時(shí)應(yīng)以UPS的實(shí)際輸出功率為匹配的依據(jù),有些經(jīng)銷商有意或無意會(huì)混淆(VA)與(W)的區(qū)別,這點(diǎn)要提請(qǐng)用戶注意。

3、UPS備用時(shí)間的長(zhǎng)短是由什么決定的?

  是由UPS的儲(chǔ)能裝置決定的,現(xiàn)在的UPS可選用鉛酸蓄電池、鋰離子電池、鎳鎘電池、鐵鋰電池作為儲(chǔ)能裝置,電池容量的大小由“安時(shí)數(shù)(AH)”這個(gè)指標(biāo)反映,其含義是按規(guī)定的電流進(jìn)行放電的時(shí)間。相同電壓的電池,安時(shí)數(shù)大的容量大;相同安時(shí)數(shù)的電池,電壓高的容量大,通常以電壓和安時(shí)數(shù)共同表示電池的容量,如12V/7AH、12V/24AH、12V/65AH、12V/100AH。后備式UPS一般內(nèi)置4AH或7AH的電池,其備用時(shí)間是固定的;在線式與在線互動(dòng)式UPS有內(nèi)置7AH電池的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)型,也有外配大容量電池的長(zhǎng)效機(jī)型,用戶可以根據(jù)需要實(shí)現(xiàn)的備用時(shí)間而確定配備多大容量的電池。

  蓄電池是UPS的重要組成部分,占有很大的價(jià)值比重,并且其質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到UPS的正常使用,所以應(yīng)慎重選擇有質(zhì)量保證的正牌蓄電池。


 今天小編就分享到這里,同時(shí)也歡迎您關(guān)注我們的公眾號(hào),獲取更多IT技術(shù)干貨。UPS的配備需要較專業(yè)的知識(shí),我們可以為您設(shè)計(jì)合理的配備方案以及UPS運(yùn)維相關(guān)工作。我們的解決方案基于最新的IT技術(shù)和最佳實(shí)踐,確保您的系統(tǒng)穩(wěn)定可靠、高效運(yùn)行。
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